Arsenic exposure in drinking water: an unrecognized health threat in Peru

Bull World Health Organ. 2014 Aug 1;92(8):565-72. doi: 10.2471/BLT.13.128496. Epub 2014 Jun 5.

Abstract

Objective: To assess the extent of arsenic contamination of groundwater and surface water in Peru and, to evaluate the accuracy of the Arsenic Econo-Quick(™) (EQ) kit for measuring water arsenic concentrations in the field.

Methods: Water samples were collected from 151 water sources in 12 districts of Peru, and arsenic concentrations were measured in the laboratory using inductively-coupled plasma mass spectrometry. The EQ field kit was validated by comparing a subset of 139 water samples analysed by laboratory measurements and the EQ kit.

Findings: In 86% (96/111) of the groundwater samples, arsenic exceeded the 10 µg/l arsenic concentration guideline given by the World Health Organization (WHO) for drinking water. In 56% (62/111) of the samples, it exceeded the Bangladeshi threshold of 50 µg/l; the mean concentration being 54.5 µg/l (range: 0.1-93.1). In the Juliaca and Caracoto districts, in 96% (27/28) of groundwater samples arsenic was above the WHO guideline; and in water samples collected from the section of the Rímac river running through Lima, all had arsenic concentrations exceeding the WHO limit. When validated against laboratory values, the EQ kit correctly identified arsenic contamination relative to the guideline in 95% (106/111) of groundwater and in 68% (19/28) of surface water samples.

Conclusion: In several districts of Peru, drinking water shows widespread arsenic contamination, exceeding the WHO arsenic guideline. This poses a public health threat requiring further investigation and action. For groundwater samples, the EQ kit performed well relative to the WHO arsenic limit and therefore could provide a vital tool for water arsenic surveillance.

Objectif: Évaluer l'ampleur de la contamination par l'arsenic des eaux souterraines et des eaux de surface au Pérou et évaluer la précision du kit Arsenic Econo-Quick™ (EQ) pour mesurer les concentrations d'arsenic dans l'eau sur le terrain.

Méthodes: Des échantillons d'eau ont été prélevés à partir de 151 sources d'eau dans 12 districts du Pérou, et les concentrations en arsenic ont été mesurées en laboratoire à l'aide de la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif. Les kits EQ utilisés sur le terrain ont été validés en comparant un sous-ensemble de 139 échantillons d'eau analysés par des mesures en laboratoire et le kit EQ.

Résultats: Dans 86% (96/111) des échantillons d'eau souterraine, la concentration en arsenic était supérieure à la directive de l'Organisation mondiale de la Santé (OMS) de 10 µg/L pour l'eau potable. Dans 56% (62/111) des échantillons, elle dépassait la norme bangladaise de 50 µg/L. La concentration moyenne était de 54,5 µg/L (plage: 0,1-93,1). Dans les districts de Juliaca et Caracoto, 96% (27/28) des échantillons d'eau souterraine présentaient des concentrations en arsenic supérieures aux recommandations de l'OMS; et tous les échantillons d'eau prélevés dans la section de la rivière Rímac traversant Lima présentaient des concentrations en arsenic supérieures à la limite fixée par l'OMS. Lorsque les kits EQ ont été validés avec les valeurs obtenues en laboratoire, ils ont correctement identifié la contamination par l'arsenic par rapport à la recommandation dans 95% (106/111) des échantillons d'eau souterraine et dans 68% (19/28) des échantillons d'eau de surface.

Conclusion: Dans plusieurs districts du Pérou, l'eau potable présente une contamination généralisée par l'arsenic, supérieure à la recommandation de l'OMS en ce qui concerne l'arsenic. Cela constitue une menace pour la santé publique, nécessitant des études approfondies et des mesures supplémentaires. Le kit EQ a obtenu de bons résultats pour les échantillons d'eau souterraine par rapport aux limites pour l'arsenic fixées par l'OMS, et il pourrait donc fournir un outil vital pour surveiller la présence d'arsenic dans l'eau.

