Den 2 augusti 2014 vaknade invånare i Toledo, Ohio, av en häpnadsväckande varning från staden: “DRICK INTE VATTEN.”
Några få prover från stadens vattenreningsverk innehöll oroväckande halter av en giftig kemikalie. Alger i Lake Erie, där Toledo får sitt vatten, gjorde detta toxin. Att dricka vatten med denna kemikalie – kallad mikrocystin – kan göra människor sjuka. Och kokning av vattnet skulle bara förånga en del av vätskan och koncentrera giftet i det som blev kvar.
De alger som gör detta toxin lever i Lake Erie och många andra sjöar och vattendrag. Normalt sett utgör de inga problem. Men på våren sköljs gödningsmedel bort från gårdar och i floder som rinner ut i öppet vatten. Det gödselmedlet innehåller två näringsämnen: kväve och fosfor. Alger kommer att sluka dem. På nolltid kan deras tillväxt skjuta i höjden och bilda vad som kallas en algblomning . Och det var vad som hände i Lake Erie den gångna sommaren.
“Det är som att vi ger allt detta algergodis”, säger Isabel Escobar. Hon är professor i kemi- och miljöteknik vid University of Toledo.
Denna satellitbild visar den giftiga blomningen av alger nära staden Toledo (nedre till vänster), som färgade delar av Lake Erie grön den 1 augusti.
Vindar skulle vanligtvis hålla algblomningen borta från rören som Toledo använder för att samla upp dricksvatten från sjön, säger Escobar. Men den här gången drev lätta vindar algerna mot rören. Och blomningen var så stor att även det djupare vattnet, nära dessa rör, var rikt på alger. Väl inne i vattenreningsverket bröts algcellerna isär. Detta släppte ut deras gift i vattnet. Att vakna upp och höra att vattnet som kommer in i ditt hus är farligt att dricka kan vara skrämmande. Men det är också ett tecken på att de regler som införts för att skydda dricksvatten fungerar. Två dagar efter att meddelandet gick ut till invånarna i Toledo avbröts det. Vattenreningsingenjörer hade kommit på hur de skulle ta bort giftet och göra stadens dricksvatten säkert.
Men det som hände i Toledo är en påminnelse om att även i rika länder som USA är rent vatten inte alltid tillgängligt överallt. “Samhället växer och våra vattenresurser gör det inte”, konstaterar Andrea Dietrich. Hon är miljöingenjör på Virginia Tech i Blacksburg. Rent dricksvatten “är en begränsad resurs och vi måste värdera det”, säger hon.
Rent vatten
Amerikanska sjöar, floder och vattendrag var förr mycket mer förorenade än de är idag. Vid ett tillfälle 1969 fattades faktiskt eld i oljan och skräpet som flöt på Cuyahogafloden i Cleveland, Ohio. Branden i Cuyahogafloden var en incident som hjälpte till att få igenom Clean Water Act 1972. Nu kan fabriker inte längre dumpa sitt avfall direkt i floder och bäckar. De som ertappas gör det – antingen avsiktligt eller av misstag – får böter.
Ett team samlar in ett vattenprov från ett badrum i West Virginia. Omkring 300 000 människor i den delstaten lämnades med order om att inte dricka vattnet efter ett kemikalieutsläpp.
Detta system är dock långt ifrån perfekt. Lagen reglerar inte föroreningar som inte kan spåras tillbaka till en specifik punkt (som en fabrik). Exempel på sådan “icke-punkt” förorening inkluderar kemikalier som sköljer av stadens gator, gräsmattor och gårdar när det regnar. Gödselmedlet som underblåste Toledos mikrocystinuppbyggnad är ett exempel på denna avrinning från regn. Sådant avrinning kan plocka upp och bära med sig andra föroreningar, inklusive bekämpningsmedel och ogräsdödare. Mer än hälften av alla vattendrag som dränerar jordbruksregioner har nivåer av bekämpningsmedel som är tillräckligt höga för att skada vattenlevande liv.
