Искусственные вещества, известные как летучие органические соединения, загрязняют питьевую воду в США, а недавние лесные пожары усугубляют ситуацию.
Эта статья изначально была опубликована на Ensia.
Примечание редактора: эта история является частью девятимесячного расследования загрязнения питьевой воды в США. Сериал финансируется фондами Park Foundation и Water Foundation. Посмотреть связанные истории здесь.
Со своей задней палубы Богдан Мариан может видеть шрамы, спускающиеся в долину Сан-Лоренцо: площадку разрушенного дома, выжженные коричневые деревья на линии хребта.
Мариан благодарна за то, что у нее есть постоянный дом. Тем не менее, его семья и многие другие люди в этом районе по-прежнему сталкиваются с другой проблемой: безопасностью их водопроводной воды. После того, как пожары омрачили долину недалеко от Санта-Крус, штат Калифорния, в августе, местный водохозяйственный округ выпустил для жителей уведомление «Не пейте, не кипятите».
Жители были предупреждены Летучие органические соединения (ЛОС), включая бензол, могут просачиваться в систему водоснабжения, как это произошло с токсичными химическими веществами в Санта-Розе и Парадайзе, штат Калифорния, после лесных пожаров в 2017 и 2018 годах.
" У меня есть 18-месячный ребенок", добавляет Мариан. «Я не хочу подвергать его чему-либо сомнительному. Поэтому через несколько недель после этого мы использовали воду в бутылках практически для всего, включая душ, уборку и полив растений».
Повсеместно распространенные химические вещества
ЛОС представляют собой большую группу химических веществ, обладающих общей способностью испаряться в воздухе и растворяться в воде. С 1940-х годов они широко используются в промышленности, сельском хозяйстве и дома. Они входят в состав бензина, клеев, обезжиривающих средств, жидкостей для химической чистки, пестицидов, пластмасс и многого другого. В дополнение к пресловутой угрозе, которую они представляют для качества воздуха в помещении (например, выделение газов обычно происходит из новых шкафов или ламината), летучие органические соединения также могут попадать в окружающую среду, загрязняя почву и воду.
В то время как летучие органические соединения, которые мигрируют в поверхностные воды, имеют тенденцию к испарению, летучие органические соединения, проникающие через почву в грунтовые воды, могут задерживаться и, в конечном счете, загрязнять источники питьевой воды. Большинство общественных систем водоснабжения и частных колодцев в США используют подземные воды. А учитывая масштабы использования летучих органических соединений и частые крупные выбросы в окружающую среду, а также их стойкость и способность наносить вред здоровью человека, эти химические вещества остаются серьезной угрозой для питьевой воды в Америке.
Оценка, опубликованная Геологической службой США в 2006 году, обнаружила ЛОС на уровне 0,2 микрограмма на литр почти в одной пятой протестированных водоносных горизонтах. Химикаты обычно просачиваются в системы через разливы и неправильную утилизацию. Бензол, например, может попасть в грунтовые воды из-за разлива бензина или нефти на поверхности или из-под протекающих подземных топливных баков. Точно так же известно, что многие летучие органические соединения, включая перхлорэтилен (ПХЭ) и трихлорэтилен (ТХЭ), попадают в грунтовые воды из химчисток, а также при производстве или обслуживании электроники и самолетов..
Как бы ЛОС не попадали в питьевую воду, это может быть плохой новостью. «Если вы говорите о чем-то вроде содержания свинца в воде, вам следует избегать его употребления. Если вы говорите о летучих органических соединениях, то вы действительно не хотите, чтобы они попали на вашу кожу. Даже посудомоечная машина создает пары, которые могут вдыхать», - говорит Джина Соломон, программный директор Института общественного здравоохранения в Окленде, Калифорния.
Исследования связывают воздействие ЛОС с повышенным риском последствий для здоровья, включая анемию, лейкемию, рак почки, репродуктивные проблемы, врожденные дефекты и повреждение нервной системы.
Исследования связывают воздействие ЛОС с повышенным риском последствий для здоровья, включая анемию, лейкемию, рак почки, репродуктивные проблемы, врожденные дефекты и повреждение нервной системы.
