Recharge sources, hydrochemical evolution, and health risks of groundwater and geothermal water in the Guangdong-Fujian coastal region, southeastern China

تخيل قشرة الأرض كأنها إسفنجة ضخمة ومعقدة. عندما يسقط المطر، يتسرب داخل هذه الإسفنجة، وينساب عبر طبقات من الصخور والرمال والتربة. وبينما تتحرك المياه، فهي لا تكتفي بالجلوس هناك فحسب؛ بل تعمل ككيميائي صغير غير مرئي، حيث تذيب أجزاءً من الصخور التي تلامسها وتلتقط المعادن في طريقها. هكذا تولد المياه الجوفية والمياه الحرارية الأرضية (الينابيع الساخنة). في بعض الأحيان، تظل هذه المياه باردة وضحلة، مثل شراب منعش من بئر. وفي أحيان أخرى، تُدفع إلى أعماق الأرض حيث الحرارة مرتفعة، وتدور لفترة طويلة، ثم تعود إلى السطح كينبوع ساخن يبعث البخار.

لكن هنا تكمن المشكلة: مجرد كون الماء يأتي من باطن الأرض لا يعني أنه آمن دائماً للشرب. فبينما تتفاعل المياه مع الصخور المختلفة، يمكنها أن تلتقط أشياء مفيدة لنا، ولكن يمكنها أيضاً التقاط أشياء قد تكون ضارة إذا تناولنا منها الكثير. يسمي العلماء هذه العملية "التطور الهيدروكيميائي". تخيل الأمر كأنه وصفة حساء: إذا طهوت مرقاً مع الخضروات المناسبة، فسيكون لذيذاً. ولكن إذا أضفت بالخطأ الكثير من الملح أو عشبة سامة، فسيصبح القدر بأكمله خطيراً. وفي المناطق الساحلية مثل المنطقة التي تمت دراستها في هذا البحث، يصبح هذا "الحساء" أكثر تعقيداً لأن المحيط قريب، حيث يختلط أحياناً بماء البحر المالح مع المياه الجوفية العذبة. إن فهم ما يوجد بالضبط في هذه المياه، ومن أين أتت، وما إذا كانت آمنة للبشر (خاصة الأطفال) هو أمر بالغ الأهمية للصحة العامة.

---

قصة محقق المياه العظيم في جنوب شرق الصين

في المناطق الساحلية المشمسة في غوانغدونغ وفوجيان بجنوب شرق الصين، انطلق فريق من "محققي المياه" لحل لغز ما. أرادوا معرفة: ما الذي يوجد حقاً في المياه الجوفية والينابيع السร้อน هنا؟ ومن أين جاءت هذه المياه؟ والأهم من ذلك، هل هي آمنة لشرب الناس؟

ولفك رموز القضية، جمع الباحثون 124 عينة مياه. بعضها كان مياهاً عذبة من الأرض (94 عينة)، والبعض الآخر كان سجلات تاريخية للينابيع الساخنة (30 عينة). لم يكتفوا بتذوق الماء فحسب؛ بل استخدموا معدات مختبرية عالية التقنية لقياس كل شيء، بدءاً من المكونات الكبيرة (مثل الملح والكالسيوم) وصولاً إلى العناصر النزرة الصغيرة وغير المرئية (مثل المنجنيز والزرنيخ). كما بحثوا عن "بصمة" المياه باستخدام النظائر المستقرة—وهي ببساطة التحقق من العلامات الكيميائية الفريدة التي تخبرهم ما إذا كانت المياه قد جاءت من أمطار حديثة أو إذا كانت قد بقيت في أعماق الأرض لفترة طويلة.

عشائر المياه الخمس

باستخدام طريقة حاسوبية ذكية تسمى "الخريطة ذاتية التنظيم" (تخيلها كآلة فرز ذكية تجمع الأشياء المتشابهة معاً)، قام العلماء بتصنيف جميع عينات المياه إلى خمس "عشائر" أو مجموعات متميزة. وكان لكل عشيرة شخصيتها وقصتها الأصلية:

1. عشيرة المياه الباردة الضحلة (المجموعة 1): هذه المياه هي في الغالب مياه باردة وضحلة. وهي تمثل مياه "الخلفية"، التي يتم تجديدها بواسطة الأمطار الحديثة. تحتوي على مزيج من المعادن الناتجة عن ذوبان الصخور، لكنها بشكل عام معيارية تماماً.
2. عشيرة المياه الساخنة العميقة (المجموعة 2): هذه هي الينابيع الساخنة! لقد سافرت في أعماق الأرض، حيث اكتسبت الحرارة والتقطت الكثير من المعادن في طريقها. وتظهر عليها علامات التفاعل مع الصخور لفترة طويلة.
3. العشيرة شديدة الحرارة (المجموعة 3): مجموعة صغيرة من المياه شديدة السخونة التي تركزت بفعل التبخر، مما جعلها غنية جداً بالمعادن.
4. عشيرة اختلاط المحيط (المجموعة 4): تتميز هذه المياه ببصمة مالحة جداً، مما يظهر تأثرها الشديد باختلاط مياه البحر القادمة من الساحل.
5. عشيرة الحقيبة المختلطة (المجموعة 5): وهي مياه تبدو في مرحلة انتقالية، حيث تمزج خصائص من مصادر مختلفة.