Och 90 procent av vattendragen i och nära städer innehåller också stora mängder av dessa kemikalier. Det är resultaten av en studie från US Geological Survey (USGS). Wesley Stone och hans kollegor publicerade sina resultat den 11 september i Environmental Science & Technology.
Men även hotet om böter kommer inte att hålla all industriförorening från vattenvägar. I januari 2014 läckte en kemikalie kallad rå MCHM ut från en lagringsanläggning i West Virginia och in i Elk River. Den floden är en källa till dricksvatten för många samhällen nedströms. “När kemikalien läckte fanns det mycket begränsade data om dess säkerhet, transport och toxicitet”, säger Dietrich. “Det var ett stort problem.” Under 10 dagar kunde cirka 300 000 människor inte använda sitt dricksvatten till någonting – inte ens duschar.
Denna skylt varnar folk för att inte äta fisk från Lake Crabtree i North Carolina. Fisken kan innehålla giftiga kemikalier som kallas PCB. S. Zielinski
Väl i vattnet kan kemiska föroreningar ligga kvar i årtionden. Till exempel brukade människor runt Raleigh, NC, regelbundet äta fisk från Lake Crabtree. Nu varnar skyltar folk att det inte längre är säkert att göra det. Giftiga kemikalier som kallas polyklorerade bifenyler (PAH-lee-KLOR-in-ate-ed By-FEE-nawls), eller PCB, fläckar sjön. För flera decennier sedan kasserade ett närliggande företag dessa kemikalier på ett felaktigt sätt.
Idag bär sjön och dess fiskar fortfarande spår av dessa giftiga PCB. Många människor får sitt dricksvatten från underjordiska källor, så kallade akviferer. Och föroreningar kan tränga in i dessa också. Till exempel varnade USGS-tjänstemän nyligen för att det underjordiska flödet av en massa saltvatten hotar dricksvattnet i Wichita, Kans. Föroreningens källa: aktiviteter på 1930-talet för att ta bort olja och gas från en plats cirka 32 kilometer (20 miles) bort .
Rocky matters
En del vatten kan vara osäkert att dricka på grund av naturliga föroreningar. Grundvattenakviferer kan innehålla enorma mängder vatten. Sådana akviferer är dock inte stora underjordiska pooler. En akvifer är ett lager av sten, sand eller grus i vilket vatten samlas. Giftiga kemikalier kan läcka ut ur dessa material och ut i vatten. Det är därför fluor och arsenik naturligt förorenar många amerikanska vattenförsörjningar.
Lite fluor är hälsosamt. Denna kemikalie kan hjälpa till att förhindra hål i tänderna. Det är därför tillverkare lägger till det i tandkräm. Många samhällen lägger också små mängder av det till dricksvattnet. Men i vissa delar av landet, som Maine och delar av New York, läcker fluor ut ur berg och ner i grundvattnet. För mycket fluor kan missfärga eller klippa tänderna och orsaka skelettproblem. Det finns också vissa bevis för att barndomens exponering för höga nivåer av fluor kan minska IQ.
Arsenik är däremot aldrig hälsosamt. Långvarig exponering kan leda till cancer i huden, urinblåsan eller njurarna. Forskare tvistar om hur mycket någon kan konsumera utan att skada. US Environmental Protection Agency (EPA) sätter för närvarande den acceptabla nivån för arsenik i dricksvatten till 10 delar per miljard. Men i många delar av USA – inklusive områden i Texas, New England, Michigan, Kalifornien och Idaho – överstiger arsenik i grundvattnet naturligtvis den nivån. Återigen kan vittring av stenar och jord släppa ut detta giftiga element i vattnet.
Den goda nyheten är att det finns behandlingar för att ta bort arsenik från vatten.
Situationen är så dålig att American Society of Civil Engineers 2013 gav landets dricksvattensystem betyget D (på en skala från A till F). American Water Works Association uppskattar att det kan ta mer än 1 biljon dollar för att åtgärda problemen.
“De här rören är ofta ofodrat järn,” förklarar Edwards. “Om du någonsin såg hur några av dessa rör ser ut, skulle det vända din mage. De är väldigt tjocka av rost och bakterier.” Desinfektionsmedel som klor och kloramin tillsätts ofta till vattnet för att rengöra det. Det dödar bakterierna men kan skapa nya problem.
