Arzen v bangladéšských vodách

V Bangladéši i v sousedním Západním Bengálsku, svazovém státu Indie, byly v polovině devadesátých let zjištěny v podzemní vodě koncentrace arzenu až 4 mg/l. Přitom limit stanovený Světovou zdravotnickou organizací je pouhých 0,01 mg/l (předchozí limit, který v řadě zemí ještě platí, byl 0,05 mg/l). Podle odhadu pije asi 45 milionů obyvatel Bangladéše zdravotně závadnou vodu. Epidemiolog Allan Smith z Kalifornské univerzity v Berkeley označil tuto situaci za časovanou bombu. Je totiž pravděpodobné, že se u značného procenta tamní populace časem vyvine rakovina kůže nebo rakovina vnitřních orgánů, jako jsou plíce či játra (viz též Vesmír 75, 204, 1996/4, 75, 247, 1996/6, 76, 190, 1997/4, 77, 323, 1998/6 ad.).

Čím je uvolňování arzenu ze sedimentů způsobeno? Předpokládalo se, že čerpáním vody k zavlažování rýžovišť klesne hladina podzemní vody, do odvodněných sedimentů pronikne kyslík a oxidací pyritu se arzen dostane do vody. Hypotéza však nesedí, koncentrace kyslíku a dusičnanů bývají totiž v podzemní vodě téměř nulové. Navíc by oxidace pyritu produkovala sírany – jejich koncentrace je ale v podzemní vodě minimální.

Proto se zkoumala další hypotéza, podle níž se arzen uvolňuje při redukci oxidů a hydroxidů trojmocného železa během „pohřbívání“ říčních sedimentů. Tomu by odpovídala geochemická data, ale není znám zdroj organické hmoty, která redukci způsobuje. Obrovské množství materiálu přinášejí z horních částí svých povodí – často až z podhůří Himálaje – řeky Ganga, Brahmaputra a Meghna. Je tedy možné, že se množství organické hmoty do sedimentů dostane už při usazování rozptýlených částeček ve slepých říčních ramenech, kde se vyskytuje i rašelina. Sedimenty zkoumali badatelé z Londýna, New Yorku i Stockholmu a dospěli k závěru, že je organická hmota v sedimentech značně stará a podzemní voda s vysokou koncentrací arzenu tam byla předtím, než se začala čerpat k zavlažování.

Nedávno prováděl tým ze Stanfordovy univerzity a Massachusettské techniky detailní výzkum na lokalitě Munshiganj (severně od Dháky). Členové týmu vedeného Scottem Fendorfem přišli s tvrzením, že uvolňování arzenu ze sedimentů je způsobeno průnikem organické hmoty z rýžovišť. Rýžoviště jsou trvale zaplavená a často v nich panují redukční podmínky spojené s produkcí metanu (obrázek 1a). Pokud jsou správné závěry Fendorfova týmu, mělo by to závažné důsledky pro pěstování rýže, a tím i pro potravinovou bilanci země, která je na rýži závislá.

Tým Johna McArthura z londýnské University College ale vysvětluje tvar profilu koncentrace arzenu jinak (obrázek 1b). Koncentrace arzenu byla původně poměrně vysoká i v malé hloubce a čerpání vody z vrtů na závlahy naopak urychlilo promývání sedimentů, a tím koncentrace arzenu ve vodě klesla. Do hloubky, v níž je koncentrace arzenu maximální, pak voda s organickou hmotou z rýžovišť vůbec neproniká. Tato hypotéza je v souladu s výsledky datování vody pomocí izotopu vodíku – tritia. Zjistitelné koncentrace tritia totiž končí v hloubce okolo 15 m, což by znamenalo, že podzemní voda s maximální koncentrací arzenu v hloubce 30 m je starší než 55 let, tudíž pochází z doby, kdy v Bangladéši žádné hluboké zavlažovací vrty neexistovaly.

Která z hypotéz je správná? Zatím nevíme, potřebujeme další výzkum. Není ani známo, nakolik je lokalita Munshiganj pro poměry v Bangladéši reprezentativní. Nevíme, jaký stupeň jistoty je nutný, aby bylo možné seznámit laickou veřejnost s tvrzeními, která mají tak závažný dopad na zdraví obyvatel i na ekonomiku země.