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科技工作者之家 2020-09-03
来源:中科院地质地球所
Science:全球高砷地下水分布及其危害
砷是一种有毒元素,矿物中的砷会通过水文地球化学和生物地球化学作用进入到地下水中,导致一些地区出现原生的高砷地下水,其砷含量远远超过世界卫生组织指定的饮用水标准(10 μg/L)。高砷地下水直接影响着人类和野生动物的健康,长期饮用高砷地下水会导致人体出现皮肤色素异常、角质化、皮肤癌、内脏癌症等慢性砷中毒。据联合国儿童基金会调查报告,目前全球范围内70多个国家和地区都有高砷地下水分布,具有地源性特征,主要包括印度、孟加拉、柬埔寨、中国、越南、缅甸、美国等国家,其影响的人口达1.4亿,且呈现出升高的趋势。为了确定未知的砷污染地区,更清楚地明确这个全球问题的分布范围等,首先需要明确高砷地下水的分布,其次,人类大量开采地下水资源的行为如何影响高砷地下水向周边或邻近没有砷污染的含水层迁移,也非常值得探索。图1 全球砷含量分布,不包括来源于已知的埋深超过100 m的砷含量数据(Podgorski and Berg, 2020)
图2 全球地下水As含量分布预测图(A-模拟的是全球地下水As含量超过10μg/L的可能地区;B-F:人口较集中的影响区)(Podgorski and Berg, 2020)
根据图2,预测出的高砷地下水分布于全球,特别是中亚、南亚和东南亚、非洲部分地区以及美国北部和南部;已知的高砷地下水分布区也清楚显示在该预测图上,如美国西部、墨西哥中部、阿根廷、内蒙古、恒河-布拉马普特拉河三角洲、湄公河与红河三角洲等。基本无实测数据的砷含量风险区包括部分中亚、特别是哈萨克斯坦、蒙古、乌兹别克斯坦和北极及亚北极地区,其中中亚地区砷污染危害概率很高。基于已有的砷浓度数据得到敏感性-特异性比较概率阈值(0.75)和正预测值-负预测值(0.73),在此基础上得到风险地区可能受影响人口数量的全球分布图(图3),利用该图估算饮用砷含量超过10 μg/L地下水的人口数量。结果表明,全世界约有9400万-2.2亿人(85%-90%分布于南亚)的生活用水来源于高砷地下水,该结果与已有最系统的文献调研数据一致。对于缺少家用地下水统计的6%~8%的、受砷污染影响的国家,采用联合国粮食与农业组织的AQUASTAT数据库中的数据,误差检验表明利用该数据得到的估算人口是可接受的。图3 风险区人口数量估算。(A-F):其中(A)-利用0.57的概率阈值得到的处于砷含量超过10 μg/L风险区的人口(Podgorski and Berg, 2020)
主要参考文献
Podgorski J, Berg M. Global threat ofarsenic in groundwater[J]. Science, 2020, 368(6493): 845-850.
Wallis I, Prommer H, Berg M, et al. The river–groundwaterinterface as a hotspot for arsenic release[J]. Nature Geoscience, 2020, 13(4):288-295.
来源:dizhidiqiusuo 中科院地质地球所
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4ODc0NjIzNQ==&mid=2247511092&idx=2&sn=a68f7a49732a9c1f78132069518b1d74&chksm=ec3b53a0db4cdab609e2a0eb7bd8bf0cb739024aefadbcd2b51589dd525b09ca3ffdf066be47#rd
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