På många ställen är åtminstone en del av rören som vattnet rinner igenom gjorda av material som innehåller bly, en mycket giftig tungmetall. Kranar eller anslutningar mellan rör kan också innehålla bly. Vanligtvis håller blyet sig ur vattnet. Men vissa vattenbehandlingar, som kloramin, kan göra att blyet läcker ut.
Och det är ett bekymmer eftersom bly är särskilt farligt för barn. Eftersom bly påverkar hjärnan kan även små mängder orsaka inlärningssvårigheter, beteendeproblem och en permanent minskning av IQ. Andra symtom inkluderar huvudvärk, irritabilitet och buksmärtor. Blyläckage sker i många hem och företag. Edwards team har till och med hittat giftiga nivåer av bly som läcker från vattenfontänerna i amerikanska offentliga skolor.
Amoebas som dessa kan ibland fläcka dricksvatten (används även för bad och duschar). Om de kommer i kontakt med nervändar i näsan kan de resa till hjärnan. Där kan de utlösa hjärninflammation, en infektion som är snabbt dödlig. Matkoppar på deras yta är där de tar in bakterier från miljön eller bitar av vävnad medan de lever i en mänsklig värd. F. Marciano-Cabral/Va. Commonwealth Univ. Sch. av Med.
Och så finns det några oroande, klumpformade amöbor. En stor rapport från 2011 fann att dessa encelliga organismer fläckar dricksvattensystem runt om i världen. Vissa kan orsaka sjukdomar som blindar eller dödar genom att äta hjärnceller. Andra fungerar som en trojansk häst; amöbor färja sjukdomsframkallande bakterier i dem – och skydda dessa bakterier från kemikalierna som används för att behandla dricksvatten.
När bakterier – från vilken källa som helst – kommer i vatten, kan de skapa långlivade kolonier i rören inuti ditt hus eller lägenhetsbyggnad. “De flesta människor inser inte det, men det är bakterier som växer i ditt hus i dina vattenledningar som är den främsta källan till vattensjukdomar i USA,” säger Edwards. Ett problem är Legionella. Dessa bakterier orsakar legionärssjukdom, en potentiellt dödlig form av lunginflammation. Bara inom USA drabbar denna sjukdom cirka 8 000 till 18 000 människor varje år.
Nya vattensystem är inte heller problemfria. “Gröna” VVS-system är tänkta att hjälpa människor att spara vatten. Men hos vissa stagnerar vattnet i ledningarna för länge. “Precis som mjölk kan bli dålig om du låter den sitta i ett varmt rum under en tid, så kan också vatten bli dåligt”, säger Edwards. Även om vattnet inte är farligt kan det smaka illa. Så folk kan sluta köpa vatten på flaska. Vatten på flaska är mindre miljövänligt. Mycket energi och andra resurser går åt till att tillverka plastflaskan och för att transportera vattnet till butiker.
Vatten täcker cirka 71 procent av jordens yta. Det mesta av det vattnet kan inte användas för att släcka törsten hos människor och grödor. Majoriteten sitter i haven, för salt för att drickas. Flytande sötvatten står bara för en liten mängd – cirka 2,5 procent av allt vatten på jorden, enligt USGS. Av det sötvattnet är mer än två tredjedelar låst i glaciärer och i istäcken i Arktis och Antarktis. Mycket av resten är under jord.
Faktum är att endast 1,2 procent av allt sötvatten är ytvatten – vattnet i sjöar, bäckar och floder. Nordamerika har mer än sin andel av det sötvattnet. Ungefär en femtedel av världens sötvatten finns i bara de fem stora sjöarna. En mindre volym fyller Amerikas andra sjöar, såväl som dess floder och bäckar. Mer sitter i underjordiska akviferer.
Men allt det sötvattnet är inte lika fördelat. De stora sjöarnas vatten rinner till exempel inte genom kranarna på hem i sydvästra USA. Ändå har området en stor och växande befolkning. Och dess klimat är fortfarande ganska torrt.
