Znečištění podzemních vod v údolí Central Valley - Central Valley groundwater pollution - Wikipedia

v Kalifornie, zemědělství je 47,1 miliardami dolarů a tvoří 2% ekonomiky státu.[1] V srdci tohoto odvětví leží The Central Valley of California, zásadní zemědělský uzel pro stát a zemi. Skládající se z obou Údolí San Joaquin a Údolí Sacramento, Central Valley má odhadem dvě třetiny orné půdy státu se 7 miliony akrů.[2] Kalifornie je také přední producent mléčných výrobků v zemi, přičemž 1,8 milionu zralých krav v Central Valley přispívá k 80% kalifornských mlékáren.[3][4] Kvůli tomu, že je klíčovým regionem pro velkou zemědělskou produkci ve státě, který často trpí suchem, se množství a kvalita vody staly hlavním problémem Central Valley.Kontaminovaná podzemní voda v Central Valley v Kalifornii je rostoucí problém v mnoha komunitách založených na zemědělství v této oblasti.[5] Podzemní voda v Central Valley je nyní zdrojem, který je ohrožován kvůli nadměrnému znečištění, a představuje problém veřejného zdraví pro průmyslová odvětví a komunity, které na tom jako na svůj hlavní zdroj vody závisí.[5] V kombinaci s přečerpání podzemí vodonosné vrstvy „znečištění podzemní vody je čím dál znepokojivější, protože množství čisté podzemní vody klesá.[6] Krátkodobá řešení tohoto narůstajícího problému jsou často nákladná a těžko realizovatelná včas a zároveň čistí vodu jako bezpečnou pro použití. V současné době dusičnany jsou nejhojnější z těchto znečišťujících látek v Central Valley kvůli velkému množství zemědělského odtoku, který pochází z mnoha farem v údolí.[7] Koncentrace přirozeně se vyskytující arsen je také problém.[8]

Dějiny

Čerpání podzemní vody se v údolí odehrává od roku 1850, kdy obyvatelé začali stavět čerpadla, která pomáhají vyrovnat nedostatek povrchové vody v této oblasti.[7] Na přelomu 20. století se Kalifornie díky svému technologickému pokroku v Kalifornii etablovala jako přední zemědělský stát obhospodařování půdy, zavlažování a stroje. Údolí Central mělo ideální ekonomické a klimatické podmínky pro rozmanitou škálu růstu plodin a přitahovalo bohaté vlastníky půdy k rozvoji svého průmyslu v regionu. Na počátku 20. století byla technologie pro nakládání s odpady nepostupoval stejnou rychlostí jako růst v zemědělství.[9] Díky tomu jsou tyto zvodnělé vrstvy nesmírně důležité, protože podzemní voda dodává většinu vody potřebné pro zemědělské účely a slouží jako jediný zdroj vody pro několik komunit v celém údolí.[10]

Není však k dispozici vzájemné množství vody pro doplňování vodonosných vrstev a v posledních letech došlo k nárůstu vysychání studní. Toto přečerpání podzemní vody způsobuje farmářům v celém údolí řadu problémů a s dopady změny klimatu se jen zhoršuje.[7] Podzemní vody kontaminované dusičnany pocházejí z 50 let neregulovaného nakládání s likvidací živočišného odpadu, septiky a komerčních hnojiv. Kalifornský Zákon o udržitelném hospodaření s podzemními vodami z roku 2014 jako první svého druhu upřesnil, jak nakládat s podzemními vodami tak, aby nepoškodily ani neohrozily přístup budoucí generace k čisté podzemní vodě.[7]

Před tímto zákonem neexistovaly žádné předpisy týkající se nakládání s podzemními vodami jiné než federální Zákon o bezpečné pitné vodě a Zákon o čisté vodě. Ani tyto činy nechrání obyvatele Central Valley úplně. Důsledné monitorování začalo až v padesátých letech, v osmdesátých letech bylo dokončeno pouze 13 000 testů. Dnešní databáze California Spatio Temporal Information on Nitrate in Groundwater (CASTING) pochází z více než 133 329 testů v regionu Central Valley.[11] S pokrokem v testování a výzkumu roste Central Valley v úsilí o snížení dopadu znečištění dusičnanovou vodou, u kterého se očekává, že se v příštích několika desetiletích drasticky zvýší.[12]

Předpisy a normy

Stanoveno kalifornským ministerstvem veřejného zdraví je maximální úroveň kontaminantů dusičnanů v CCR §63341 45 miligramů na litr (mg / l) pro dusičnan jako NO3 (ekvivalent 10 mg / l pro dusičnan jako dusík nebo „N“) ); 10 mg / l pro dusičnany plus dusitany jako N; a 1 mg / l pro dusitany jako N. Veřejné studny jsou povinny provádět každoroční testování vody, kde předávají své hladiny dusičnanů ministerstvu zdravotnictví, soukromé studny to však nepodléhají. Ačkoli 98% státu má přístup k vodě s vhodnou úrovní dusičnanů, existují rozdíly v tom, kdo nemá přístup k čisté vodě.[13]

