セントラルバレー地下水汚染

カリフォルニア州セントラルバレーの汚染された地下水は、汚染と過剰使用により深刻な問題となっている。^[1]この問題は、地下帯水層の過剰汲み上げによってさらに悪化している。^[1]

農場から大量の農業排水が流れ込むため、セントラルバレーでは硝酸塩が最も豊富な汚染物質となっている。 ^[2]天然ヒ素の濃度も問題となっている。^[3] マンガンは神経毒性があるため、特に幼児や妊婦に健康リスクをもたらす恐れのあるレベルで検出されている。^[4]この地域では地下水が主な水源となることが多いため、これは公衆衛生上の懸念事項である。^[1]

汚染と過剰使用を削減するための短期的な解決策は、多くの場合コストがかかり、タイムリーに実施するのが困難です。^[5]

この産業の中心地は、州と国にとって重要な農業の中心地であるセントラルバレーです。サンホアキンバレーとサクラメントバレーの両方からなるセントラルバレーには、州の耕作地の3分の2にあたる700万エーカーの耕作地があると推定されています。^[6]カリフォルニアは国内有数の酪農生産地でもあり、セントラルバレーの成牛180万頭がカリフォルニア州の酪農場の80％を占めています。^{[7] [8]水の量と質は、しばしば}干ばつに悩まされるこの重要な高生産農業地域では、主要な懸念事項となっています。

1850年以降、住民は地域の地表水不足を補うためにポンプを建設し始め、以来、谷間で地下水が汲み上げられてきました。^[2] 20世紀初頭、カリフォルニアは土地管理、灌漑、機械の技術的進歩により、主要な農業生産地となりました。セントラルバレーには多くの作物にとって理想的な経済条件と気候条件があり、裕福な地主を引き付けました。

帯水層は、地下水が農業に必要な水の多くを供給し、渓谷全体のいくつかのコミュニティの唯一の水源となっているため、非常に重要です。^[9]しかし、降雨量が常に帯水層を補充できるとは限らず、近年は枯渇した井戸が増加しています。この地下水の過剰汲み上げは農家に多くの問題を引き起こし、気候変動によってさらに悪化しています。^[2] 1900年代初頭を通じて、廃棄物管理技術は農業の成長と同じ速度で進歩しませんでした。^[10]硝酸塩による地下水汚染の問題は、家畜の廃棄物処理、浄化槽、市販の肥料の50年間の規制されていない管理に起因しています。現在、マンガンも懸念事項として浮上しており、研究によると、給水中のマンガン濃度の上昇は認知および神経の発達の問題につながる可能性があり、胎児と幼児が特に脆弱です。^{[4] [11]} 2014年のカリフォルニア州持続可能な地下水管理法は、将来のきれいな地下水へのアクセスを損なったり危険にさらしたりしない方法で地下水を管理する方法を規定した最初の法律でした。^[2]

この法律以前は、連邦の安全飲料水法と水質浄化法以外に地下水管理を規制する規制はありませんでした。これらの法律はセントラルバレー住民を完全に保護していません。一貫した監視は1950年代まで開始されず、1980年代に完了したテストはわずか13,000件でした。これに対し、カリフォルニア州地下水中硝酸塩に関する時空間情報 (CASTING) データベースによってセントラルバレー地域で実施されたテストは133,329件を超えています。^[12]テストと研究の進歩により、セントラルバレーの組織と住民は、今後20〜30年で大幅に増加すると予想される硝酸塩による水質汚染の影響を軽減するための取り組みを強化しています。^[13]

1989年にカリフォルニア州公衆衛生局によって設定された硝酸塩の最大汚染レベルは、CCR §63341で、NO3としての硝酸塩の場合は45ミリグラム/リットル（mg/L）（窒素または「N」としての硝酸塩の場合は10 mg/Lに相当）、Nとしての硝酸塩と亜硝酸塩の場合は10 mg/L、Nとしての亜硝酸塩の場合は1 mg/Lです。現在、マンガンには、主に味や色などの美的特性に基づいた二次最大汚染レベル（MCL）があり、0.05mg/Lに設定されています。 ^{[11]しかし、健康の専門家は、この閾値を下回るマンガンレベルでも、特に子供の}神経発達にリスクをもたらす可能性があると懸念しています。^{[4] [14]}公共の井戸は毎年水を検査し、結果を保健局に提出することが義務付けられていますが、個人の井戸には義務付けられていません。記録によれば、州の98%の住民が飲料水にアクセスできるが、アクセス格差が存在すると指摘する研究もある。^[15]