Vissa västerländska stater upplever till och med torka. Kaliforniens nuvarande torka började för flera år sedan, och det finns inga tecken på att den är på väg att ta slut. Floder och reservoarer har börjat torka upp. I allt högre grad förlitar sig människor nu på brunnar som tappar grundvatten för vattnet som kommer att användas för att dricka och för bevattning av grödor. Som ett resultat har grundvattentillgången minskat. Och det är oroande.
Grundvattenakviferer kan ta år, till och med århundraden, att fylla på. De är inte en obegränsad resurs. Vissa brunnar har faktiskt redan blivit torra. Människor i åtminstone en stad i Kalifornien, East Porterville, måste redan förlita sig på vatten på flaska. Mer än ett dussin andra samhällen kan snart följa efter.
Video: Jordens vattenkretslopp
Forskare är oroade över att situationen i Kalifornien kan förebåda framtiden någon annanstans. Den globala uppvärmningen förändrar jordens klimat på ett sätt som förväntas öka frekvensen och intensiteten av episoder med för lite eller för mycket vatten. “Vi vet att våra vattensystem är känsliga för klimatförändringar… och extrema händelser som översvämningar och torka”, säger Gleick från Pacific Institute.
Det ger ett problem om hur man bäst hanterar vattenförsörjningen. Situationen kan vara särskilt illa när det inte finns tillräckligt med vatten. Torka är ett exempel på detta. Men i vissa områden, som den torra sydväst, kan vattentillgången alltid vara begränsad. Beslut måste fattas om vem som får vatten vid tillfällen då det inte är rikligt.
Sådana samtal äger sällan rum, förutom när det råder torka, konstaterar Greg Characklis. Han är ingenjör och ekonom vid University of North Carolina i Chapel Hill.
Ett sätt att hantera en begränsad resurs är att använda den mer effektivt. Därför är det en bra idé att stänga av kranen när du borstar tänderna. Och det är därför folk uppmanas att inte vattna sina gräsmattor under en torka.
Men i USA förbrukar gårdar det mesta av vattnet. Den bevattnar grödor.
Även en lite bättre effektivitet i vattenanvändningen av gårdar skulle räcka långt för att lindra många av de farhågor vi har om vatten, säger Characklis.
Det är särskilt viktigt att människor förstår var vattnet kommer ifrån, hur det används och hur det cirkulerar genom den naturliga miljön, tillägger Gleick. Och genom den förståelsen, “blir det lättare att fatta smartare beslut om vår vattenframtid.”
jordbruk
Tillväxten av växter, djur eller svampar för mänskliga behov, inklusive mat, bränsle, kemikalier och medicin.
alger
Singel- cellorganismer, som en gång ansågs vara växter (det är de inte). Som vattenlevande organismer växer de i vatten. Precis som gröna växter är de beroende av solljus för att göra sin mat.
amöba
En singel -cellsmikrob som fångar mat och rör sig genom att sträcka ut fingerliknande projektioner av ett färglöst material som kallas protoplasma. Amöbor är antingen frilevande i fuktiga miljöer eller så är de parasiter.
aquatic
Ett adjektiv som syftar på vatten.
aquifer
Rock that kan innehålla eller överföra grundvatten.
torr
En beskrivning torra områden i världen, där klimatet ger för lite nederbörd eller annan nederbörd för att stödja mycket växttillväxt.
arsenik
En högst giftigt metalliskt element. Det förekommer i tre kemiskt olika former, som också varierar beroende på färg (gul, svart och grå). Den spröda, kristallina (grå) formen är den vanligaste. Vissa tillverkare utnyttjar dess toxicitet genom att lägga till det i insekticider.
bakterie (plural bakterier)
En encellig organism. Dessa lever nästan överallt på jorden, från havets botten till inuti djuren.
blom (i mikrobiologi)
Den snabba och i stort sett okontrollerade tillväxten av en art, såsom alger i vattendrag berikade med näringsämnen.
cancer
Någon av mer än 100 olika sjukdomar, var och en kännetecknad av den snabba, okontrollerade tillväxten av onormala celler. Utvecklingen och tillväxten av cancer, även känd som maligniteter, kan leda till tumörer, smärta och död.