В целом дети подвергаются наибольшему риску воздействия ЛОС, объясняет Соломон. Они потребляют большее количество жидкости, пропорциональное их массе тела, по сравнению со взрослыми. И у них гораздо больше относительной поверхности кожи для их небольшого размера, что приводит к более высокой дозе при купании в воде.
«Бензол также известен своим отсроченным воздействием на здоровье», - говорит Соломон. «Чем вы моложе, тем больше вероятность того, что вы проживете достаточно долго, чтобы столкнуться с этими последствиями для здоровья».
Подключение к Wildfire
Лесные пожары как источник ЛОС в питьевой воде на самом деле не были в центре внимания до тех пор, пока пожар Таббса не сжег большие участки Санта-Розы, Калифорния, в 2017 году. После пожара пробы питьевой воды из муниципальных источников имели уровни несколько летучих органических соединений, включая бензол, превышают пределы воздействия штата и федеральные нормы.
В следующем году Кэмп-файр опустошил город Парадайз в Калифорнии. Бензол и другие летучие органические соединения также обнаруживались в тестах питьевой воды.
То, что было обнаружено после лесных пожаров, выжженных в долине Сан-Лоренцо в конце августа, в том числе одна проба воды с уровнем бензола, более чем в 40 раз превышающим стандарт питьевой воды, установленный государственным советом по водным ресурсам, «подкрепляет то, что мы обнаружили ранее», - говорит Дэниел. Ньютон, помощник заместителя директора Государственного совета по контролю за водными ресурсами Калифорнийского агентства по охране окружающей среды. «Поскольку масштабы пожаров увеличиваются и одновременно оказывают все большее воздействие на сообщества и системы водоснабжения, мы наблюдаем все больше и больше таких обнаружений летучих органических соединений. Этот год задает для нас новый темп».
Соломон отмечает, что известно, что бензол вызывает рак у людей. «Это очень тревожно, - говорит она.
А бензол был лишь одним из нескольких летучих органических соединений, обнаруженных в различных пробах воды, взятых после пожара.
Мариан недавно узнала о загрязнении питьевой воды в результате недавних пожаров. И он сетует на то, что до сих пор не существует «инструкции» по защите водных ресурсов от лесных пожаров. «Я не думаю, что мы догнали то, что узнали из пожаров 2017 и 2018 годов», - говорит он. «И мы до сих пор не совсем понимаем, как происходит заражение. Мы просто знаем, что это связано с огнем».
Плавление пластика, потеря давления
Никто точно не знает, почему ЛОС появляются в питьевой воде после пожаров. Но появилось несколько идей.
Пластиковые трубы и другие пластмассы в системе водоснабжения могут плавиться или гореть во время пожара, выделяя летучие органические соединения, которые могут непосредственно растворяться в питьевой воде. В Парадайзе ученые обнаружили шарики расплавленного пластика на участках водопровода. Химические вещества из пластика также могут впитываться в трубы по мере их прохождения, а затем со временем выщелачиваться обратно в воду. «Но я еще не видел доказательств того, что пластик несет исключительную ответственность за загрязнение после лесных пожаров», - говорит Эндрю Уэлтон, доцент кафедры гражданского строительства, экологического и экологического проектирования в Университете Пердью.
Другая гипотеза состоит в том, что когда в системе водоснабжения снижается давление из-за пожара, дым, пепел и газы могут попасть в подземные трубы и циркулировать по системе водоснабжения. Даже без пожара разгерметизация может привести к попаданию бактерий и других загрязняющих веществ в воду, отмечает Стефан Кахина, начальник отдела питьевой воды Калифорнийского совета по водным ресурсам на северном побережье.
Возможно, виноваты как наличие пластики, так и потеря давления. Велтон говорит, что проводит тесты, чтобы найти причину заражения.
Исторические угрозы
Жертвы лесных пожаров в Калифорнии не первые в США, которым угрожает питьевая вода, загрязненная летучими органическими соединениями.
Военные базы были одним из самых печально известных источников, говорит Ричард Люти, профессор гражданской и экологической инженерии в Стэнфордском университете.
Я не думаю, что мы догнали то, что мы узнали из пожаров 2017 и 2018 годов. И мы до сих пор толком не понимаем, как происходит заражение.