Objetivo: Evaluar el grado de contaminación por arsénico de las aguas subterráneas y superficiales en Perú, así como la precisión del kit Arsenic Econo-Quick™ (EQ) para la medición de concentraciones de arsénico del agua en el campo.

Métodos: Se recogieron muestras de agua de 151 suministros de agua en 12 distritos de Perú, y se midieron las concentraciones de arsénico en el laboratorio por medio de una espectrometría de masas de plasma con acoplamiento inductivo. El kit de campo EQ se validó mediante la comparación de un subconjunto de 139 muestras de agua analizadas por mediciones de laboratorio y el kit EQ.

Resultados: En el 86% (96/111) de las muestras de agua subterránea, el arsénico superó el límite de 10 mg/l de la concentración de arsénico establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para el agua potable. El 56% (62/111) de las muestras superó el umbral de Bangladesh de 50 mg/l; la concentración media era de 54,5 mg/l (rango: 0,1 a 93,1). En los distritos de Juliaca y Caracoto, en el 96% (27/28) de las muestras de agua subterránea la concentración de arsénico superaba el límite establecido por la OMS. Asimismo, todas las muestras de agua recogidas en la sección del río Rímac, que atraviesa Lima, tenían concentraciones de arsénico superiores al límite de la OMS. Al validarlo en comparación con los valores de laboratorio, el kit EQ identificó de forma correcta contaminación por arsénico respecto al límite en el 95% (106/111) de las aguas subterráneas y en el 68% (19/28) de las muestras de agua superficiales.

Conclusión: En varios distritos de Perú, el agua potable muestra una contaminación por arsénico generalizada que supera el límite de arsénico establecido por la OMS y supone una amenaza para la salud pública que requiere mayor investigación y acción. Para las muestras de agua subterránea, el kit EQ ofreció buenos resultados en relación con el límite de arsénico de la OMS y, por tanto, podría ser una herramienta esencial para el control del arsénico en el agua.

الغرض: تقييم حجم تلوث المياه الجوفية والمياه السطحية بالزرنيخ في بيرو، وتقييم دقة مجموعة أدوات Arsenic Econo-Quick™ (EQ) بغرض قياس تركيزات الزرنيخ في المياه في هذا المجال.

الطريقة: تم جمع عينات مياه من 151 مصدراً مائياً في 12 منطقة في بيرو، وتم قياس تركيزات الزرنيخ في المختبر باستخدام قياس طيف كتلة البلازما المقترنة حثياً. وتم التحقق من مجموعة أدوات EQ الميدانية عن طريق مقارنة فئة فرعية من 139 عينة مياه تم تحليلها باستخدام القياسات المختبرية ومجموعة أدوات EQ.

النتائج: تجاوز الزرنيخ في 86 % (96/111) من عينات المياه الجوفية القيمة الإرشادية لتركيز الزرنيخ في مياه الشرب المقدمة من منظمة الصحة العالمية وهي 10 ميكروغرام/لتر. وتجاوز في 56 % (62/111) من العينات عتبة بنغلاديش التي تبلغ 50 ميكروغرام/لتر؛ وكان متوسط التركيز 54.5 ميكروغرام/لتر (النطاق: 0.1–93.1). وتجاوز الزرنيخ في 96 % (27/28) من عينات المياه الجوفية في منطقتي جولياكا وكاراكوتو، وفي عينات المياه التي تم جمعها من رافد نهر ريماك الذي يمر عبر ليما، القيمة الإرشادية لمنظمة الصحة العالمية، وتجاوزت تركيزات الزرنيخ في كل هذه المناطق الحد المقدم من منظمة الصحة العالمية. وحددت مجموعة أدوات EQ بشكل صحيح تركيزات الزرنيخ ذات الصلة بالقيمة الإرشادية في 95 % (106/111) من عينات المياه الجوفية وفي 68 % (19/28) من عينات المياه السطحية عندما تم التحقق منها وفق القيم المختبرية.

