東南亞都市抽水系統加速砷污染

Category: 2016 Created: Friday, 14 October 2016 23:45
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據哥倫比亞大學 (Columbia University)拉蒙特-多爾蒂地球觀測站(Lamont-Doherty Earth Observatory),美國麻省理工學院(MIT)和越南河內科技大學研究顯示,東南亞大規模的超抽地下水,造成河水透過受砷污染的河床流向地下含水層,導致水源砷含量超過安全標準的100倍。

譯者:華文版世界水資源日團隊

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據哥倫比亞大學 (Columbia University)拉蒙特-多爾蒂地球觀測站(Lamont-Doherty Earth Observatory),美國麻省理工學院(MIT)和越南河內科技大學研究顯示,東南亞大規模的超抽地下水,造成河水透過受砷污染的河床流向地下含水層,導致水源砷含量超過安全標準的100倍。

在正常狀況下,雨季時,集雨地區地下水的水位比河流水位高,因此水流會從地下含水層流向鄰近的水道。然而,近年來,科學家發現像河內等許多城市,其附近大規模的抽取地下水,造成地下水水位降低,降低的程度嚴重導致水流逆流,河水反而回流到地下含水層裡。

科學家測試了河內附近的紅河的河水和河床,發現水溶砷含量超乎預料,達危險程度,但因此科學家也找出了污染型態,或許可以幫助農夫和社區找出低風險地區的水井。

這篇報告在美國地球物理聯盟之水資源研究期刊刊登。其中的發現對這久遭砷污染導致健康問題的地區帶來了重要的水資源管理訊息。許多國家都面臨地下水砷污染的問題,美國部份地區也不例外。但是在東南亞更是普遍的問題,對於貧困社區的影響被稱為史上最大規模集體中毒事件。長期接觸砷導致肝腎臟受損、皮膚癌和手腳潰瘍。砷污染也影響農作物收成。

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論文作者之一,Lamont地球化學家Ben Bostick表示,我們常覺得地下水就像個巨大的水底湖,是個取之不盡的資源。事實上,就算在水源快速補充的地區大量使用地下水,也會造成水流變化,影響污染的位置和規模。Bostick與共同作者Alexander van Geen在越南,柬埔寨和孟加拉已有超過10年的合作經驗,持續幫助社區避免砷污染和尋找安全水源。

河內地下水使用率在2000-2010年期間增加了一倍,2010年估計每天使用2.4億加侖,地下水位同時間每年下降了一公尺。這對下游十公里處的文福村(Van Phuc)效應顯著,河床淤積中的砷開始入侵一個長期認為是安全的含水層。

在這份新研究中,科學家使用一個類似長針筒的儀器沿著紅河取樣河床淤積和一公尺深處的水質樣本。他們發現砷含量最高的區域河流速度緩慢也有新的淤積成型,通常位於河灣內側的河岸。這些緩流水域的沈積物不超過10年,沉積物釋放的砷含量超過每升1000毫克,比世界衛生組織的安全標準超出100倍。

相對的,淤積少的河流附近的水井砷含量幾乎全都在世界衛生組織的標準內。

剛從MIT博士畢業的研究報告主要作者Mason Stahl表示地下水抽取量增加前,水流並不會透過這些沉積物流入含水層,就算流入含水層,其砷含量也不會那麼高。若人們繼續抽取地下水,砷污染的範圍將越來越大。

南亞與東南亞的三角洲大部分以年代較新的沉積物組成,釋放砷的有機物質成分高,因此該地區特別較易遭到砷中毒。

紅河的砷污染則是由山上的氧化鐵從上流而下造成的。當氧化鐵沉在河床時,河床的低氧、高有機物質環境中的細菌降解氧化鐵,釋出氧,促成砷融入水裡。這個過程非常迅速。科學家在幾個月的新沉積物測量到高達每升1500-2000微克的砷。

研究結果意味著社區居民應該針對已沒有新沉積物和砷已釋放出來的古老的含水層進行抽水。但也建議考量到其他砷來源,例如河灣中的新沉積物。

Bostick表示,好消息是河流蜿蜒是常態,而城市一般都超過一個蜿蜒的大小。城市的抽水井可以設在沒有新沉積物影響的含水層。在河流中架設水壩,阻攔沉積物,控制河流水位也是一個辦法,但必須考量到可能改變沉積物沉降,生態和水預算的影響。然而,Bostick相信處理和過濾水是最有效率的解決方式。砷污染問題無法緩間解決,而為了維持這區域大量人口的食物來源,農業灌溉抽水是必須的。Bostick說雖然地下水有很多好處,但使用上必須慎重考慮。其實只要使用科技,還是可以輕易的淨化地表水供現在使用。

美國太空總署戈達太空研究所 (NASA Goddard Institute for Space Studies)的水源食源保障專家Michael Puma(非該研究參與者)表示砷污染影響全球一億人口,這項研究中的重要發現將有助於管理及改善飲用水品質,特別是為世界各地的窮苦百姓。

 

資料來源:https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160822100654.htm