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为评估达卡浅层地下水饮用及灌溉适宜性，研究人员结合地球化学、多元统计（PCA、层次聚类）及地理空间技术，分析 15 个样品。发现水化学以 Ca2?>Na?>Mg2?>K?和 HCO??>Cl?>SO?2?>NO??为主，5 份水样 WQI 为优，6 份良，4 份差，灌溉均适宜，为水质监测提供基线。
在快速城市化进程中，地下水正面临日益严峻的挑战。东南亚地区城市无序扩张与工业活动激增，导致地下地球化学条件不断改变，威胁着地下水水质安全。作为孟加拉国达卡数百万人口的重要饮用水源，地下水的质量评估对于保障人类健康和农业可持续发展至关重要。然而，传统单一的分析方法难以全面揭示自然成岩过程与人为污染的复杂交互作用，因此亟需一种综合性的研究方法来系统解析地下水水质的影响因素与空间分布特征。
为解决这一关键问题，研究人员针对达卡市浅层地下水展开了深入研究。通过整合地球化学分析、多元统计技术（主成分分析 PCA、层次聚类分析）以及地理空间方法，旨在全面评估地下水的水文地球化学特征及其对饮用和灌溉的适宜性。这项研究不仅有助于明确达卡地区地下水的主要控制过程，还能为类似快速城市化地区提供可借鉴的水质监测与管理模式。研究成果发表在《Cleaner Water》，为地下水科学领域的发展增添了重要的学术与实践价值。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，在达卡市不同功能区（ residential、agricultural、industrial）选取 15 个监测井，于 2023 年 4 月旱季采集地下水样品，运用便携式多参数仪现场测定温度、pH、电导率（EC）和总溶解固体（TDS）。实验室分析则通过原子吸收光谱（AAS）测定 Na?、K?、Ca2?、Mg2?等阳离子，利用紫外 - 可见分光光度计及滴定法分析 HCO??、Cl?、SO?2?、NO??等阴离子。其次，通过 Piper 三线图、Gibbs 图、Durov 图和 Stiff 图等水文地球化学图解识别主导地球化学过程，并借助 SPSS 和 Python 进行 PCA 与层次聚类分析，区分自然与人为影响因素。此外，依据孟加拉国饮用水标准，计算水质量指数（WQI）评估饮用适宜性，同时利用钠吸附比（SAR）、可溶性钠百分比（SSP）等指标评价灌溉水质。
4.1 地下水化学特征
对 15 个地下水样品的分析显示，水温在 25.9-28.2°C 之间波动，pH 值呈弱碱性（7.43-8.78，均值 8.40），EC 范围为 315-790 μs/cm，TDS 均值 333.73 mg/L，表明水质总体偏淡。阳离子浓度顺序为 Ca2?（37.49 mg/L）>Na?（36.87 mg/L）>Mg2?（15.72 mg/L）>K?（3.09 mg/L），阴离子以 HCO??（232.25 mg/L）为主，其次为 Cl?（34.0 mg/L）、SO?2?（2.33 mg/L）和 NO??（1.36 mg/L）。空间分布表明，Ca2?和 HCO??的稳定分布与碳酸盐溶解相关，而局部 Cl?和 NO??升高可能与农业径流或废水渗入有关。
4.2 水文地球化学相及控制过程
Piper 图显示，地下水主要为钙碳酸氢盐型，阴离子无明显优势类型。Gibbs 图表明所有样品均位于岩石主导区，揭示水 - 岩相互作用是控制地下水化学的主要过程。Durov 图中多数样品聚集在 Ca-Mg-HCO??区域，进一步支持碳酸盐风化的主导作用，少数样品向 Na?+K?和 Cl?偏移，暗示存在离子交换或轻微人为影响。Wilcox 图和美国盐度实验室图显示，所有样品均适合灌溉，仅 2 份样品需注意排水管理。
4.3 地统计分析
Pearson 相关矩阵显示，Ca2?与 HCO??、SO?2?、NO??呈显著正相关，Na?与 pH、SO?2?、NO??相关，表明矿物溶解与人为污染的双重影响。PCA 提取 3 个主成分，累计解释 86.4% 的方差：PC1（40.15%）与 EC、Ca2?、Na?、SO?2?、NO??相关，反映矿物溶解与农业 / 工业污染；PC2（22.26%）与 pH、K?、Mg2?相关，指示硅酸盐风化与离子交换；PC3（19.09%）与 HCO??和 Cl?相关，关联碳酸盐风化与人为 Cl?输入。
4.4 水质评估
饮用水质方面，WQI 结果显示 5 份 “优秀”、6 份 “良好”、4 份 “较差”，较差样品可能受局部污染影响。灌溉水质评估中，所有样品的 SAR、SSP、RSC、EC 等指标均处于安全范围，表明适合灌溉，但需注意长期钠积累对土壤结构的潜在影响。
研究表明，达卡市浅层地下水以钙碳酸氢盐型为主，主要受阳离子交换和硅酸盐风化等自然过程控制，同时受到农业径流、废水渗透等局部人为活动影响。饮用水质存在空间异质性，部分区域需加强污染管控；灌溉水质整体适宜，但需关注高钠区域的长期监测。该研究首次整合多元统计与空间分析，为复杂城市环境下的地下水质量评估提供了创新方法，其结果可为达卡及类似城市的水资源规划、污染治理和可持续管理提供科学依据。未来研究需扩大采样范围，开展多季节动态监测，并结合同位素技术深化对水文地球化学过程的理解。
