Utvärdering av tungmetallförorening i kustakviferens grundvatten i Alappuzha-distriktet (Kerala, Indien) med hjälp av OSPRC-ramverket

Varför den här kustvattenberättelsen är viktig

För många familjer i Keralas Alappuzha-distrikt är vattnet som tas ur en brunn på tomten den huvudsakliga källan till dricksoch matlagningsvatten. Denna studie ställer en enkel men avgörande fråga: hur säkert är grundvattnet när det utsätts för turism, jordbruk, avfall och de ökande påfrestningarna från klimatförändringar? Genom att spåra små mängder metaller som arsenik, järn och aluminium i grunda brunnar visar forskningen var problemen uppstår, varför de sker och hur ett strukturerat riskramverk kan hjälpa till att skydda folkhälsan i detta känsliga kustområde.

En kustmiljö under press

Alappuzha, ofta kallad ”Österns Venedig”, ligger mellan Arabiska havet och Vembanad-sjön, ett omfattande backwatersystem och Ramsar-våtmark. Trots rikliga floder och kanaler är många invånare beroende av grunt grundvatten bara en till fyra meter under markytan. Dessa akviferer påverkas lätt av saltvatten från havet, föroreningar från coir- och tegelindustrier samt avrinning från intensivt odlade risfält. Snabb tillväxt inom turism, tätorter och jordbruk har ökat sannolikheten att skadliga ämnen, inklusive tungmetaller, sipprar ner i marken och når hushållsbrunnar.

Hur teamet kontrollerade brunnarna

För att förstå problemets omfattning samlade forskarna 50 grundvattenprover från öppna och borrade brunnar över distriktet under två säsonger: före monsunen (juni 2021) och efter monsunen (januari 2022). De analyserade varje prov för 12 spårmetaller, inklusive arsenik (As), bly (Pb), kadmium (Cd), krom (Cr), nickel (Ni), koppar (Cu), järn (Fe), aluminium (Al), mangan (Mn), barium (Ba), strontium (Sr) och kobolt (Co), och jämförde resultaten med Världshälsoorganisationens (WHO) riktlinjer för dricksvatten. Med hjälp av geografiska informationssystem (GIS) skapade de kartor som visar var varje metall var högre eller lägre och tillämpade flera föroreningsindex för att summera hur allvarligt varje område var påverkat.

Vad som hittades i vattnet

Den goda nyheten är att de flesta spårmetaller höll sig inom rekommenderade gränser. Tre metaller utmärkte sig dock som orosmoment: arsenik, aluminium och järn. Arsenik överskred WHO-gränser i cirka 8–10 % av proverna, särskilt nära kustnära risfält och områden med intensivt jordbruk, sannolikt kopplat till vissa bekämpningsmedel och till naturliga kemiska förändringar i sedimenten. Aluminium var för högt i cirka 8 % av proverna, särskilt nära kustband och urbaniserade zoner som tar emot industriellt och hushållsavfall. Järn, mestadels från naturlig berggrund och jord, översteg riktvärdet i 4–8 % av brunnarna, oftare efter monsunen när kraftigt regn ökar lakningen från järnrika lateritiska bergarter. När forskarna kombinerade alla metaller i ett index för tungmetallförorening hamnade ungefär en tredjedel av brunnarna i båda säsongerna i kategorin ”måttlig till hög” förorening, med tydliga hotspotområden kring Ambalapuzha, Alappuzha stad och närliggande byar.

Att följa föroreningsresan

För att gå bortom enkla mätningar använde teamet ett Origin–Source–Pathway–Receptor–Consequence (OSPRC)-ramverk. ”Origin” skiljer på om metallerna kommer från naturlig geologi eller mänskliga aktiviteter. ”Source” pekar ut särskilda bidragsgivare, såsom gödselmedel, avlopp eller industriellt utsläpp. ”Pathway” spårar hur metallerna rör sig—via jordbruksavrinning, läckande avfallsplatser eller grundvattenflöde i sandiga akviferer som ligger strax under ytan. ”Receptors” är människor, växter och ekosystem som i slutändan tar emot föroreningen, medan ”Consequences” fångar hälso- och samhällspåverkan, från hudsjukdomar orsakade av arsenik till möjliga neurologiska effekter vid långvarig aluminiumexponering. Tillämpat på Alappuzha visar detta ramverk hur monsunregn, backwatersflöden och grunda grundvattennivåer samverkar för att mobilisera metaller till brunnar som används av hushåll, särskilt i lågt liggande kust- och turistområden.

Steg mot säkrare brunnar

För en lekmannaläsare är huvudbudskapet att de flesta brunnar i Alappuzha fortfarande är användbara, men att en oroande minoritet nu innehåller arsenik, aluminium eller järn på nivåer som inte bör förbises. Studien föreslår praktiska åtgärder: riktade reningsmetoder (såsom järnbaserade filter för arsenik eller enkel koagulering–filtrering för järn och aluminium), skydd av återladdningsområden från jordbrukschemikalier och avlopp, striktare kontroll av avfall från närliggande städer och industrier samt långsiktig övervakning som speglar säsongs- och klimatdrivna förändringar. Genom att kombinera precisa mätningar med OSPRC-riskramverket erbjuder arbetet en modell som lokala myndigheter, hälsoansvariga och samhällen kan använda för att tidigt identifiera problemområden och utforma prisvärda, hållbara lösningar som håller brunnsvattnet säkert i denna sårbara kustregion.

Citering: Sekar, S., Nath, A.V., Kamaraj, J. et al. Evaluation of heavy metal contamination in coastal aquifer groundwater of Alappuzha district (Kerala, India) using OSPRC framework. Sci Rep 16, 6838 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37477-z

Nyckelord: grundvattenförorening, tungmetaller, kustakvifer, Kerala Indien, arsenik i dricksvatten