cell
Den minsta strukturell och funktionell enhet av en organism. Vanligtvis för liten för att se med blotta ögat, den består av vattnig vätska omgiven av ett membran eller vägg. Djur består av allt från tusentals till biljoner celler, beroende på deras storlek.
kemikalie
Ett ämne bildas av två eller flera atomer som förenas (blir sammanbundna) i en fast proportion och struktur. Till exempel är vatten en kemikalie gjord av två väteatomer bundna till en syreatom. Dess kemiska symbol är H2O.
kemiingenjör
A forskare som använder kemi för att lösa problem relaterade till produktion av mat, bränsle, mediciner och många andra produkter.
kloramin
En kemikalie används ibland för att desinficera dricksvattenförråd. Vattenförsörjningsföretag kan få dem att bildas genom att tillsätta ammoniak till det klor som används för att behandla en del dricksvatten. Kloramin har använts i nästan ett sekel.
klor
En kemikalie element med den vetenskapliga symbolen Cl. Det används ibland för att rengöra vatten. Föreningar som innehåller klor kallas klorider.
klimatförändring
Lång -term, betydande förändring i jordens klimat. Det kan hända naturligt eller som svar på mänskliga aktiviteter, inklusive förbränning av fossila bränslen och röjning av skog.
desinficera
Att rengöra ett område genom att döda farliga smittsamma organismer, såsom bakterier.
torka
En förlängd period med onormalt låg nederbörd; en brist på vatten till följd av detta.
ekonomi
Det sociala vetenskap som handlar om produktion, distribution och konsumtion av varor och tjänster och med teori och förvaltning av ekonomier eller ekonomiska system. En person som studerar ekonomi är en ekonom.
element
(in kemi) Vart och ett av mer än hundra ämnen där den minsta enheten av varje är en enda atom. Exempel inkluderar väte, syre, kol, litium och uran.
ingenjör
En person som använder vetenskap för att lösa problem. Som verb betyder to engineer att designa en enhet, ett material eller en process som kommer att lösa något problem eller ouppfyllt behov.
miljöingenjör
En person som använder vetenskap för att studera och förbättra den naturliga miljön.
Environmental Protection Agency (eller EPA)
En myndighet inom den federala regeringen som har till uppgift att hjälpa till att skapa en renare, säkrare och hälsosammare miljö i USA. Skapad den 2 december 1970, granskar den data om möjlig toxicitet av nya kemikalier (andra än livsmedel eller läkemedel, som regleras av andra myndigheter) innan de godkänns för försäljning och oss e. Där sådana kemikalier kan vara giftiga, fastställer den regler för hur mycket som får användas och var det får användas. Den sätter också gränser för utsläpp av föroreningar till luft, vatten eller mark.
gödsel
Kväve och andra växtnäringsämnen som tillsätts jord, vatten eller löv för att öka tillväxten av grödor eller för att fylla på näring som tagits bort tidigare genom växtrötter eller blad.
fluorid
En kemikalie , såsom natriumfluorid, som innehåller grundämnet fluor. I små doser kan fluor hjälpa till att förhindra karies.
global uppvärmning
Den gradvis ökning av den totala temperaturen i jordens atmosfär på grund av växthuseffekten. Denna effekt orsakas av ökade nivåer av koldioxid, klorfluorkolväten och andra gaser i luften, många av dem frigörs av mänsklig aktivitet.
infrastruktur
Det underliggande struktur av ett system.
insekt
En typ av leddjur som som vuxen kommer att ha sex segmenterade ben och tre kroppsdelar: ett huvud, bröstkorg och buk. Det finns hundratusentals insekter, som inkluderar bin, skalbaggar, flugor och nattfjärilar.
