Petroleum-driven groundwater contamination in Azzan city, Yemen: Integrated assessment using hydrochemistry, trace metals, PAHs, and PCBs
这项研究表明，也门阿赞市的地下水受到石油活动和地质作用驱动的严重多组分污染，表现为高含量的有毒金属、占主导地位的石油源多环芳烃（PAHs）以及多氯联苯（PCBs），这些物质对当地居民构成了显著的非致癌性和致癌性健康风险。
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在世界许多地方，我们脚下的土地就像一个巨大的、隐形的储水库，储存着缓慢过滤过岩层和沙层的水分。对于生活在降雨稀少、河流干涸的干旱地区的社区而言，这种地下水通常是饮用水的唯一来源。然而，这一地下资源并不能免受人类工业活动的影响。当石油被开采、运输或加工时，它可能会渗入土壤并向下渗透进这些含水层，随之带来复杂的有害物质混合物。这些污染物包括重金属（一种不会分解的有毒元素）以及能在环境中停留数十年的有机化学物质。了解这些污染物如何移动、如何与水中原有的天然矿物质混合，以及它们对人类健康意味着什么，是致力于保护公众安全的科学家们的一项至关重要的任务。
在也门沙布瓦省的阿赞市（Azzan），研究人员最近针对这样一种情况进行了详细调查。该地区气候干旱，且位于一条主要的原油管道走廊附近，这使得当地的地下水极易受到石油工业污染的影响。来自也门尼图尼西亚大学的一个科学家团队着手绘制了位于该管道路线上的七口水井的水质图。他们的目标不仅是测量水的咸度或脏污程度，而是进行一项综合性的检查，将水化学、有毒金属以及被称为多环芳烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）的特定有机污染物的研究结合起来。通过综合考量所有这些因素，他们旨在区分污染是由自然地质过程引起的，还是由人类活动引起的，从而最终确定这种水对依赖它的人群所构成的风险。
研究人员于2024年12月开始从这七口水井中采集水样。他们分析了水的物理特性，例如温度和导电性（这可以作为衡量溶解盐类和矿物质多少的指标）。他们发现，不同水井之间的水质差异显著。有些样本相对新鲜，而另一些则高度矿化，其溶解固体含量在406到3078毫克/升之间不等。水的化学成分主要由钙、镁和硫酸盐组成，这种模式表明水正在与它流经的岩石发生自然的相互作用，溶解了如石膏和石灰石之类的矿物质。这种自然过程产生了一个基础的盐度水平，但研究人员注意到，在某些水井中，这些矿物质的水平异常高，暗示存在额外的干扰因素。
除了天然矿物质外，团队还寻找了通常伴随石油活动的有毒微量金属。他们发现，在几口水井中，水的含量含有危险水平的铅、砷和镉。在某些地点，铅的浓度远高于饮用水的安全限值，砷的水平也同样令人担忧。名为Mahdi和Atash的水井受影响最为严重，显示出最高的有毒金属浓度。科学家们计算了各种污染指数来量化问题的严重程度，结果非常触目惊心：这些地区的水被判定为不适合饮用，因为其重金属的累积负担过重。这种污染并不均匀分布；它集中在特定的热点地区，这表明污染并非仅仅是局部地质的结果，而是由附近石油基础设施的局部泄漏或溢出驱动的。
调查还转向了有机污染物，特别是多环芳烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）。这些是常见于原油和工业废料中的复杂化学化合物。研究人员在他们测试的每一个样本中都检测到了这两类化学物质。在水中发现的PAHs主要是低分子量化合物，其中萘占总量的近90%。这种特定的化学特征是一个强烈的信号，表明污染源是石油本身，而非燃烧木材或煤炭。同样，检测到的PCBs以四氯化合物为主，这类化合物以在环境中长期存在而闻名。在所有水井中发现这些化学物质，证实了地下水系统受到了不易降解的持久性有机污染物的污染。
为了理解这些不同的污染物如何相互关联，科学家们使用统计工具来寻找数据中的模式。他们发现水的盐度与PAHs的含量之间存在极强的联系；随着含盐量的上升，这些有机污染物的浓度也随之升高。这表明，在含水层中移动盐类的相同过程也在运输这些石油相关的化学物质。此外，分析还将水井根据其污染程度分成了不同的组别。Mahdi和Atash的水井形成了一个污染程度最高的组，而像Al-Mashroa这样的水井污染水平较低。这种分组证实了污染并非整个地区的普遍问题，而是集中在受管道走廊影响最严重的特定区域。
这项研究最关键的部分是对这种污染对人类健康的意义进行的评估。研究人员计算了人们长期饮用此类水的潜在风险。他们发现，非癌症健康问题（如器官损伤）的风险极高，其危害指数超过安全限值的十六倍以上。这种危险主要由砷和铅的暴露所驱动。此外，饮用这种水导致患癌的风险也被发现显著高于可接受水平。有毒金属与致癌有机化合物并存，构成了双重威胁，这意味着这种水对社区健康构成了长期的严重危险。
研究结论指出，阿赞市的地下水正处于一种复杂的境地：自然地质过程创造了富含矿物质的基准水质，而人类活动又严重破坏了这一现状。证据明确指向石油相关活动是导致受影响最严重的井中出现有毒金属和有机污染物峰值的驱动因素。研究人员强调，这是一个不能被忽视或仅靠简单稀释就能解决的问题，因为干旱的气候限制了环境冲刷掉这些污染物的自然能力。他们呼吁进行持续监测、对石油基础设施实施更严格的控制，并针对最脆弱的水井采取保护措施。如果没有立即且持续的干预，该地区的水资源将面临渐进式退化的未来，使当地人口在满足最基本需求时面临更少的安全选择。
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