中国的地下水砷污染.doc

Groundwater Arsenic Contamination Throughout China——论文翻译 ——摘自《Science》DOI: 10.1126/science.1237484 Science341, 866 (2013); Luis Rodríguez-Ladoet al. 年 级： 2011 学 号： 2011332034 姓 名： XX 专 业： 资源环境与城乡规划管理 二零一四年五月 中国的地下水砷污染 摘要：中国首次意识到被砷污染的饮用水是一个健康威胁，是在20世纪60年代。然而，鉴于中国疆域辽阔，数百万水井仍有待筛查，以确定问题的严重程度。我们开发了一种风险统计模型，引用世界饮用水卫生组织规定的砷浓度标准（同时也是中国饮用水砷浓度的现行标准）——阈值为10ug/L，以地质成因的砷污染为依据，将中国分为安全区与非安全区。我们估计，有19600万中国人处在使用砷污染水的威胁中。我们的风险模型可识别中国大量受砷影响的地区以及突出对健康潜在的威胁程度，但是结果必须经过实地测量进行确认。 中国所面临的工业与自然水源问题中，地下水质量问题均占极大比列。人们暴露于过高水平的砷—一种天然地下水污染，是从60年代开始被发现的。除贵州省主要为燃煤污染型病区外，其他风险区大都属于饮水型病区，分布在北方的干旱区，可能这些地区比起其他地区，更缺乏用于烹饪与饮用的清洁水源。除地热开采这一环境条件外，还有两个人们所熟知的环境条件与地下水系统中天然砷的富集有关：1，碱性需氧环境存在的干旱与半干旱地区的封闭盆地，这里的高PH值使得砷从氧化矿中被碱性解吸出来；2，在含水层的强还原条件下，砷的释放与含砷的铁（氢）氧化沉积物的还原溶解有关。在中国，已经进行了大量的研究，关于在还原条件下，地下水的砷富集，尤其在干旱区，冲积与湖泊含水层沉积物往往含有高碱和/或高盐。其他地区如台湾，缺氧的含水层也会释放砷。中国的一些在含氧含水层测量砷浓度的研究报告表明，含氧地下水的砷浓度通常低于10ug/L。 2001至2005年间，中国卫生部实施了一项“中国全国水砷污染抽样筛选计划”，筛查了292个县（占全国12%）的20517个村庄，约445000口水井的砷污染情况。调查发现，超过5%的水井，砷浓度高于中国前国家标准——50ug/L，在已知与可疑的地方性砷中毒地区，大约有10000个人受到地方性砷中毒的影响。继续筛检水井后，可估计，有560万人在饮用含高浓度砷（50ug/L）的饮用水,大约有1470万人饮用砷浓度大于10ug/L的饮用水。由于中国幅员辽阔，要想彻查中国数以百万计的水井，确定被砷污染的水井的空间分布及严重程度，将花费几十年的时间。 在这里，我们提出了一个预测模型，利用调查数据以及地质和水文地球化学参数作为代理指标的方法，通过影响地下含水层砷溶解度来识别因地质成因所致的砷污染安全区与非安全区。该模型经过一个独立的数据库以及一个临界概率值——0.46（见补充材料）的验证，将77%的样本都正确进行了高低风险的分类（精准度为77%），可信度较高（科恩指数为0.51）。该模型的敏感性（正确对砷浓度10ug/L的样本进行分类能力）与特殊性（正确对砷浓度≤10ug/L的样本进行分类能力）分别为83%与75%。这两种性能对砷安全区与非安全区均可进行良好地预测。该模型的不确定性在中国大部分地区都很低（图S5），但在人烟稀少的沙漠超过了0.5. 之前在东南亚的研究已确定了相对较小的地质与水文地球化学参数，该参数可作为重要的空间预测因子，来表征高砷地区的分布。例如，全新世沉积物与砷污染密切相关，在中国砷污染地区的研究报告中，也可以看出这样的一致性（图1）。我们最初将16个环境代理指标作为识别地球成因的砷危害的潜在因素，展现在30弧秒（约为1km2）精度的数字栅格地图上。只有8个代理指标与高浓度砷出现的地域分布有密切联系，这8个代理指标与2668个对砷进行实地测量的样本（村庄）形成一个组合模型，运用二项Logistic回归分析，使得这个组合模型成为一个基础分类器（见补充材料）。该模型（图2A）预测，地下水被砷污染的地区面积，可能超过了580000km2并且该模型准确地指出，已检测到地方性砷中毒的地区，砷浓度已升高。面积辽阔的地区，如柴达木盆地（新疆），额济纳盆地（内蒙古），黑河流域（甘肃），柴达木盆地（青海），东北平原（内蒙古，吉林，辽宁）以及华北平原（河南和山东），被该模型识别为存在潜在受砷影响的地区，但这些结论必须经过实地测量进行确认。 平均