När Erin Brockovich stämde ett stort allmännyttigt företag på 1990-talet för att ha förorenat dricksvatten med sexvärt krom, en giftig och cancerframkallande metall, nationell uppmärksamhet riktades mot Kalifornien. Nu har forskare fastställt att naturliga källor till elementet kan vara geografiskt viktigare när det kommer till statens grundvattenhantering.

I en studie som publicerades online den 27 juni Miljövetenskap och teknik , Stanford-forskare använde en statlig grundvattendatabas och ett nytt sätt att spåra källor för att identifiera brunnar som innehåller sexvärt krom från industrin jämfört med de som blev förorenade från naturligt förekommande källor - av vilka några också kan ha ett resultat av mänsklig aktivitet.

Forskningen fann att naturligt förekommande krom påverkar ett större område, fler brunnar och en större befolkning i hela Kalifornien än industriella källor, erbjuder ett nytt perspektiv på hur Kaliforniens grundvattenresurser ska hanteras.

"Medan de högsta koncentrationerna av krom i en enskild brunn helt klart kommer från industriella läckor, det största antalet brunnar och den största geografiska spridningen kommer alla från detta naturligt förekommande krom, " sa medförfattaren Scott Fendorf, Huffington Family Professor i jordsystemvetenskap vid School of Earth, Energi- och miljövetenskaper (Stanford Earth). "När vi fortsätter att driva på behovet av att använda och hantera grundvatten, att förstå hur dessa naturligt förekommande föroreningar kan äventyra vatten blir verkligen, väldigt viktigt."

Benignt kontra giftigt krom

Den godartade, naturlig form av kemikalien, känd som trevärt krom, behövs för att hjälpa människor att bryta ner glukos. Den rör sig inte lätt i miljön och fastnar på mineraler i jordar och sediment – ​​det är det som ger serpentinitstenar i Coast Range Mountains i Kalifornien sin ikoniska gröna nyans.

Den giftiga formen, sexvärt krom, är mycket löslig och rör sig lätt i miljön. Industriell användning av sexvärt krom inkluderar elektroplätering, ståltillverkning, lädergarvning och träbehandling. Dricksvatten som innehåller sexvärt krom, även känd som krom-6 eller Cr(VI), anses vara ett hot mot människors hälsa, ökar risken för mag- och tarmcancer.

Forskare har försökt förstå vad som utlöser den naturliga formen av krom bundet till stenar att omvandlas till ett toxin som kan rinna ut i grundvattnet. Baserat på var de hittar den giftiga formen i Central Valley och andra regioner, studiens medförfattare misstänker mänskliga aktiviteter, såsom grundvattenpumpning, skulle kunna bidra till den omvandlingen.

"Vi måste börja överväga de vägar genom vilka vi oavsiktligt kan skapa den dåliga formen av krom från det goda och sluta med att förorena våra akviferer, sa Fendorf, som också är senior fellow vid Stanford Woods Institute for the Environment. "Det bästa vi kan göra är att identifiera de processer som påskyndar naturlig oxidation, och sedan försöka utveckla förvaltningsmetoder som kommer att minimera dem – om de inträffar, det blir väldigt dyrt att ha att göra med."

Spåra giftet

Forskarna analyserade nästan 90, 000 kromvärden från Kaliforniens Groundwater Ambient Monitoring and Assessment Program (GAMA) databas. Ungefär hälften av dessa mätningar övervakar Kaliforniens offentliga dricksvattenförsörjning. Av dem, 15 procent innehöll högre halter av sexvärt krom än 2014 års dricksvattenstandard på 10 delar per miljard.

Forskarna fastställde vilka av de 234 andra kemikalierna i databasen som vanligtvis hittades med sexvärt krom och använde den informationen för att ta reda på var naturligt förekommande krom hotar grundvattenkvaliteten och vilka processer som kan vara ansvariga. Resultaten avslöjar utbredd omvandling av trivalent krom i Kaliforniens kust och Central Valley, och höga koncentrationer av sexvärt krom i statens industriella hotspots, runt Los Angeles och San Francisco Bay Area.

"Vi har verkligen varit fokuserade på industriell förorening, men detta dokument ger en visuell representation av alla de olika processer som är ansvariga för krom-6-kontamination, och det belyser hur regionala dessa kontroller kan vara, " sa huvudförfattaren Debra Hausladen, en postdoktor vid universitetet i Lausanne som forskat för studien som Ph.D. student i jordsystemvetenskap vid Stanford. "Det är verkligen viktigt att ha denna helhetssyn när vi utvecklar strategier för hantering av grundvatten."

Forskarna hoppas kunna skapa mer detaljerade distributionskartor över var naturligt förekommande föroreningar kan hota grundvattnet och de vägar som skulle få dem att flytta in i Kaliforniens vattensystem.

"Folk inser att vi måste oroa oss för mer än bara traditionella industriella föroreningar - vi måste inse att nästan varje akvifer har naturliga föroreningar, " sade Fendorf. "Frågan är helt enkelt, "Kommer föroreningen att förbli godartad i fast form, eller kommer det att överföras till vattenfasen? Vi måste se till att föroreningarna stannar inom de fasta ämnena och inte äventyrar vår vattenförsörjning."