Возьмем, к примеру, лагерь Лежен в Северной Каролине. Между концом 1950-х и серединой 1980-х годов питьевая вода на морской базе была загрязнена токсичными промышленными химикатами, включая бензол, трихлорэтилен и полихлорэтан, из-за практики удаления отходов в химчистке вне базы, а также из-за протекающих подземных резервуаров для хранения и промышленных отходов. разливы. Ветераны вооруженных сил, которые служили на базе в это время и у которых развились определенные заболевания, такие как рак почки или болезнь Паркинсона, могут претендовать на пособие по инвалидности через Департамент по делам ветеранов США.
ЛОС также были подозреваемыми злодеями в необычном количестве случаев детской лейкемии в Вобурне, штат Массачусетс, между 1969 и 1986 годами. Вода из колодца была загрязнена трихлорэтиленом и полихлорэтиленом, вероятно, из промышленных отходов. Исторический судебный процесс привел к тому, что ответственные корпорации взяли на себя расходы по восстановлению.
До сих пор летучие органические соединения попадают в системы питьевой воды по всей стране. По сообщениям, в Паден-Сити, Западная Вирджиния, в январе 2020 года уровни PCE в питьевой воде почти в три раза превышали федеральный предел. В августе официальные лица обнаружили 1,4-диоксан в общественной системе водоснабжения в Спрингфилде, штат Иллинойс..
Регулятивные уроки
Агентство по охране окружающей среды регулирует 21 ЛОС в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде. Общественные системы водоснабжения должны отслеживать эти химические вещества, и, если их тесты обнаруживают уровни, превышающие максимальный уровень загрязнения, установленный EPA, они должны информировать своих клиентов о нарушении и принимать меры для исправления ситуации. Тем не менее, Соломон и Велтон предполагают, что правила Агентства по охране окружающей среды могут быть недостаточны для защиты населения от загрязнения летучими органическими соединениями.
Метиленхлорид, летучие органические соединения, уровни которых превышали пределы EPA как в Санта-Розе, так и в Парадайзе, иллюстрирует одну из возможных причин. Федеральные и глобальные агентства здравоохранения считают его вероятным канцерогеном для человека. Но стандартное тестирование питьевой воды вполне может его пропустить. Это связано с тем, что Агентство по охране окружающей среды требует, чтобы системы водоснабжения проверялись на содержание свинца и меди в водопроводных кранах, но другие тесты на наличие загрязняющих веществ проводятся на водоочистных сооружениях, объясняет Соломон. Она отмечает гипотезу о том, что метиленхлорид может образовываться в результате реакции между водопроводными трубами, побочными продуктами дезинфекции и хлором, загрязняя воду после того, как она покидает завод.
Другие химические вещества также могут загрязнять водные системы после пожара. «Мы ищем бензол, стирол, нафталин. Но на самом деле мы не знаем, какие химические вещества нам следует искать», - говорит Уэлтон. Он предполагает, что тестирование воды с использованием современных методов Агентства по охране окружающей среды не способно обнаружить все химические вещества, обнаруженные после недавних лесных пожаров в Калифорнии.
Whelton далее отмечает, что правительственные нормы в отношении ЛОС основаны на долгосрочном воздействии и, следовательно, обычно не учитывают краткосрочное воздействие высокого уровня, которое может произойти во время стихийного бедствия, такого как лесной пожар. И даже когда федеральное правительство и правительства штатов реагируют на химическую катастрофу, они могут не учитывать все потенциальные пути воздействия. Например, после крупного промышленного разлива химикатов в Западной Вирджинии в 2014 году усилия по защите жителей от загрязненной водопроводной воды основывались на уровне скрининга Центров по контролю и профилактике заболеваний США для основного интересующего соединения, ЛОС, называемого MCHM, на основе проглатывания. один. Вдыхание паров и поглощение через кожу также являются важными потенциальными путями воздействия ЛОС, утверждает Уэлтон.
«Вот почему у нас есть рекомендации «Не кипятить», - добавляет он, отмечая, что кипячение воды может привести к выбросу летучих органических соединений в воздух. Основываясь на свидетельствах пожаров в Таббсе и Кэмпе, он рекомендует системам водоснабжения издать для своих клиентов приказ «Не использовать», который разрешает использовать воду исключительно «в целях пожаротушения и смыва в туалете».
