Brunnar som ligger nära gamla veck och sprickor i berggrunden under sydöstra Wisconsin är mer benägna att innehålla arsenik, en farlig förorening i dricksvatten, enligt forskning som just publicerats av Wisconsin Geological and Natural History Survey.

Resultaten kommer från en pågående undersökning av omfattningen och orsakerna till arsenikförorening i grundvatten i östra Wisconsin. Genom att bättre förutsäga var arsenik kommer att finnas, projektet skulle kunna hjälpa kommuner och privata brunnsägare att flytta eller designa om brunnar eller förbereda sig på att filtrera bort arseniken, som kan orsaka cancer om det intas över tid.

Dessa berggrundssprickor är en tidigare förbisedd källa till arsenikförorening i området. I åratal, geologer trodde att de var för små för att påverka grundvattnet, istället att tro att skiktningen av olika bergarter spelade en större roll.

"Vecken och felen är så subtila i Wisconsin, helt små saker, amplituder på 100 till 200 fot, " säger geologen Eric Stewart, som ledde den nya forskningen. "Så vi ville undersöka (om) dessa saker verkligen spelar någon roll. Vi visste inte regionalt hur viktiga de är."

Stewart och hans kollegor vid WGNHS, inrymt inom University of Wisconsin–Madison Division of Extension, publicerade sina resultat i tidskriften Grundvatten .

Dessa veck – resultatet av 1,7 miljarder år gammal sten som trycker upp på den yngre stenen ovanför den – producerar sannolikt de kemiska förhållanden som krävs för att läcka ut arsenik från mineralerna i jorden. När en brunn borras i denna spruckna berggrund, förhållanden i brunnen kan leda till utsläpp av arsenik.

Som en del av deras större undersökning av dessa berggrundsformationer i östra Wisconsin, geologerna studerade grundvatten arsenikföroreningar i och runt Beaver Dam, i Dodge County.

"I östra Wisconsin, det finns en landremsa som löper från norr till söder där vissa stenformationer finns vid berggrundens yta, och dessa enheter tenderar att ha mycket mer arsenikhaltiga mineraler, " säger Stewart. "I dessa områden, det är särskilt viktigt att få din väl testad, eftersom arsenik är cancerframkallande."

Forskningen förlitade sig på offentliga register över arseniknivåer i brunnar och brunnsrapporter som lämnats in av borrare. Brunnsrapporterna gav en detaljerad redovisning av de bergegenskaper som påträffades under borrningen, vilket gjorde det möjligt för Stewart och hans team att kartlägga var berggrundsvecken finns runt Beaver Dam. Cirka fyra av tio brunnar i studieområdet hade detekterbara nivåer av arsenik. Vissa brunnar innehöll arseniknivåer som översteg federala säkerhetsstandarder.

Genom att utveckla en statistisk modell av arsenikdata och lokalisering av vecken, forskarna fann att arsenikförorening var mer sannolikt att lokaliseras närmare hopvikt berggrund. Stewarts team observerade också vertikala sprickor i berget och högre hastigheter av grundvattenflöde närmare berggrundsvecken.

Forskarna säger att det ännu inte är klart varför veck eller sprickor i berget leder till att mer arsenik når brunnar, men forskare har två huvudsakliga teorier. En är att sprickorna koncentrerar avsättningen av sulfider, mineraler som vanligtvis innehåller arsenik. Dessa sulfider bryts sedan ned och frigör arsenik i brunnar under vissa förhållanden.

Den andra tanken är att förr, sprickorna tillät mer syresatt vatten från ytan in i djupberget, producerar mineraler som frigör arsenik lättare. Att dechiffrera den verkliga orsaken kommer att kräva mer forskning.

När de fortsätter sitt projekt, geologerna expanderar till resten av Dodge County såväl som omgivande län. De kommer också att noggrant studera hur konstruktionen av brunnar kan kopplas till arsenikföroreningar. Denna information kan hjälpa brunnsborrare att bättre designa brunnar som minimerar risken för att arsenik når dricksvatten.

Efter slutförandet av deras resultat senare i år, Stewarts team kommer att börja dela informationen mer allmänt och ge rekommendationer till brunnsborrare och städer i delstaten för hur man undviker arsenik.