摘要:香港科技大学(港科大)工学院最近发表全球首幅高解析度的地下水硫酸盐分布图,揭示了一项惊人的公共卫生隐患——地下水硫酸盐含量过高的现象,正对全球1,700万人的肠胃健康构成威胁。
香港科技大学(港科大)工学院最近发表全球首幅高解析度的地下水硫酸盐分布图,揭示了一项惊人的公共卫生隐患——地下水硫酸盐含量过高的现象,正对全球1,700万人的肠胃健康构成威胁。
地下水是数十亿人重要的食水来源,然而,硫酸盐进入供水系统后,可导致饮用者腹泻和脱水,特别对婴幼儿、老年人及其他体弱人士风险更高。此外,硫酸盐还会促进砷的释放,污染水质,并可导致重金属溶解,加速管道腐蚀,间接引发其他健康问题和经济损失。以美国为例,每年因水管腐蚀相关问题所带来的财政成本,便高达220亿美元。
本研究的共同通讯作者、土木及环境工程学系讲座教授陈光浩指出:「地下水中的硫酸盐含量对大众健康和水系统基础设施均有深远影响,可惜这个重要课题往往被忽视。」
来自土木及环境工程学系的研究团队成员包括:担任共同通讯作者的讲座教授陈光浩(中)、博士后研究员张孜(左)及担任第一作者的博士生肖呈羽(右)。
为探讨这一问题的严重性,陈教授及其团队采用先进的数据驱动方法,分析了超过17,000项硫酸盐浓度测量数据以及相关的全球地理空间变量数据,成功生成了首幅1公里解析度的硫酸盐分布地图。这张开创性的分布图成为水质评估的实用参考工具,它不但标示出硫酸盐超标的热点地区,还辨别了主要影响因素,包括降水模式和沉积地质等自然现象,以及化肥施用和矿业操作等人类活动。
世界卫生组织建议,食水的硫酸盐浓度不应超过每公升250毫克,一旦污染超出这个水平,便可能出现异常味道。按此标准,研究团队借助这张分布图推算,发现全球有约1.94亿人生活于超标的地区。更令人担忧的是,有约1,700万人生活在地下水硫酸盐浓度超过每公升500毫克的地区,这已是严重超标,可引发肠胃问题。
相关研究结果已发表于权威国际期刊《Environmental Science & Technology》,论文标题为「Understanding the Global Distribution of Groundwater Sulfate and Assessing Population at Risk」。论文的另一位共同通讯作者、博士后研究员张孜表示:「我们的研究成果开辟了一个急需的全球视角,为决策者提供数据,以优先制定干预策略,保障弱势地区的水质安全。」
值得注意的是,该分布图显示了南亚和北非等硫酸盐超标的热点区域,而这些地区有数以十亿计人口依赖未经处理的地下水作为食水。另外,从分布图中也可以看出,硫酸盐含量超标在各地有不同成因。在某些地区,自然地质条件是主要因素,而在其他地区,人类活动的影响则更加显著,例如工业排放和农业活动等。由于可见,在制定硫酸盐减缓策略时,必须因地制宜。
(a) 地下水硫酸盐超标地区的全球分布,以及(b)各大洲的超标地区比例
论文的第一作者、博士生肖呈羽进一步阐释指,硫酸盐污染不仅威胁人类健康,还会对自然环境带来更广泛的后果。她说:「高浓度的硫酸盐可引致水体优养化,释放磷等有害营养物,损害生态。随着气候变化和城市化加剧,硫酸盐超标问题势将恶化,进一步危及全球水质和供水可用性。」
本研究由港科大与普林斯顿大学、香港城市大学及北京理工大学合作完成。团队的发现对全球水安全管理有着重要启示——将硫酸盐纳入管理,已经刻不容缓。这项结论为政策制定者、水资源管理者及研究人员提供了重要框架,协助他们设计有效且可持续解决方案,应对日益严峻的环境和公共健康挑战。
(香港科技大学)
来源:中国基建