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为评估贵阳城乡地下水 9 种微量元素（DTEs）的来源、行为及风险，研究人员结合重金属污染指数（HPI）、蒙特卡洛模拟和正定矩阵因子分解（PMF）开展研究。发现 urban 区部分地下水呈中度污染，Cr 和 Ni 致癌风险需关注，不同人为活动是主要贡献源，为地下水管理提供基线数据。
地下水作为全球半数人口依赖的重要水源，正面临城市化与农业活动带来的严峻挑战。快速城市化进程中，未经处理的生活工业废水渗透、农药化肥淋滤等问题，导致地下水微量元素（DTEs）污染日益凸显。这些具有持久性和毒性的元素一旦超标，可能在生物体内蓄积，引发健康风险。然而，针对喀斯特地区城乡地下水微量元素污染的系统性对比研究仍较为缺乏。为填补这一空白，贵州大学的研究人员以典型喀斯特城市贵阳为研究区域，开展了城乡地下水微量元素的浓度分布、健康风险及污染源解析研究，相关成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。
研究主要采用了以下关键技术方法：采集贵阳 urban 区、BY 和 XB 农村区的浅层地下水样本，利用电感耦合等离子体质谱（ICP - MS）测定 Ti、Mn、V 等 9 种微量元素浓度；运用重金属污染指数（HPI）和金属指数（MI）评估污染程度；借助蒙特卡洛模拟开展人群健康风险（非致癌风险 THI、致癌风险 TCR）评估；通过正定矩阵因子分解（PMF）模型结合斯皮尔曼相关性分析（CA）解析污染来源。
3.1 水化学特征与微量元素浓度分布
研究发现，urban 区地下水的电导率（EC）和水温（T）中位数高于农村地区，而 pH 和溶解氧（DO）则较低。微量元素浓度呈现明显空间差异：Ti、Mn、V、Co、Ni、Sr 浓度呈 “urban＞XB＞BY” 趋势，随距城区距离增加而降低；Zn 和 Cr 则相反，在农村地区浓度更高。其中，urban 区部分点位的 Sr 浓度超过美国环保署（USEPA）饮用水健康参考水平（1500 μg/L），提示需关注特定元素的区域聚集性污染。
3.2 水质评估与健康风险
重金属污染指数（HPI）显示，6.9% 的 urban 地下水样本呈中度污染，主要贡献元素为 Ni。蒙特卡洛模拟表明，尽管非致癌风险（THI）整体可接受，但儿童面临的风险高于成人；致癌风险（TCR）主要由 Cr 和 Ni 驱动，部分区域成人和儿童的 TCR 值超过 1×10-6的可接受阈值，尤其是 Cr 的致癌风险在农村 BY 区更为突出，近 100% 样本超过安全限值。
3.3 污染源解析
正定矩阵因子分解（PMF）模型识别出 4 类主要污染源：自然来源（如岩石风化）贡献了 V（81.36%）和 Sr（69.59%）；城市生活污水是 Ti（36.62-47.55%）、Co、Ni 的主要来源；农业活动（化肥施用、家禽养殖）对 Zn（52.12%）和 Cr（64.42%）贡献显著；工业与交通活动则主导了 Ba（67.56%）和 Mn（32.17%）的污染。这一结果清晰揭示了不同区域人类活动对地下水微量元素的影响路径。
研究明确了贵阳城乡地下水微量元素的污染特征、健康风险及驱动因素。结果表明，urban 区污染以生活污水和工业交通活动为主，农村地区则受农业面源污染影响显著，Cr 和 Ni 的致癌风险需重点防控。该研究不仅填补了喀斯特地区城乡地下水污染对比研究的空白，更为区域地下水管理、农业绿色发展和生态旅游规划提供了关键科学依据，有助于推动城乡协同的水资源保护策略制定，保障居民饮水安全与生态可持续性。