IQ eller intelligenskvot
Ett nummer som representerar en persons resonemangsförmåga. Det bestäms genom att dividera en persons poäng på ett speciellt test med hans eller hennes ålder och sedan multiplicera med 100.
leach
(in geologi och kemi) Processen genom vilken vatten (ofta i form av regn) tar bort lösliga mineraler eller andra kemikalier från ett fast ämne, såsom sten, sand, jord eller aska.
bly En giftig tungmetall (förkortat Pb) som i kroppen förflyttar sig dit kalcium vill. Metallen är särskilt giftig för hjärnan, där den i ett barns utvecklande hjärna kan permanent försämra IQ, även vid relativt låga nivåer.
Legionella
En bakteriell infektion i lungorna som orsakar inflammation och potentiellt dödlig lunginflammation som först identifierades 1977. Av mer än 40 typer av Legionella-bakterier som hittills identifierats orsakar mer än 20 mänskliga sjukdomar. Dessa sjukdomar kallas legionella.
mikrocystiner
A klass av gifter som produceras av några sötvattenalger som också är kända som cyanobakterier. De flesta av dessa toxiner verkar genom att förgifta levern.
delar per miljon (eller miljarder, eller biljoner) (parts per million)
Ofta förkortat som ppm (eller ppb eller ppt), är det ett mått på antalet enheter av något material som har blandats in i ett annat. Enheterna bör vara samma (eller likvärdiga) för båda materialen. Så 3 ppb bly i vatten skulle vara 3 delar bly i varje miljard delar vatten.
bekämpningsmedel
En kemikalie eller blandning av föreningar som används för att döda insekter, gnagare eller andra organismer som är skadliga för odlade växter, husdjur eller boskap, eller oönskade organismer som angriper hem, kontor, gårdsbyggnader och andra skyddade strukturer.
fosfor
En högst reaktivt, icke-metalliskt grundämne som förekommer naturligt i fosfater. Dess vetenskapliga symbol är P.
pneumoni
En lunga sjukdom där infektion av ett virus eller en bakterie orsakar inflammation och vävnadsskador. Ibland fylls lungorna med vätska eller slem. Symtom inkluderar feber, frossa, hosta och andningssvårigheter.
förorening
Ett ämne som fläckar något — som luften, vattnet, våra kroppar eller produkter. Vissa föroreningar är kemikalier, till exempel bekämpningsmedel. Andra kan vara strålning, inklusive överskottsvärme eller ljus. Även ogräs och andra invasiva arter kan betraktas som en typ av biologisk förorening.
Polyklorerade bifenyler ( eller PCB)
En familj av 209 klorbaserade föreningar med en liknande kemisk struktur. De användes i många decennier som en obrännbar vätska för att isolera elektriska transformatorer. Vissa företag använde dem också för att tillverka vissa hydraulvätskor, smörjmedel och bläck. Deras produktion har varit förbjuden i Nordamerika och många länder över hela världen sedan omkring 1980.
reservoar
En stor förråd av något. Sjöar är reservoarer som håller vatten. Människor som studerar infektioner hänvisar till miljön där bakterier kan överleva säkert (som kroppar av fåglar eller grisar) som levande reservoarer.
hållbarhet
Att använda resurser på ett sätt så att de kommer att vara tillgängliga även i framtiden.
giftig
Giftig eller kan skada eller döda celler, vävnader eller hela organismer. Måttet på risken med ett sådant gift är dess toxicitet.
toxin
Ett gift produceras av levande organismer, såsom bakterier, bin, spindlar, giftmurgröna och ormar.
US Geological Survey (eller USGS )
Detta är den största icke-militära amerikanska byrån som har till uppgift att kartlägga vatten, jord och biologiska resurser. Den samlar in information för att övervaka hälsan hos ekosystem, naturresurser och naturrisker. Den studerar också effekterna av klimat- och markanvändningsförändringar. USGS är en del av det amerikanska inrikesdepartementet och har sitt huvudkontor i Reston, Va.
vattenledning
Den primärt rör som för dricksvatten till områden i en stadsdel. Den är vanligtvis begravd minst en meter (ungefär 3 fot) under stadens gator.
weathering
(in geologi) Processen att bryta ner stenar och jord. Vitring kan vara kemisk, såsom genom oxidation (rost), eller mekanisk, såsom genom vatten, is eller vind.
Leave a Reply