Navzdory moderním údajům a metodám pro bezpečnost zemědělství bylo mezi studnami obsahujícími nelegální hladiny dusičnanů v letech 2005 až 2008 připojeno 92 vodních systémů v údolí Central, což mělo dopad na 1 335 000 obyvatel v oblasti.[13] Historicky se programy zaměřené na veřejné zdraví a ekonomický dopad, který mají dusičnany na komunity a průmyslová odvětví, pohybují kolem 1 milionu dolarů, což z něj činí nákladný a pomalý proces změn.[14]

Kalifornský Zákon o udržitelném hospodaření s podzemními vodami roku 2014 jako první svého druhu upřesnil, jak nakládat s podzemními vodami způsobem, který nepoškodí ani neohrozí přístup budoucí generace k čisté podzemní vodě.[6] Podpisem guvernéra Jerryho Browna v roce 2014 vytvořil tento legislativní balíček se třemi zákony rámec pro zachování a správu podzemních vod na místní a státní úrovni. Tím se vytvoří regulační proces, který nařizuje agenturám pro udržitelnost podzemních vod (GSA), aby přijaly plány udržitelnosti podzemních vod (GSP) pro řízení dodávek. Před tímto zákonem byla regulace pouze na federální úrovni s Zákon o bezpečné pitné vodě a Zákon o čisté vodě, a nedokázal ochránit obyvatele Central Valley. Na základě těchto zákonů nemohly farmy a ropné vrty vypouštět odpadní vodu do země, pokud by to mělo dopad na čistou pitnou vodu; pokud by však voda nebyla vhodná k pití, mohly by tyto zdroje vypouštět do vody smrtelný odpad, čímž by obyvatelům odpadl jakýkoli přístup k vodonosné vrstvě.[11]

Zdroje dusíku

Hnůj, hnojivo, septické a přirozené příčiny jsou hlavním zdrojem dusičnany ve spodní vodě. V závislosti na oblasti ve středním údolí jsou největším zdrojem dusičnanů hnůj a hnojiva. Hnojiva do Spojených států přidávají ročně zhruba 11,5 milionu tun dusíku. Dusík v hnojivu se poté uvolní do atmosféry jako amoniak plyn nebo zbytek je nasycen do půdy a přijímán rostlinami. Dusík v půdě se přeměňuje na dusičnany, což je hlavní forma dusíku, který se nachází při kontaminaci podzemních vod. V USA pochází 53% dusičnanů z hnojiv, což je pro kalifornské úředníky prioritou. Hnůj produkuje přibližně 6,5 milionu tun dusíku, který při nesprávném zacházení může kontaminovat půdu a vodní zdroje. Přirozené příčiny, jako jsou dusičnany vyskytující se v plodinách, jsou trvale minimálním zdrojem.[15]

Dopad populace

Bylo provedeno několik studií zkoumajících dopad dusíku na lidské zdraví. Hlavním zjištěním, které je konzistentní ve všech studiích, je doba expozice. Aby bylo skutečné riziko rakoviny významně vyšší, musí být doba expozice nejméně 5 a v některých případech 10 let. To se jeví jako rozsáhlé, avšak po obdržení zpětné vazby od vlády se 10 let nezdá být tak dlouhým obdobím. Ženy, které konzumují vodu s dusičnany nad 5 mg / l, jsou vystaveny vyššímu riziku rakovina štítné žlázy.[16] Zde je důležité si uvědomit, že tato 5 mg / l je 5 mg pod federálně přijatým limitem. Po konzumaci bude dusičnan soutěžit s jód v těle, ve kterém je jeden přijímán Štítná žláza. Když štítná žláza absorbuje dusík nad jódem, začne ztrácet funkci. Tato expozice je pouze 5 let před významným zvýšením rizika rakoviny štítné žlázy. Jednotlivci mají vyšší riziko rakoviny tlustého střeva a konečníku, když konzumují vodu s vysokou hladinou dusičnanů (nad 5 mg / l). Expozice po dobu 10 a více let je spojena se zvýšeným rizikem rakoviny tlustého střeva u vnímavých populací. (,[17]). Těmito populacemi jsou obvykle komunity, které nemají přístup k čerstvému ​​ovoci a zelenině, protože nedostatek vitamínů C je hlavním rizikovým faktorem. Pitná voda a dietní zdroje dusičnanů a dusitanů způsobují zvýšené riziko rakoviny v důsledku reakce dusičnanových sloučenin s aminy a amidy za vzniku karcinogenů. Existuje také zvýšené riziko non-Hodgkinova lymfomu. Konkrétní studie naznačila, že dlouhodobé vystavení zvýšeným hladinám dusičnanů v pitné vodě může přispět k riziku NHL. Přesný proces, jak k tomu dochází, se stále zkoumá.[18]

