Bereits heute bezieht ein Drittel der Weltbevölkerung ihr Trinkwasser sowie Wasser zur Bewässerung aus Grundwasservorräten. Durch das weltweite Bevölkerungswachstum sowie die Wasserknappheit aufgrund des Klimawandels steigt der Druck auf diese Ressource ungebremst an. Viele Brunnen sind jedoch mit natürlich vorkommendem Arsen kontaminiert. Über längere Zeit eingenommen, kann das Halbmetall zu Leber-, Nieren- und Herzschäden sowie Krebs führen.

Das Team der Abteilung Wasserressourcen und Trinkwasser von der Eawag um Michael Berg hat bereits in verschiedenen Studien das Ausmass von arsenbelasteten Grundwasserleitern dargelegt: Zum einen fanden die Forschenden während Feldarbeiten in Kambodscha, Vietnam oder dem Amazonasgebiet toxische Arsenkonzentrationen im Grundwasser. Zum anderen entwickelten sie regionale Arsen-Risikokarten für China, Pakistan und Südostasien.

Detaillierteste globale Risikokarte

Nun haben die Forschenden um den Eawag-Geophysiker Joel Podgorski die Forschenden ein globales Risikomodell erstellt. Dieses basiert auf einem selbstlernenden Algorithmus, der mit neuesten Daten zu Geologie, Bodeneigenschaften, Klima und rund 200’000 punktuelle Arsen- Konzentrationsmessungen gespeist wird. «Das Resultat ist die bisher genaueste und detaillierteste Risikokarte im globalen Massstab von Grundwasser-Arsenverschmutzungen», erklärt Podgorski, Erstautor der Studie. Diese erschien nun im renommierten Fachmagazin «Science» und wurde von der Direktion für Entwicklung und Zusammenarbeit (DEZA) mitfinanziert.

Neben den geologischen Parametern fliessen ebenfalls Zahlen zur Bevölkerungsdichte sowie Statistiken zur Grundwassernutzung in das Risikomodell ein. Damit konnten die Forschenden berechnen, dass zwischen 94 und 220 Millionen Menschen potentiell von einer Arsenbelastung im Trinkwasser betroffen sind.

Während einige Hotspots seit längerem bekannt sind, etwa Teile von Süd- und Südostasien, identifizierten sie auch bislang unbekannte Gebiete. So weist die Gefährdungskarte beispielsweise auch Teile von Zentralasien, sowie der Sahelzone und anderen Regionen Afrikas als potentiell arsenverschmutze Regionen auf.

Um die Arsenbelastung einzelner Grundwasserbrunnen zu bestimmen, sind die Modellierungen zu wenig hoch aufgelöst. «Die Karten dienen als Grundlage, um herauszufinden, wo gezielte Arsentests durchgeführt werden sollten», sagt Michael Berg.