الخطر الخفي: وحش المنجنيز

وجد الفريق أنه بينما معظم المياه جيدة وآمنة حقاً، إلا أن هناك مشكلة متسللة تختبئ في وضح النهار. وكان المسبب الأكبر للمشاكل هو المنجنيز.

تخيل المنجنيز كضيف خجول وغير مرئي في حفلة. في الكميات الصغيرة، يكون الأمر طبيعياً. ولكن في مناطق معينة، يظهر بكميات ضخمة وخطيرة. وجد الباحثون أنه في بعض المواقع، كانت مستويات المنجنيز أعلى بـ 27 مرة من الحد الآمن المسموح به وفقاً للمعايير الوطنية الصينية.

من أين جاء هذا المنجنيز؟ لم يكن تلوثاً ناتجاً عن المصانع أو النفايات، بل كان من الطبيعة نفسها. ففي الجزء الشمالي الأوسط من منطقة الدراسة، تستقر المياه في نوع خاص من الصخور (الجرانيت والحجر الرملي) تحت ظروف منخفضة الأكسجين. وتعمل هذه البيئة كمفتاح سحري، يفتح المنجنيز المحبوس داخل الصخور ويسمح له بالتدفق إلى الماء. وفي المناطق الساحلية الجنوبية، تعمل المواد العضوية في التربة كإسفنجة، حيث تطلق المنجنيز في المياه الجوفية.

الخطر الصحي: الأطفال هم الأكثر عرضة للخطر

لم يتوقف العلماء عند قياس المواد الكيميائية فحسب؛ بل تساءلوا: "ماذا يعني هذا بالنسبة للناس؟" استخدموا أداتين مختلفتين للتحقق من المخاطر:

1. مؤشر جودة المياه (WQI): وهو تقييم عام يعطي درجة إجمالية لجودة المياه.
2. تقييم مخاطر الصحة البشرية (HHRA): وهو حساب تفصيلي ينظر في كمية مادة كيميائية معينة يبتلعها الشخص أو يمتصها عبر جلده، وكيف يؤثر ذلك على صحته.

وهنا تكمن المفاجأة: التقييم العام (WQI) قال إن المياه جيدة في الغالب، حيث صنف حوالي 4.8% فقط من العينات بأنها غير آمنة. لكن الفحص الصحي التفصيلي (HHRA) وجد مشكلة أكبر بكثير. فعندما نظروا خصيصاً إلى الأطفال، ارتفعت نسبة المواقع غير الآمنة إلى 16.94%.

لماذا هذا الاختلاف؟ الأطفال أصغر حجماً ولديهم كيمياء جسدية مختلفة. إنهم يشبهون "الكناري في مناجم الفحم"—حيث يصابون بالمرض من جرعات أقل من السموم مقارنة بالبالغين. وجدت الدراسة أن المنجنيز هو المتهم الرئيسي، لكن الزرنيخ (وهو عنصر سام آخر) كان أيضاً تهديداً صامتاً، خاصة بالقرب من الساحل. لقد كشف الفحص الصحي التفصيلي عن مخاطر فات التقييم العام رصدها، موضحاً أنه حتى لو بدت المياه "جيدة" في اختبار أساسي، فقد تظل خطيرة على طفل يشربها يومياً.

الحكم النهائي

خلصت الورقة البحثية إلى أن المياه في هذه المنطقة هي مزيج معقد من الأمطار، والحرارة الجوفية العميقة، ومياه البحر. وبينما معظمها آمن، إلا أن هناك "بؤر ساخنة" محددة حيث قامت الطبيعة بتركيز المنجنيز إلى مستويات خطيرة. وتحذر الدراسة من أن الاعتماد فقط على اختبار بسيط (ناجح/راسب) ليس كافياً. نحن بحاجة إلى النظر بعمق أكبر، خاصة لحماية الأطفال الذين هم أكثر حساسية لهذه المخاطر الكيميائية الخفية.

ويقترح الباحثون أنه في المناطق ذات المنجنيز المرتفع، وخاصة في المنطقة الشمالية الوسطى والمدن الساحلية، نحتاج إلى توخي الحذر الشديد. كما يوصون بالمراقبة المنتظمة، خاصة خلال موسم الأمطار عندما قد تغسل الأمطار المزيد من المعادن في الإمدادات المائية، ويقترحون أن العائلات في هذه المناطق قد تحتاج إلى البحث عن مصادر مياه بديلة أو معالجة مياهها لإزالة المنجنيز الزائد. إنه تذكير بأنه حتى في المناظر الطبيعية الجميلة، فإن المياه التي تحت أقدامنا تحتاج إلى القليل من عمل المحققين للحفاظ على سلامتنا.