Reference

  1. ^ Kalifornské zákony týkající se živočišného průmyslu, 1919. Připraveno Kalifornskou státní knihovnou pro Státní ministerstvo zemědělství, Divize živočišného průmyslu. Sacramento: Kalifornská státní tiskárna. 1919. doi:10,5962 / bhl.titul.19454.
  2. ^ „Kalifornie zemědělství“. Kalifornie zemědělství. 50 (1): 2. ledna 1996. doi:10,3733 / ca.v050n01p2. ISSN  0008-0845.
  3. ^ IDAIKKADAR, N.M. (1979), „Zemědělská výroba - hospodářská zvířata a živočišné produkty“, Zemědělská statistika, Elsevier, str.53–68, doi:10.1016 / b978-0-08-023388-8.50012-4, ISBN  9780080233888
  4. ^ Shrestha, Anil; Luo, Wei (2017-09-26). „Analýza kontaminace dusičnany podzemní vodou v centrálním údolí: Porovnání metody geodetektoru, analýzy hlavních složek a geograficky vážené regrese“. ISPRS International Journal of Geo-Information. 6 (10): 297. Bibcode:2017IJGI .... 6..297S. doi:10,3390 / ijgi6100297. ISSN  2220-9964.
  5. ^ A b Harter, Thomas (červenec 2015). „Kalifornské zemědělské regiony se připravují na aktivní správu využívání a ochrany podzemních vod“. Kalifornie zemědělství. 69 (3): 193–201. doi:10,3733 / ca.e.v069n03p193. ISSN  0008-0845.
  6. ^ A b T, Harter (01.07.2015). „Kalifornské zemědělské regiony se připravují na aktivní správu využívání a ochrany podzemních vod“. Kalifornie zemědělství. 69 (3): 193–201. doi:10,3733 / ca.E.v069n03p193. ISSN  0008-0845.
  7. ^ A b C d „Zdroje dusičnanů a kontaminace podzemních vod v centrálním údolí“. Kalifornský WaterBlog. 2017-09-18. Citováno 2018-05-10.
  8. ^ Alexander, Kurtis (5. června 2018). „Přečerpávání podzemních vod Central Valley má vedlejší účinek: příliš mnoho arsenu“. Hearst noviny. San Francisco Chronicle. Citováno 21. října 2019.
  9. ^ Olmstead, Alan; Rhode, Paul W. (2018-07-16), „Agriculture in American Economic History“, Oxford Handbook of American Economic History, sv. 1, Oxford University Press, s. 158–182, doi:10.1093 / oxfordhb / 9780190882617.013.8, ISBN  9780190882617
  10. ^ „Podzemní voda v Kalifornii - Kalifornský institut veřejné politiky“. Institut veřejné politiky v Kalifornii. Citováno 2018-05-10.
  11. ^ A b Nelson, Timothy; Chou, Heidi; Zikalala, Prudentia; Lund, Jay; Hui, Rui; Medellín – Azuara, Josué (2016-03-23). „Ekonomické a vodohospodářské účinky ukončení přečerpání podzemní vody v kalifornském Central Valley“. San Francisco Estuary and Watershed Science. 14 (1). doi:10.15447 / sfews.2016v14iss1art7. ISSN  1546-2366.
  12. ^ Aichele, Stephen S. (2004). „Arzen, dusičnan a chlorid v podzemních vodách, okres Oakland, Michigan“. Informační list. doi:10.3133 / fs20043120. ISSN  2327-6932.
  13. ^ A b Balazs, Carolina; Morello-Frosch, Rachel; Hubbard, Alan; Ray, Isha (září 2011). „Sociální rozdíly v pitné vodě kontaminované dusičnany v kalifornském údolí San Joaquin“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 119 (9): 1272–1278. doi:10,1289 / ehp.1002878. ISSN  0091-6765. PMC  3230390. PMID  21642046.
  14. ^ Sheehy, Robert D. (2006). „Zastaralý kontrolní podvod: Kolik ztratilo vaše město?“. doi:10.1037 / e559052006-004. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  15. ^ „Nonpointové a bodové zdroje dusíku v hlavních povodích Spojených států“. 1994. doi:10.3133 / wri944001. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  16. ^ Ward, Mary H .; Kilfoy, Briseis A .; Weyer, Peter J .; Anderson, Kristin E .; Folsom, Aaron R .; Cerhan, James R. (květen 2010). „Příjem dusičnanů a riziko rakoviny štítné žlázy a onemocnění štítné žlázy“. Epidemiologie. 21 (3): 389–395. doi:10.1097 / EDE.0b013e3181d6201d. ISSN  1044-3983. PMC  2879161. PMID  20335813.
  17. ^ De Roos, Anneclaire J .; Ward, Mary H .; Lynch, Charles F .; Cantor, Kenneth P. (listopad 2003). „Dusičnany ve veřejných vodovodech a riziko rakoviny tlustého střeva a konečníku“. Epidemiologie. 14 (6): 640–649. doi:10.1097 / 01.ede.0000091605.01334.d3. ISSN  1044-3983. PMID  14569178. S2CID  37319996.
  18. ^ Ward, M. H .; Mark, S. D .; Cantor, K. P .; Weisenburger, D. D .; Correa-Villaseñor, A .; Zahm, S. H. (září 1996). „Dusičnan pitné vody a riziko nehodgkinského lymfomu“. Epidemiologie. 7 (5): 465–471. doi:10.1097/00001648-199609000-00003. ISSN  1044-3983. PMID  8862975. S2CID  42375910.