Arsen in den Brunnen von Connecticut ist möglicherweise eine Hinterlassenschaft des früheren Pestizideinsatzes in Obstplantagen

Gifte können noch Jahrzehnte nach ihrer letzten Anwendung im Ökosystem verbleiben.

21.12.2021 - USA

In den sanften Hügeln von Connecticut gab es einst Zehntausende von Obstplantagen - in den 1930er Jahren waren es 47.000. Jeder, der schon einmal Obstbäume , wie z. B. Äpfel, angebaut hat, weiß, dass Insekten das Obst ebenso lieben wie die Menschen. Bis in die 1950er Jahre wurden die Obstplantagen in großem Umfang mit Pestiziden auf Bleiarsenatbasis bestückt, um die Schädlinge in Schach zu halten - Chemikalien, die schließlich wegen ihrer potenziell schädlichen Auswirkungen auf den Menschen verboten wurden.

Und obwohl es mehr als ein halbes Jahrhundert her ist, dass das letzte Bleiarsenat-Pestizid zum Besprühen von Obstbäumen in Connecticut verwendet wurde, werden diese Gifte nicht so bald verschwinden.

Viele dieser Obstplantagen sind längst in Wohn- oder Gewerbegebiete umgewandelt worden, aber neue Forschungsergebnisse von Forschern der UConn und der Eastern Connecticut State University zeigen einen starken Zusammenhang zwischen der Arsenkontamination und der Nähe zu diesen historischen Obstplantagen - je näher der Brunnen an diesen Standorten liegt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dort Arsen zu finden. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift The Journal of Environmental Quality veröffentlicht.

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Gary Robbins, UConn-Professor für Geowissenschaften und natürliche Ressourcen, erklärt, dass das Projekt mit einer Anfrage des staatlichen Ministeriums für Energie und Umweltschutz (DEEP) im Jahr 2013 begann. Robbins und seine Forschungsgruppe, zu der auch Dr. Mark Higgins (21) und Dr. Meredith Metcalf (13) gehören, untersuchen die Grundwasserkontamination und versuchen, die Quelle der Schadstoffe zu ermitteln.

Robbins, der mit Metcalf - jetzt außerordentlicher Professor an der ESCU - zusammenarbeitet, sagt, dass sie gebeten wurden, Brunnen im östlichen Connecticut, beginnend im Libanon, auf Arsen zu untersuchen. Metcalf leitete das Projekt und konnte Wasserproben von Hunderten von Häusern in der östlichen Hälfte des Bundesstaates sammeln, von denen viele als Ausgangspunkt für Higgins' Doktorarbeit dienten, die die Analyse von über 100 Brunnen und 189 Obstgärten umfasste, einschließlich Bodenproben, um das Vorhandensein von Blei und Arsen zu bestimmen.

"Nach der Beprobung untersuchten wir die Verteilung und mögliche Quellen des Arsens, das die Grundwasserkontamination verursacht hatte, denn ein erheblicher Prozentsatz der Brunnen war kontaminiert und viele davon lagen über der EPA-Trinkwassernorm", sagt Robbins. "Die Frage, die sich stellte, war: Woher kommt das alles?

Laut Robbins wurde zunächst vermutet, dass arsenhaltige geologische Formationen die Schuldigen sein könnten. Auch ein genauerer Blick auf die Verteilung der Brunnen lieferte keine eindeutigen Antworten. Dann untersuchten die Forscher die historische Verwendung von Arsen und fanden heraus, dass Pestizide auf Arsenbasis von den späten 1800er Jahren bis in die 1950er Jahre, als DDT populär wurde, in großem Umfang eingesetzt wurden. In den USA wurden jedes Jahr mehrere Millionen Pfund arsenhaltiger Pestizide eingesetzt, und in einem von der Food and Drug Administration in den 1930er Jahren gesponserten Radioprogramm wurde sogar dieser Jingle gesendet: "A steht für Arsenat / Blei, wenn Sie so wollen, / Beschützer der Äpfel / gegen Erzfeinde".

Obwohl die Bleiarsenat-Pestizide in Ungnade fielen und in einigen Bundesstaaten ab den 1950er Jahren verboten wurden, dauerte es bis 1988, bis sie in den gesamten USA verboten wurden.