الاستنتاج: تشير مياه الشرب في العديد من المناطق في بيرو إلى تلوثها بالزرنيخ على نطاق واسع، مع تجاوز القيمة الإرشادية للزرنيخ المقدمة من منظمة الصحة العالمية. ويفرض هذا الأمر تهديداً على الصحة العمومية بما يتطلب بذل المزيد من التحري والعمل. وأثبتت مجموعة أدوات EQ كفاءتها فيما يتصل بحد الزرنيخ المقدم من منظمة الصحة العالمية ومن ثم يمكن أن توفر أداة حيوية لترصد الزرنيخ في المياه.

目的: 评估秘鲁地下水和地表水砷污染的程度,评价Arsenic Econo-Quick™(EQ)试剂盒测量野外水砷浓度的准确度。

方法: 从秘鲁12个区的151个水源收集水样,在实验室使用电感耦合等离子体质谱法测量砷的浓度。比较由实验室和EQ试剂盒分析的139份水样的子集,对EQ野外试剂盒进行验证。

结果: 在86%(96/111)地下水样本中,砷含量超过世界卫生组织(WHO)规定的饮用水10 µg/L的砷浓度指标。有56%(62/111)的样本超过孟加拉国50 µg/L的阈值;平均浓度为54.5 µg/L(范围:0.1–93.1)。在胡利亚卡(Juliaca)和卡拉克土(Caracoto)区,96%(27/28)的地下水样本砷含量超过WHO指标;在流经利马的里马克(Rímac)河流域的水样中,所有砷含量都超过WHO限值。在对照实验室值进行验证时,EQ试剂盒正确地识别95%(106/111)的地下水和68%(19/28)的地表水样本相对于指标的砷污染。

结论: 在秘鲁的多个区域,饮用水出现大范围超过WHO砷指标的砷污染,这构成了一种公共卫生威胁,需要进一步调查和行动。对于地下水样本,EQ试剂盒相对于WHO砷限值性能良好,因此可以作为水砷监控的重要工具。

Цель: Оценить масштабы загрязнения мышьяком подземных и поверхностных вод в Перу, а также точность системы Arsenic Econo-Quick ™ TM (EQ), предназначенной для измерения концентрации мышьяка в воде в полевых условиях.

Методы: Из 151 источников водоснабжения в 12 районах Перу были отобраны пробы воды для измерения концентрации мышьяка в лаборатории методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Точность полевой системы EQ была проверена путем сравнения результатов лабораторного анализа 139 проб воды с измерениями, проведенными с помощью системы EQ.

Результаты: В 86% (96/111) проб подземных вод концентрация мышьяка превышала 10 мкг/л — максимально допустимый уровень, установленный Всемирной организацией здравоохранения для питьевой воды. В 56% (62/111) образцов содержание мышьяка превысило 50 мкг/л — максимально допустимый уровень, принятый в Бангладеш; при этом среднее содержание мышьяка составило 54,5 мкг/л (диапазон: 0,1-93,1). В районах Джалиака и Каракото в 96% (27/28) проб подземных вод содержание мышьяка превышало рекомендации ВОЗ. Все пробы воды, отобранные из участка реки Римак в районе Лимы, также содержали концентрации мышьяка, превышающие установленное ВОЗ предельное значение. Результаты сравнения тестов системы EQ с лабораторными исследованиями показали, что прибор правильно определил концентрации мышьяка относительно максимально допустимых в 95% (106/111) проб подземных вод и в 68% (19/28) проб поверхностных вод.

Вывод: Анализы питьевой воды в нескольких районах Перу показывают широкое распространение загрязнения мышьяком, превышающее максимально допустимые уровни, установленные ВОЗ. Это создает опасность для здоровья населения, требующую дальнейшего изучения и принятия мер. Система EQ хорошо зарекомендовала себя при контроле максимально допустимых уровней содержания мышьяка, определенных ВОЗ, в пробах подземных вод, и, следовательно, может быть использована в качестве важного инструмента для наблюдения за содержанием мышьяка в воде.

MeSH terms

  • Arsenic / analysis*
  • Drinking Water*
  • Environmental Monitoring / instrumentation*
  • Peru
  • Spectrophotometry, Atomic
  • Water Pollutants, Chemical / analysis*

Substances

  • Drinking Water
  • Water Pollutants, Chemical
  • Arsenic