農業安全に関する最新のデータと方法にもかかわらず、2005年から2008年の間にセントラルバレーの92の水道システムが違法なレベルの硝酸塩を含む井戸に接続され、その地域の1,335,000人の住民に影響を与えました。^[15] 歴史的に、硝酸塩が地域社会や産業に与える影響を特定して対処するプログラムは、それぞれ約100万ドルの費用がかかっています。^[16]一方、研究により多くの水源でマンガン汚染が特定され、地元の擁護者はマンガンの神経毒性の影響に合わせた監視と規制制限の改善を求めています。^[4]

2014年のカリフォルニア州持続可能な地下水管理法は、将来の世代がきれいな地下水にアクセスできなくなることのないように地下水を管理する方法を規定した初めての法律でした。^{[1] 2014年に}ジェリー・ブラウン知事が署名したこの3つの法案パッケージは、地方および州レベルで地下水を保全および管理するための枠組みを作成しました。これにより、地下水持続可能性機関（GSA）が地下水持続可能性計画（GSP）を採用して供給を管理することを義務付ける規制プロセスが作成されます。この法律以前は、安全飲料水法と清浄水法という連邦レベルの規制のみが存在し、セントラルバレーの住民を保護することができませんでした。これらの法律に基づき、農場や石油掘削現場は、きれいな飲料水に影響を及ぼす場合は廃棄物を地中に投棄することができませんでした。^[要出典]しかし、水が飲用に適さない場合、消費者や企業は自由に廃棄物を水中に投棄することができ、すでに飲用に適さないと判断されている水源をさらに汚染することで、飲料水へのアクセスを制限する可能性があります。^[12]

堆肥、肥料、浄化槽廃棄物は、地下水中の硝酸塩の主な発生源です。堆肥は約650万トンの窒素を生成し、適切に処理されなかったり、不適切な排水方法で処理されたりすると、土壌や水源を汚染する可能性があります。^[17]マメ科植物などの作物によって生成される窒素ベースの土壌化合物は、常に最小限の発生源です。^[18]米国では、肥料によって年間約1150万トンの窒素が追加されています。肥料中の窒素は硝酸塩に変換され、これが廃水中の窒素の主な形態です。肥料からの窒素は、一般に温室効果ガスとして認識されているアンモニアガスとして大気中に放出されることもあります。米国では、硝酸塩の53％が肥料に由来しており、カリフォルニア州当局にとってこれは優先事項となっています。^[19]

マンガン汚染は、自然の地質学的プロセスと、産業や農業からの流出などの人間の活動の両方によって発生する可能性があります。^{[20] [21] [22]}土壌と水中のマンガン濃度の上昇は、マンガンを含む鉱物の自然風化と肥料による汚染  により、農業地帯と相関していることがよくあります。マンガンの潜在的なリスクを考慮して、当局と保健機関は現在、影響を受ける地域でのろ過方法の強化を提唱しています。

いくつかの研究では、硝酸塩などの窒素系廃棄物が人間の健康に及ぼす潜在的な影響が調査されています。いくつかの研究では、そのような廃棄物への曝露ががんのリスク増加と相関していることが示唆されています。曝露期間は、すべての研究を通じて一貫してリスク増加の要因となっているようです。^{[23] [24]}がんの発生率が有意に高いことが判明したケースでは、曝露期間は少なくとも5年間、場合によっては最大10年間でした。

硝酸塩濃度が5 mg/Lを超える水を摂取する女性は、甲状腺がんを発症するリスクが高くなります。^[25]この5 mg/Lというレベルは、連邦政府が認めた制限値を5 mg下回っています。摂取すると、硝酸塩は体内でヨウ素と競合し、甲状腺に取り込まれます。甲状腺がヨウ素の代わりに窒素を摂取すると、その機能が低下する可能性があります。^[26]この水に5年間さらされるだけで、甲状腺がんのリスクが大幅に高まります。結腸がんや直腸がんのリスクも、硝酸塩濃度が5 mg/Lを超える水の摂取を伴います。10年以上さらされると、感受性の高い集団では結腸がんのリスクが高まります。^[27]新鮮な野菜や果物の摂取が制限されることや、ビタミンCの摂取不足などの要因も、大腸がんのリスクにさらに寄与する可能性があります。

水を飲んだり、食物から硝酸塩や亜硝酸塩を摂取したりすると、硝酸塩化合物がアミンやアミドと反応して発がん物質を形成し、がんのリスクが高まると推測されています。これがどのように起こるかの正確なプロセスはまだ研究中です。^[28]

マンガン汚染は、0.1 mg/Lを超える濃度にさらされた子供の神経学的損傷と関連している。 ^[4]重要な発達期にマンガン汚染水にさらされると認知発達が妨げられる可能性があり、研究では記憶、注意力、全体的な学習能力に重大な長期的影響があることが示唆されている。^{[22] [21]}