新研究揭示美國(guó)地下水鹽度呈上升趨勢(shì)

據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的研究顯示，美國(guó)各地地下水鹽度的增加令人擔(dān)憂，這與路面撒鹽和灌溉有關(guān)，并通過(guò)鐳等元素對(duì)水生生物、基礎(chǔ)設(shè)施和人類健康構(gòu)成威脅。三十多年來(lái)，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的科學(xué)家們一直在追蹤美國(guó)各地水井中的地下水質(zhì)量。他們的工作重點(diǎn)是檢測(cè)可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)或人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響的潛在有害化學(xué)物質(zhì)。

工作人員總共測(cè)量了多達(dá)500種化學(xué)成分，包括主要離子、金屬、殺蟲(chóng)劑、揮發(fā)性有機(jī)化合物、化肥和放射性核素。

在這些成分中，鈉、氯離子以及溶解固體的含量顯著增加，所有這些都與鹽度有關(guān)。最近，在美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)的“GSA Connects 2023”會(huì)議上介紹了這項(xiàng)多年研究中發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和趨勢(shì)。

這項(xiàng)研究目前是美國(guó)國(guó)家水質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的一部分，是1992年作為美國(guó)國(guó)家水質(zhì)評(píng)估項(xiàng)目的一部分開(kāi)始的工作的延續(xù)。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的水文學(xué)家布魯斯·林賽說(shuō)：“最初的目標(biāo)是評(píng)估全國(guó)的水質(zhì)狀況，包括地下水、地表水和生態(tài)健康。隨著時(shí)間的推移，他們將重點(diǎn)放在了某些可能會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期有害影響的成分上?！?/p>

美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地下水質(zhì)量十年變化計(jì)劃地圖顯示了美國(guó)各地地下水中農(nóng)藥、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、金屬和有機(jī)污染物的濃度在十年期間的變化情況。

研究人員對(duì)三種不同網(wǎng)絡(luò)類型中的水井進(jìn)行了采樣：住宅區(qū)、城市地區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)。家用水井或不受環(huán)境保護(hù)局或當(dāng)?shù)厥姓O(jiān)管的私人水井代表了中等深度的含水層和飲用水。城市和農(nóng)業(yè)地區(qū)的水井較淺，通常深約9～15米。林賽解釋說(shuō)：“采樣”這些水井的目的是了解最淺水位的狀況和趨勢(shì)?？梢哉f(shuō)，這些淺井是“含水層深處可能發(fā)生變化的哨兵”。

研究小組確定了82個(gè)水網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)有20～30口井，并確定了28種需要跟蹤的令人擔(dān)憂的成分。每隔10年對(duì)水進(jìn)行采樣，以跟蹤化學(xué)濃度的變化。這些成分和采樣結(jié)果可以在美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的互動(dòng)地下水地圖上看到，該地圖顯示了十年間的變化。

鹽度增加及其影響

林賽說(shuō)：“如果我們查看所有82個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的28種成分，溶解固體、氯化物和鈉在統(tǒng)計(jì)意義上的增加頻率要高于我們清單上的其他成分。如果你看一下地圖，就會(huì)立刻發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。特別是在天氣寒冷、路面撒鹽較多的城市周邊地區(qū)。我們獲得了路面撒鹽的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)氯化物、鈉和溶解性固體的增加與路面撒鹽率之間存在相關(guān)性”。

但另一個(gè)地區(qū)的鈉、氯離子和溶解固體含量也有所升高，那就是美國(guó)的干旱地區(qū)，尤其是西南部。這些地區(qū)的土壤鹽度本來(lái)就很高，但灌溉使問(wèn)題變得更加復(fù)雜。

林賽解釋說(shuō)：“在干旱地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量蒸發(fā)。因此，如果灌溉水的鹽度相對(duì)較低，但其中很大一部分被蒸發(fā)掉，鹽度水平就會(huì)變得很高?！?/p>

美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局科學(xué)家收集數(shù)據(jù)

環(huán)境和健康影響

鈉、氯離子和溶解性固體含量的上升會(huì)導(dǎo)致多種問(wèn)題，首先是環(huán)境問(wèn)題。許多溪流的水源來(lái)自地下水，水中較高濃度的氯會(huì)破壞水生生物習(xí)慣的自然平衡。林賽說(shuō)：“含量上升可能需要二三十年的時(shí)間才能形成，這意味著如果鹽度來(lái)源的管理發(fā)生變化，也可能需要這么長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)?！?/p>

溶解的鹽離子也會(huì)給基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)問(wèn)題。隨著地下水鹽度的增加，腐蝕性也會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。腐蝕性地下水如果不加處理，會(huì)溶解管道中的鉛和其他金屬，以及家庭管道中的其他部件。

最后，林賽和他的同事們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與鹽度上升有關(guān)的獨(dú)特問(wèn)題，在新澤西州南部的一個(gè)含沙含水層中，他們發(fā)現(xiàn)低pH值的水和高鹽度的地下水混合在一起，會(huì)產(chǎn)生更多的鹽分。