巴基斯坦 Punjab 省 Sargodha 地区地下水污染评估与水质指数（WQI）分析及其对公共健康的影响

本综述系统评估了巴基斯坦 Punjab 省 Sargodha 地区地下水质量，通过水质指数（WQI）与污染物分析揭示其饮用与灌溉适宜性。研究发现多项指标（如 TDS、Na、K、NO3）超出 WHO 限值，WQI 平均达 84.57，属“较差”级别，亟需采取水质监测与干预措施以保障公共健康与环境安全。

　　

引言：地下水安全与污染现状

地下水作为饮用水和灌溉水的重要来源，在全球水资源紧张的背景下其质量日益受到关注。尤其是在巴基斯坦 Punjab 省 Sargodha 这样以农业为主的地区，地下水污染不仅影响饮用水安全，还可能通过食物链进一步威胁公共健康。多项研究指出，该区域地下水普遍存在总溶解固体（TDS）、钠（Na）、硝酸盐（NO₃）等超标问题，其污染源既包括自然地质过程，也涉及农业、工业与生活污水的排放。

研究区域与方法

本研究在 Sargodha 地区共采集30个地下水样本，采样点覆盖城市与乡村不同土地利用类型，采样深度介于23至67米。水质参数包括 pH、TDS、钠（Na）、钾（K）、氯（Cl）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫酸盐（SO₄）、碳酸氢盐（HCO₃）和硝酸盐（NO₃）。所有样本均在巴基斯坦水资源研究委员会（PCRWR）实验室依据标准方法进行分析，并实施了严格的质量控制程序，包括仪器校准、空白试验与重复样分析，确保数据准确可靠。

水质指数（WQI）的计算采用加权算术指数方法，以 WHO 标准为基准，通过对各参数的质量评分与单位权重进行综合，得出一个综合评价指标，用以判断水质级别及其适用性。

结果与讨论：主要污染物与水化学特征

分析结果显示，多个样本中的 TDS、Na、K 和 NO₃ 浓度超过 WHO 规定的限值。TDS 平均值为630.9 mg/L，最高达990 mg/L，全部样本均超出500 mg/L 的建议值。钠和氯的浓度范围分别为104–508 mg/L 与46–763 mg/L，约50%样本超标。硝酸盐浓度在5–18 mg/L 之间，平均为12.6 mg/L，部分样本超出 WHO 规定的饮用水安全限值。

水化学分析通过 Piper、Durov 和 Gibbs 图揭示了地下水化学类型及主要控制过程。Piper 图显示水样主要分为两种类型：Ca–Mg–HCO₃ 型和 Na–Cl 型，前者反映碳酸盐岩溶解作用，后者则暗示蒸发岩溶解、污水渗入或农业回归水的影响。Durov 图进一步支持离子交换过程的存在，部分水样显示出 Na⁺ 与 Ca²⁺/Mg²⁺ 的交换特征。Gibbs 图表明，研究区地下水化学组成主要受岩石风化作用控制，部分样品表现出蒸发浓缩的影响，这与当地半干旱气候及农业灌溉活动密切相关。

相关性分析与主成分分析（PCA）进一步揭示了参数之间的关系。TDS 与 Na、Cl 显著相关（r > 0.75），Mg 与总硬度也高度相关，说明这些离子可能来自共同的自然或人为源。PCA 提取出三个主成分，累计解释方差达84%。PC1 以 TDS、Na、K、Cl 为主，代表矿物溶解与盐化过程；PC2 以 NO₃ 和 SO₄ 为主，反映农业与生活污染输入；PC3 则主要与 Ca、Mg 相关，指示碳酸盐岩地层的影响。

水质指数（WQI）与健康风险

本研究计算出的 WQI 平均值为84.57，根据 Brown 等人（1972）的分类标准，该地区地下水水质属于“较差”级别，不适合直接饮用，但仍可用于灌溉。造成 WQI 较高的主要贡献参数包括 TDS、Na、K 和 NO₃。水质状况的空间变异与当地地质背景、污水排放、农业化肥使用密切相关。

长期饮用此类地下水可能带来健康风险，包括胃肠道疾病、神经系统问题以及慢性疾病。尤其在农村与城乡结合区域，居民常直接使用未经处理的地下水，加大了暴露于污染物的风险。

结论与政策建议

本研究系统评估了 Sargodha 地区地下水质量，并指出其水质“较差”，不适宜直接饮用。污染既来自自然过程（如岩石风化、离子交换），也源于人类活动（如农业化肥、生活污水）。为此，建议加强地方水质监测体系建设、推动农业最佳管理实践、提高公众水安全认知，并建议政策层面整合水资源管理与公共卫生行动，以实现区域水资源的可持续利用与公共健康风险的有效管控。

研究亦指出当前工作的局限，包括采样点数量有限、未涵盖微生物与重金属指标、未进行健康定量风险评价等。未来研究可扩大采样规模、纳入季节变化分析、结合重金属与微生物污染评估，并开展健康风险建模，从而更全面把握地下水质量及其对人群健康的潜在影响。