Forskare har undersökt grundvattenkvalitet på Sardinien i en omfattande studie där 1 227 platsers grundvatten provtogs med avseende på en mängd geokemiska parametrar. Detta för att uppskatta de regionala tröskelvärdena för tjugosju grundämnen.
Av: Kenneth M Persson
Grundvatten står för ungefär hälften av världens dricksvattenförsörjning. Grundvatten är också en resurs som kan lagras mellan säsonger eftersom cirka 99% av allt tillgängligt sötvatten (där således inte djupfryst vatten ingår) på jorden föreligger som grundvatten. Då blir grundvattenkvaliteten en faktor som måste bedömas noggrant och omsorgsfullt när grundvattnet skall användas för samhällets behov. All verksamhet som pågår på markytan påverkar grundvattenkvaliteten. Såväl naturliga (biogena och geogena) som mänskliga (antropogena) aktiviteter sätter sin prägel på grundvattenkvaliteten.
Elisabetta Dore och medarbetare har undersökt grundvattenkvalitet på Sardinien i en omfattande studie där 1227 platsers grundvatten provtogs med avseende på en mängd geokemiska parametrar. Deras studie syftade till att uppskatta de regionala tröskelvärdena för tjugosju grundämnen, nämligen Li, Be, B, Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr, Mo, Ag, Cd, Sb, Te, Ba, Hg, Tl, Pb, Bi och U i grundvatten. Alla ämnena kunde inte detekteras i alla prov. Li, Rb, Sr, Mo, Te, Tl och Bi bestämdes endast vid 192 (Te) till 376 (Sr) platser för grundvatten. Elementen Be, B, Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Sb, Ba, Hg, Pb och U bestämdes vid 984 (V) till 1227 (B) provtagningsplatser för grundvatten. Uppmätta halter jämfördes med gränsvärden enligt dricksvattenföreskrifterna och riktvärden för förorenad mark i Italien. Dessutom studerades den geografiska utbredningen av grundämnena och hur de varierade i grundvattnet över ön.
Utöver det vetenskapliga värdet behöver myndigheter veta vilka avvikelser grundämneshalter i grundvatten har från en naturlig och ostörd nivå när de identifierar förorenad mark och bedömer behov av sanering av kontaminerad mark. Om inte hänsyn tas till naturlig bakgrundshalt kan sanering initieras på platser med naturligt avvikande förhållanden. Det kan leda till onödig sanering av mark med bara geogen förorening av vattensystem.
Forskarnas ambition var således att ta fram data för att skilja antropogent påverkade vatten från ostörda geogent dominerade vatten. De strävade efter att ta bestämma den geokemiska baslinjenivån (dvs. den faktiska bakgrundshalten) av spårämnen i grundvattnet i syfte att särskilja höga koncentrationer på grund av naturliga källor från kontaminering på grund av mänsklig verksamhet, såsom urbanisering, industriutsläpp, gruvdrift och jord- och skogsbruk.
Tröskelvärdet för baslinjeintervallet beräknades för varje grundämne de undersökte. De ville presentera ett praktiskt referensvärde som kunde användes vid individuella statusbedömningar av grundvattenkvalitet. Redan kända antropogent påverkade grundvatten valdes därför bort i studien. Det fanns ingen särskild finess för dem att konstatera att ett grundvatten från en förorenad tomt innehåller föroreningar från tomten. I stället önskade de visa nyanserna i grundvattensammansättning och om framför allt det geologiska grundmönstret från grundvattenmagasinen kunde återfinnas kemiskt i grundvattnet och i vilken omfattning.
Vattenprover av källvatten togs direkt från källflödet medan brunnsvatten samlades in med hjälp av en pump efter renspumpning. Vattenproven filtrerades i 0,4 μm porstorlek på provtagningsplatsen och förvarades i kyla i salpetersyrad flaska fram till analysen.
En del vattenanalyser gjordes i den regionala grundvattenövervakningen på ackrediterad kommersiellt laboratorium, medan vissa prov analyserades på Universitetet i Cagliari på Sardinien där B, Fe, Mn, Co, Cu, Zn, Sr, Cd och Ba bestämdes med i induktivt kopplad plasmaoptik emissionsspektrometri (ICP-OES) och ICP-masspektrometri (ICP-MS). Grundämnena Be, Al, V, Cr, Co, Ni, Cu, Se, Ag, Cd, Sb, Ba, Pb och U bestämdes endast med ICP-MS. Detektionsgränsen bestämdes till 10 gånger standardavvikelsen av medelvärdet beräknat på flera analyser av blanklösningen, som består av ultrarent vatten och salpetersyra.
Halter under detektionsgränsen hanterades med tre olika statistiska metoder så forskarna kunde ta fram hydrokemiska kartor över förekomst av grundämnen i grundvatten. Därvid användes också geokemiska och geologiska kartor för Sardinien. Regional tröskelvärdena för de reglerade elementen B, Al, V, Cr, Cu och Cd i grundvattnet understeg de italienska och Världshälsoorganisationens riktlinjer för dricksvatten, medan Mn och As låg över dem. En av de statistiska metoderna gav vid handen att de regionala halterna av Ni, Se, Pb och U översteg riktvärdena för påverkat grundvatten.
Generellt var halten av de olika grundämnena i grundvattnet främst en funktion av vilka jordlager och vilken berggrund som grundvattnet kommit i kontakt med vilket var väntat. Forskarna menade sig ha sett ett stort värde av att ta fram tröskelvärden för spårämnen för att bedöma kvaliteten på grundvattnet på Sardinien. Olika statistiska metoder gav olika tröskelvärden, där det mest konservativa (försiktiga) grundades på geokemisk karta. Den rika datamängden kunde också utvärderas med avseende på redoxförhållanden, grundvattenriktning, historisk markanvändning, där gruvdrift förekommit på Sardinien på romarnas tid och andra tillstånd. Tröskelvärdena för Mn, Fe, Ni, As, Se, Pb och U i grundvatten översteg de riktlinjer som fastställts för dricksvatten. Tröskelvärden för As, Zn, Cd, Sb och Pb var högst i grundvattendränerande områden med känd mineralisering.
Forskarna menar också att deras systematik klarar av att skilja på antropogen förorening från naturliga förhållanden. Kartmaterialet kan ligga till grund för olika marksaneringsmål och riktlinjer för att minska grundvattenföroreningen i specifika områden. Det finns också ett egenvärde i att känna till bakgrundshalter av grundämnen i grundvatten för att följa eventuella effekter av klimatförändringar. Bakgrundshalter är delvis rörliga mål, som kan ändras med ändrad redox och ändrad vattentemperatur. Varje baslinjesundersökning ger en grundläggande utgångspunkt för att utvärdera och storleksbestämma de akvatiska ekosystemens motståndskraft.
Källa: Elisabetta Dore, Riccardo Biddau, Mario Lorrai, Paolo Botti, Antonella Buccianti, Franco Frau, Rosa Cidu. Combining hydrogeochemistry, statistics and explorative mapping to estimate regional threshold values of trace elements in groundwater (Sardinia, Italy). Journal of Geochemical Exploration, Volume 243, 2022, 107104,
