Identification of sources of ammonium in groundwater using stable nitrogen and boron isotopes in Nam Du, Hanoi

Sammanfattning: Populärvetenskaplig sammanfattning: I Vietnams huvudstad Hanoi och omkringliggande områden är miljontals människor beroende av grundvatten för sina dagliga vattenbehov. Grundvatten pumpas på flera ställen från ett djupt liggande grundvattenmagasin av pleistocen ålder. Undersökningar har dock visat att grundvattnet är av låg kvalité då det innehåller mycket höga halter av arsenik och ammonium. Arsenik är mycket giftigt och kan ha allvarlig inverkan på människors hälsa, bland annat kan arsenik orsaka flera former av cancer. Ammonium är inte skadligt i sig men är ofta ett tecken på antropogen påverkan av grundvattnet, exempelvis spridning av gödningsmedel eller läckande avloppsledningar. Syftet med den här studien var att identifiera källan till de höga ammoniumhalterna samt att undersöka om det finns något samband mellan de höga arsenik- och ammoniumhalterna. Studien genomfördes i och i närheten av en grundvattentäkt vid Nam Du, lokaliserad sydost om urbana Hanoi. En av metoderna som användes i studien var analyser av stabila kväve- och borisotoper. Kväve som ingår i ammonium har två stabila isotoper, en lättare ¹⁴N och en tyngre ¹⁵N. Vid biologiska och kemiska processer favoriseras den lättare isotopen, ¹⁴N, framför den tyngre isotopen ¹⁵N. Detta innebär att kvoten ¹⁴N/¹⁵N i exempelvis ammonium ändras vid olika kemiska reaktioner och att ammonium från olika typer av källor har olika isotopsammansättning. Med information om ¹⁴N/¹⁵N-kvoten i ammonium i ett vattenprov kan man alltså möjligtvis spåra ammoniumkällan. Även bor har två stabila isotoper, ¹⁰B och ¹¹B. Bor ingår ofta i olika blekmedel som finns i exempelvis tvättmedel, bor återfinns således ofta i avloppsvatten. Detta bor har ofta en isotopsammansättning som skiljer sig från naturligt förekommande bor. På så sätt kan man använda kvoten ¹⁰B/ ¹¹B för att identifiera läckage av avloppsvatten till grundvatten. Baserat på analysen av de stabila isotoperna och andra parametrar drogs följande slutsatser: 1. De höga halterna av ammonium i grundvattnet kommer troligtvis till största del från nedbrytning av organiskt material i marken. 2. Grundvattnet uppvisar på en del platser i Nam Du antropogen påverkan, på dessa platser är läckage av avloppsvatten eller stallgödsel en trolig ammoniumkälla. 3. Det finns ingen tydlig koppling mellan de höga arsenik- och ammoniumhalterna. 4. Grundvattnet i Nam Du är av låg kvalité och kommer troligtvis försämras ytterligare, därmed bör en alternativ dricksvattenkälla övervägas.