解决孟加拉国砷危机 同位素水文学大显身手(7:53)

解决孟加拉国砷危机 同位素水文学大显身手(7:53)

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在每年的六月到十一月,季风从印度洋上带来大量雨水,常常使孟加拉国的低洼地带爆发水灾。因此人们难以想像这个常常“水满为患”的国度也会面临缺水危机。然而,1993年,孟加拉国许多地方的水受到砷污染的问题显现出来,为广大农村人口寻找安全可靠的水源成为一大挑战。国际原子能机构利用同位素水文学帮助孟加拉国成功的解决了这一问题。请听联合国电台记者黄莉玲的报道。

陆地和海洋上的水汽蒸腾,变成美丽的云朵,云隨风移动,遇到冷空气凝结,变为雨水,再降落到地面,流入江河湖海,或渗入地下,遇热又变为水蒸汽上升。这就是大自然中的水循环。在这个过程中,当水蒸发和凝结时,水中氧和氢的同位素丰度发生变化,随着云向内陆移动,它们的同位素组成再次改变,也就是说水在不同的环境产生单独的特征性 “指纹”。通过测定水的同位素组成,便可研究和追踪水的运动和循环。这便是同位素水文学。

(音响:钻井)

在孟加拉国的一个乡村,人们正在用简陋的工具钻一个浅表的水井取水。

20 世纪 70 年代初,孟加拉国大多数乡村人口从地面池塘提取饮用水,由于水源疾病, 每年有近 25 万儿童死亡。在 97%的乡村人口采用管井取水后,发病率高的疾痢患者减少,婴 儿死亡率减半。但奇怪的是,这些曾挽救如此多生命的水井后来被发现由于无法预料的砷危害而构成了威胁。

砷能够导致多种癌症,并造成非常疼痛的皮肤感染。这位村民因为饮用了受到砷污染的水患病已有二十多年。他身上多处皮肤受到感染,就连脚掌上也出现奇怪的斑点。他不停地揉搓自己的脚。

村民: “我的脚很疼,我恨不得把它砍掉。 ”

在孟加拉国,由于地质和生物过程,砷流入地下水中造成了污染。因此这里的砷污染是自然原因造成的,而非人类活动。由于没有简单的方法除去或停止这种污染,所以必须找出砷的所在、砷如何到达那里和水的年龄,并且寻找无砷蓄水层。国际原子能机构与孟加拉国原子能委员会合作,提供科学分析来支持这一项目。用来跟踪水运动的同位素水文学在了解和解决这一问题的过程中起到了重要作用。

联合国儿童基金会官员郑焰表示,砷对人体的危害很大,这一项目意义重大。

郑焰:“砷以多种方式与人体的细胞和基因相互发生作用,砷有毒,它或许是唯一一种能够伤害多种人体器官的环境毒素。与其他环境毒素不同,它能够造成多种基因变异,并有不同的表现形式。 ”

用常规水文技术,一个国家可能要用 50 年的时间测量河流和蓄水层的雨水和水位,然后才能合理、准确地描述该系统中水的变化。但通过考察现时水体的同位素组成,能够比较快速地得到答案。

如果将某个地点的地下水同位素与降水同位素相比较,就能够判定地下水藏量是否在得到补给,并且能够帮助识别补给储量的水源,例如是当地水源还是远处山脉水源。如果降水数据与地下水数据不相配,不管是比较当地水源还是远处山脉上游水源,那么很可能地下水藏量在过去是由一个截然不同的气候系统补给的。

自 1999 年以来,国际原子能机构帮助孟加拉国利用同位素技术既经济又快速地获得准确的砷污染信息,同时对该国地下水和蓄水层的动态进行准确评定,从而帮助判断深蓄水层从长远看将是否无砷,它们是否可开发成可替代的淡水源,以及其他深蓄水层可能如何通过深水库和浅水库的混和被污染。

世界银行官员卡利库扎曼(M.Khaliquzzaman)表示,获益于砷缓解项目的人口众多。

卡利库扎曼:“孟加拉国在90年代早期发现水当中含有砷,全国大约35%的地区都有这个问题。受影响的人口多达5000多万,问题非常严重。 ”

雨水中还存在其他一些随时间浓度降低的同位素。可以通过测量地表或地下水中的这些同位素来判断某一水体内水的“年龄”或停留时间。这些同位素浓度较高意味着水“较年轻”,而浓度较低则意味着水“较老”。例如,含有大量氚的地下水可能不到 50 年,而不含氚的地下水一定较老。 就年龄测定而言,氚可用于不到 50 年的地下水,碳-14 可用于多达数万年的水,氪-81可用于100 万年的水。了解水的年龄,可以使科学家帮助孟加拉国政府很好地认识新水如何迅速地进入蓄水 层。

孟加拉国原子能委员会的纳塞尔•艾哈迈德(Nasir Ahmed)表示,现在在孟加拉国,只有较深的蓄水层的水才用来供饮用。

艾哈迈德:“浅表的含水层受到高度污染。较深的含水层是解决农村地区安全和可持续供水的方法之一。 ”

同位素还能考察砷以外的污染问题。以氮污染为例,氮有两种同位素:氮-14 和氮-15,前者较后者质量轻。氮-15 与氮-14 的比在化肥中不同于在人类或动物粪尿中的比。许多化肥是利用空 气中的氮制造的,而人类和动物通过生物过程吸收氮,改变了其同位素比。科学家看一 下水体中氮-15 与氮-14之 比就能说出污染源。

40 多年以来,国际原子能机构一直在利用同位素水文学帮助了几十个成员国更好地了解水资源。这位住在曾经遭受砷污染地区的孟加拉国村民对于现在能够用上洁净的水感到非常高兴。

村民: “如果我们能够得到安全的水,那对我们来说就是药。水就是生命。没有安全的水,谁也活不下去。 ”

黄莉玲,联合国纽约总部报道。