Мышьяк чаще встречается в скважинах вблизи трещиноватого коренного фундамента на юго-востоке Висконсина
Скважины, расположенные вблизи древних складок и разломов в коренном фундаменте под юго-востоком Висконсина, с большей вероятностью содержат мышьяк — опасный загрязнитель питьевой воды. К такому выводу пришли исследователи из Геологической и природно-исторической службы штата Висконсин (WGNHS).
Эти результаты являются частью масштабного проекта по изучению распространения и причин загрязнения подземных вод мышьяком в восточном Висконсине. Более точное прогнозирование мест его нахождения поможет муниципалитетам и владельцам частных скважин переносить или перепроектировать источники воды, а также устанавливать системы фильтрации. Длительное употребление воды с мышьяком может привести к онкологическим заболеваниям. Трещины в коренном фундаменте оказались ранее упущенным из виду источником загрязнения. Ранее геологи считали их слишком незначительными, чтобы влиять на состав грунтовых вод, и основную роль отводили послойному залеганию различных пород.
«Складки и разломы в Висконсине настолько незначительны, амплитудой всего 100–200 футов, — говорит геолог Эрик Стюарт, руководивший исследованием. — Мы хотели проверить, действительно ли они имеют значение. Мы не знали, насколько они важны в региональном масштабе». Стюарт и его коллеги из WGNHS, которая входит в структуру Университета Висконсин-Мэдисон, опубликовали свои выводы в журнале Groundwater.
Эти складки, образовавшиеся около 1,7 млрд лет назад в результате давления древних пород на более молодые, создают химические условия, способствующие выщелачиванию мышьяка из минералов. Когда скважина бурится в такой трещиноватой породе, условия внутри неё могут привести к высвобождению мышьяка. В рамках исследования учёные проанализировали данные по загрязнению мышьяком в районе города Бивер-Дам. «В восточном Висконсине есть полоса, идущая с севера на юг, где определённые породы выходят на поверхность фундамента, и эти породы часто содержат больше мышьяксодержащих минералов», — поясняет Стюарт.
Исследование опиралось на общедоступные данные об уровнях мышьяка в скважинах и отчёты бурильщиков, которые содержали детальное описание встреченных пород. Это позволило команде картировать расположение складок фундамента. Около 40% скважин в исследуемом районе содержали обнаруживаемые уровни мышьяка, а в некоторых концентрации превышали федеральные стандарты безопасности. Статистическая модель показала, что загрязнение чаще встречается ближе к складчатым зонам фундамента, где также наблюдались вертикальные трещины и более высокая скорость потока грунтовых вод.
Учёные пока точно не установили причину этой связи, но рассматривают две основные гипотезы. Согласно первой, трещины концентрируют отложение сульфидов — минералов, часто содержащих мышьяк, которые затем разрушаются и высвобождают его. Вторая теория предполагает, что в прошлом трещины позволяли более насыщенной кислородом воде с поверхности проникать вглубь, формируя минералы, легче отдающие мышьяк. Для выяснения истинной причины потребуются дополнительные исследования.
В продолжении проекта геологи расширяют работу на остальную территорию округа Додж и соседние округа, а также изучат влияние конструкции скважин на загрязнение. Эта информация поможет бурильщикам проектировать скважины, минимизирующие риск попадания мышьяка в питьевую воду. После завершения исследований в этом году команда Стюарта начнёт широко распространять полученные данные и давать рекомендации бурильщикам и муниципалитетам штата.