Higgins, ein Hydrogeologe bei Haley & Aldrich, Inc., der eine Forschungspartnerschaft mit der UConn unterhält, fand einen Bericht, in dem alle registrierten Farmen und landwirtschaftlichen Flächen in Connecticut im Jahr 1935 aufgelistet waren, darunter über 47.000 einzelne Obstbaumplantagen , darunter Pfirsiche, Birnen und Äpfel.

"Diese Pestizide wurden auf alle Obstbäume gesprüht, um Schädlinge wie die Zigeunermotte in einigen Fällen bis zu sechs Mal pro Jahr zu töten", sagt Higgins.

Die hohe Ausbringungsrate und die Tatsache, dass Blei und Arsen sich nur langsam im Ökosystem ausbreiten können, sorgen laut Higgins für lang anhaltende Rückstände der Gifte.

Im Rahmen ihrer Untersuchungen sammelte das Team an den Standorten der Obstplantagen Bodenkerne in einer Tiefe von bis zu einem Meter: Wir fanden hohe Arsenkonzentrationen, die 50 bis 60 Jahre nach der Ausbringung dieser Pestizide noch länger bestehen, als man erwarten würde. Es ist unwahrscheinlich, dass sie nach unten ins Wasser wandern und wahrscheinlich unbeweglich sind.

Das macht die Sache noch komplizierter, denn trotz der starken Korrelation mit der Nähe zum Wasser geht es jetzt darum, die Quelle der Kontamination endgültig zu bestimmen. Laut Higgins zeigen neuere Studien, dass bestimmte Verbindungen wie phosphathaltige Düngemittel die Umweltbedingungen verändern und dazu führen können, dass zuvor unbewegliche Schadstoffe im Boden mobilisiert werden.

Die Forscher fanden in einigen Böden Hinweise auf die Auslaugbarkeit der Schadstoffe. Robbins sagt, dass zukünftige Schritte darin bestehen werden, das Alter des Wassers mit Hilfe von Tritiumtests zu untersuchen, da sich das Wasser unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. im Grundgestein und im Gletschertuff, die in Connecticut häufig anzutreffen sind, nur sehr langsam durch den Boden und das Gestein bewegen kann, was sich darauf auswirkt, wie die Schadstoffe in das Grundwasser gelangen. Durch die Datierung des Wassers lässt sich feststellen, ob die heutigen Ergebnisse auf die Anwendung von Pestiziden vor Jahrzehnten oder auf neuere Aktivitäten zurückzuführen sind.

In anderen Gebieten des Bundesstaates befinden sich Hausbrunnen in unmittelbarer Nähe zu historischen Obstplantagen und arsenhaltigen geologischen Formationen, so Higgins, was die Bestimmung der Kontaminationsquelle zusätzlich erschwert.

"Wie können wir mit Sicherheit sagen, dass die Kontamination von dem einen oder dem anderen oder von beiden stammt? Wir brauchen diese zusätzlichen Beweise", sagt Higgins. "Mit dieser Studie haben wir einen soliden Datensatz, was die Anzahl der Obstplantagen angeht. Mit zusätzlichen Mitteln und Daten aus einem größeren Gebiet werden wir sicher feststellen können, ob es aus den Obstplantagen kommt oder nicht und wie es in die Brunnen gelangt."

Higgins hofft, dass diese Arbeit dazu beitragen wird, die Öffentlichkeit aufzuklären.

"Es ist wichtig, dass die Menschen in diesen Gebieten wissen, dass Arsen in diesen Konzentrationen weder morgen noch in 10 Jahren krank machen kann. Wenn man jedoch 30 Jahre lang diese niedrigen Arsenkonzentrationen zu sich nimmt, ist eine chronische Exposition gegenüber diesem bekannten Karzinogen wahrscheinlich mit Gesundheitsrisiken verbunden".

Robbins fügt hinzu, dass viele Sanitäter in diesen Gemeinden zwar Bescheid wissen und die Menschen auffordern, ihre Brunnen zu testen, dass aber in den staatlichen Richtlinien Arsen als etwas aufgeführt ist, das nicht getestet werden muss, und stattdessen empfohlen wird, alle fünf Jahre zu testen. Die Forscher empfehlen dringend, Hausbrunnen auf Arsen zu untersuchen, und sagen, dass sich die staatlichen Richtlinien wahrscheinlich ändern werden.

"Ich denke, dass Arsen schon bald Teil der routinemäßigen Wasserqualitätstests werden wird", sagt Robbins.

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