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Rund 60 Millionen Menschen betroffen Experten warnen: Arsenbelastung stellt große Gefahr für Pakistans Bevölkerung dar

Autor / Redakteur: Andri Bryner* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Arsen ist weltweit eine der häufigsten anorganischen Verunreinigungen im Trinkwasser. In Ländern wie Bangladesch, Vietnam oder auch Pakistan sind viele Millionen Menschen gesundheitsgefährdenden Arsenkonzentrationen im Trinkwasser ausgesetzt. In einer groß angelegten Studie haben Forscher der Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung & Gewässerschutz (Eawag) nun die Arsenbelastung in Pakistan kartiert und geben Empfehlungen für Gegenmaßnahmen.

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Probenahme an einer Grundwasserpumpstation im Distrikt Gujrat, Provinz Punjab
Probenahme an einer Grundwasserpumpstation im Distrikt Gujrat, Provinz Punjab
(Bild: Tasawar Khanam, Comsats)

Dübendorf/Schweiz – Mit Arsen belastetes Grundwasser, das als Trinkwasser und zur Bewässerung genutzt wird, kann die Gesundheit von 50 bis 60 Millionen Menschen in Pakistan gefährden. Das zeigt eine gerade publizierte Studie unter Leitung der Eawag. Die Forschenden haben dazu die Daten aus 1200 Grundwasserproben analysiert und mit geologischen und hydrologischen Größen ein Computermodell erstellt. Damit wurde erstmals die riesige Dimension der unsichtbaren Gefahr für ganz Pakistan deutlich. Zudem mehren sich die Hinweise, dass die natürlichen Arsenwerte durch die weit verbreitete Bewässerung erhöht werden.

Grenzwert von 10 µg/Liter an vielen Orten überschritten

In den dicht besiedelten Ebenen entlang des Indus und seiner Zuflüsse liegen die Arsenkonzentrationen im geförderten Grundwasser vielerorts über dem Grenzwert der Weltgesundheitsorganisation WHO von 10 µg/Liter. Sehr hohe Werte, über 200 µg/Liter, finden sich vor allem im Süden; der höchste für diese Studie gemessene betrug 500 µg/Liter.

Arsenkonzentrationen in Pakistans Grundwasser.
Arsenkonzentrationen in Pakistans Grundwasser.
(Bild: Eawag)

Bewässerung könnte Problematik verschärfen

Natürlich im Untergrund vorkommendes Arsen kann im Grundwasser gelöst werden. Die WHO geht davon aus, dass weltweit rund 150 Mio. Menschen von Grundwasser abhängig sind, das zu viel Arsen enthält. Die Prozesse im Untergrund sind je nach geologischen und hydrologischen Verhältnissen verschieden. Bekannt ist, dass in Flussablagerungen mit hohen Anteilen an organischem Material besonders viel Arsen gelöst wird, zum Beispiel in den Deltas des Ganges (Bangladesch) oder des Roten Flusses (Vietnam). Der Grund dafür sind sauerstofffreie Verhältnisse. Dann werden Eisenoxide reduziert, an denen das Arsen zuvor gebunden war. In Pakistan sind entlang des Indus zwar mächtige Sedimentschichten vorhanden, doch solche reduzierenden Bedingungen fehlen weitgehend. Die neue Untersuchung zeigt hingegen eine hohe Übereinstimmung zwischen Arsenbelastung und hohen pH-Werten im Boden. Versickert Bewässerungswasser durch diese alkalischen Böden und die jungen Sedimente, kann es dort Arsen freisetzen und so das Grundwasser laufend mit dem toxischen Halbmetall anreichern. Eawag-Forscher Joel Podgorski, Erstautor der Studie, betont, es handle sich hier bislang um eine Vermutung. Gestützt wird sie von einer hohen Übereinstimmung zwischen bewässerten Gebieten und Regionen mit hohen Arsenwerten im Grundwasser, wie sie Ali Shah von der Universität Comsats (Islamabad) erhoben hat.

Östliches Punjab und Gegend rund um Hyderabad besonders betroffen

Über ein Computermodell, das topografische, geochemische und hydrologische Größen berücksichtigt, haben die Forschenden eine Karte erstellt.

Wahrscheinlichkeit von Arsenkonzentrationen über 10 µg/L
Wahrscheinlichkeit von Arsenkonzentrationen über 10 µg/L
(Bild: Eawag)

Sie stellt die Wahrscheinlichkeit für erhöhte Arsenwerte erstmals für ganz Pakistan dar. Vor allem im östlichen Punjab – mit Lahore – und rund um Hyderabad sind viele Menschen einem hohen Risiko ausgesetzt. Insgesamt 50 bis 60 Millionen sind von Grundwasser abhängig, das mit großer Wahrscheinlichkeit mit mehr als 50 µg Arsen pro Liter belastet ist. „Das ist eine alarmierend hohe Zahl“, sagt der Geophysiker Podgorski. Sie zeige, wie dringend die Untersuchung jedes einzelnen Pumpbrunnens entlang des Indus sei. Frühere Studien haben nur in einzelnen Dörfern Proben gesammelt. Für flächendeckende Kampagnen fehlten bisher die Ressourcen.

Gegenmaßnahmen ohne Verzug anpacken

Was sind jetzt, wo das Ausmaß des Risikos bekannt ist, die nächsten Maßnahmen? Als erstes, so der Forscher Podgorski, müsse das Wasser aus den Brunnen in den Risikogebieten getestet werden. Oft variieren nämlich die effektiven Arsenkonzentrationen auf kleinem Raum sehr stark, und die Modelle können den Untergrund nicht ausreichend genau erfassen. Parallel dazu sollte der Zusammenhang zwischen der intensiven Bewässerung, den hohen pH-Werten in den Böden und den erhöhten Arsenwerten im Grundwasser genauer untersucht werden. Erhärtet sich der Verdacht eines direkten Zusammenspiels, drängen sich Änderungen in der Bewässerungstechnik auf. Sie sollten sowohl der Verdunstung als auch dem Versickern des Bewässerungswassers entgegen wirken. Schließlich kann bei zu hohen Arsenwerten nach alternativen Wasserquellen gesucht werden, zum Beispiel in tiefer liegenden Gesteinsschichten, oder es könnten als letzte Option Verfahren installiert werden zur Entfernung des Arsens aus dem genutzten Wasser. Auf jeden Fall müssten das Bewusstsein für die Gefahr und die Koordination von behördlichen Maßnahmen dringend gefördert werden, schließt Podgorski den Katalog.

Originalpublikation: Joel Podgorski et al.: Extensive arsenic contamination in high-pH unconfined aquifers in the Indus Valley. Science Advances; 3, e1700935 (2017)

* A. Bryner, Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung & Gewässerschutz (Eawag), 8600 Dübendorf/Schweiz

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