Другой его совет: начните массовый отбор проб после пожара и срочно отправляйте эти пробы на тестирование в течение 24 часов. Пока тесты не подтвердят, какие химические вещества содержатся в системе водоснабжения, не позволяйте людям подвергаться воздействию этой воды. А затем промойте систему распределения воды, чтобы убедиться, что сажа и другой мусор не способствуют загрязнению летучими органическими соединениями.
Люти также рекомендует правительству предоставить руководство, чтобы помочь коммунальным предприятиям, особенно малым, «вернуться к работе» после лесного пожара, урагана и тому подобного.
«У нас есть много правил по питьевой воде, но они разработаны для условий, в которых источник воды считается довольно чистым, и у вас не было немедленного стихийного бедствия», - добавляет он. «Нужны ли нам какие-то другие способы обеспечения безопасности воды после стихийного бедствия? Я говорю «да»».
Уборка
Увеличение количества тестов, в основном в результате недавнего осознания их потенциального присутствия после лесных пожаров, наряду с улучшенными технологиями очистки в последние годы, означает, что ЛОС с меньшей вероятностью попадут в водопровод. Среди популярных инструментов очистки - фильтры с активированным углем, которые могут поглощать химические вещества, и процесс, называемый воздушной очисткой, который может удалять или «удалять» бензол и другие летучие органические соединения путем контакта чистого воздуха с загрязненной водой. Движение воздуха заставляет химические вещества испаряться с большей скоростью. Такая система была установлена для очистки от промышленных загрязнений в калифорнийской долине Сан-Фернандо. Люти отмечает, что очистка грунтовых вод, загрязненных автозаправочными станциями, проводится воздушной зачисткой.
Чтобы убедиться, что ваш колодец безопасен, вам действительно нужно периодически проводить испытания. Если загрязнителей нет сегодня, это не обязательно означает, что загрязнителей не будет и через год.
Тем не менее, и тестирование, и эффективные технологии лечения имеют свою цену. «Как только мы начинаем говорить о частных колодцах и небольших системах водоснабжения, все ставки прекращаются», - говорит Соломон, имея в виду ограниченный бюджет и ограниченный персонал, обычно доступный в таких ситуациях для инвестирования в тестирование и лечение. «Знаки доллара начинают накапливаться, когда вы начинаете тестировать эту скважину. И чтобы убедиться, что ваша скважина безопасна, вам действительно нужно периодически проводить испытания. Если сегодня нет загрязнителей, это не обязательно означает, что загрязнителей не будет через год."
Она отмечает, что многие домовладельцы и очень маленькие системы водоснабжения просто пропускают тестирование, особенно с ограниченными правилами, обязывающими их это делать.
Многие дома, до сих пор пострадавшие от лесных пожаров 2020 года, находились в районах с частными колодцами или небольшими и очень маленькими системами. «Эти системы получают некоторую помощь от штата», - говорит Соломон, отмечая, что жители Парадайза и прилегающих районов также получили экстренный федеральный грант на бесплатное тестирование. «Но это нетипично».
Конечно, профилактика - более эффективный инструмент, чем любое обследование или лечение. Уэлтон предлагает общинам принять строительные нормы и правила, требующие, например, установки огнестойких водомерных коробок на безопасном расстоянии от растительности. Счетчики воды с минимальным количеством пластиковых компонентов с меньшей вероятностью воспламенятся. Whelton также рекомендует запорные клапаны водопровода и пробоотборные краны на каждой коробке счетчиков воды, что может помочь спасателям быстро определить безопасность воды. А чтобы предотвратить попадание загрязнений из поврежденного здания в более крупную сеть трубопроводов, он советует использовать односторонние клапаны, также известные как устройства предотвращения обратного потока.
Водный округ долины Сан-Лоренцо предпринял множество превентивных шагов, чтобы уменьшить потенциальную угрозу питьевой воде в регионе. Он отключил часть своей системы до прихода лесного пожара. Односторонний клапан также отделяет район Риверсайд-Гроув, в котором был обнаружен бензол, от остальной системы водоснабжения.
В районе, где жила Мариан, снято предупреждение «Не пить и не кипятить». Но Мариан остается осторожной, пока не будут проведены дополнительные тесты. «Мне достаточно комфортно, чтобы использовать воду из-под крана для стирки и уборки дома», - говорит он. «Но из соображений предосторожности мы по-прежнему используем бутилированную воду для питья и приготовления пищи».