伊拉克库尔德斯坦Darbandikhan水库水体与沉积物中微量元素的来源及生态健康风险：基于人类健康与生态系统的双重评估

本研究针对伊拉克库尔德斯坦Darbandikhan水库的水质安全与生态风险问题，通过分析48个位点的沉积物、表层/深层水体中50余种元素的空间-垂直分布特征，揭示了以Zagros地质背景为主导的地球化学特征，识别出As、Cr、Ni等元素的自然源贡献及局部人为污染热点。研究采用多种污染指数评估表明，该水库整体环境风险为轻度至中度，但建议对特定区域加强水质监测。成果为半干旱地区水资源管理提供了重要科学依据。

　　

淡水生态系统正面临全球性威胁——气候变化加剧水资源短缺，而人为污染导致生物多样性锐减。伊拉克作为全球第五大气候脆弱国家，预计204年将陷入极端水资源紧张状态。位于该国库尔德斯坦自治区的Darbandikhan水库是当地20万居民饮用水源、农业灌溉和渔业基地，但其水质安全研究长期局限于常规理化参数。此前调查认为该湖"适合饮用"的结论因检测元素种类有限而存疑，尤其缺乏对沉积物-水界面元素迁移及深层水体污染特征的认知。

为系统评估这一战略水体的生态与健康风险，由Sulaimani Polytechnic University领衔的研究团队在48个采样点开展多维度调查，通过分析55种元素在表层/深层水体和沉积物中的分布规律，结合地球化学指纹与污染指数模型，揭示了Zagros地质背景与人类活动的双重影响。相关成果发表于《Journal of Geochemical Exploration》。

关键技术方法
研究采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定水体/沉积物中55种元素含量；通过富集因子(EF)和地质累积指数(I_geo
)区分自然源与人为源；利用潜在生态风险指数(ERI)和健康风险模型(HRA)评估污染程度；结合主成分分析(PCA)解析元素关联性。采样涵盖水库4条断面，同步采集表层(0.5m)与深层(近底)水样及沉积物岩芯。

研究结果

沉积物元素分布与富集特征
沉积物中Ca含量显著高于地壳背景值(EF=3-17)，尤其在南部断面(III-IV)出现峰值，这与流域内广泛分布的石灰岩/白云岩基岩一致。As、Cr、Ni等元素呈现典型地球化学特征，其高浓度区域与流域内镁铁质/超镁铁质岩体分布吻合，EF值显示这些元素主要源自Zagros造山带的岩石风化。值得注意的是，尽管周边存在城市工业区，沉积物化学组成空间异质性较低，表明人为点源污染影响有限。

水体元素迁移规律
深层水体中As、Cr、Ni浓度普遍高于表层，且与沉积物含量呈正相关，暗示底部沉积物作为潜在毒性元素的"二次源"。相反，表层水化学组成主要受入库溪流控制，在特定区域检测到Ba、Mo、Sb、V、Zn的局部富集，经溯源确认来自上游城镇污水和工业排放。

风险量化评估
综合ERI与HRA模型显示：

1. 沉积物中As、Cr、Ni虽存在自然富集，但生态风险等级多为轻度至中度；
2. 水体中致癌元素As的终身致癌风险(LCR)低于10^-4
   阈值，但建议对敏感人群实施预防性监测；
3. 南部近岸区域因CaCO₃
   沉淀吸附作用，成为金属元素的"汇"，但可能因环境条件变化重新释放。

结论与意义
该研究首次构建了Darbandikhan水库多元素指纹图谱，证实其沉积物具有鲜明的Zagros地质印记，而人为污染影响呈现空间局限性。尽管当前整体风险可控，但气候变暖可能加剧沉积物中金属的活化迁移。成果的创新性体现在：

1. 揭示深层水体作为污染指示层的价值，突破传统表层监测的局限性；
2. 建立半干旱区水库地球化学基线，为跨境水资源争端提供科学依据；
3. 提出"沉积物-水界面通量"概念，警示长期生态风险。研究团队建议优先管控已识别的城镇排放热点，并将监测范围扩展至食物链(如鱼类生物富集)，这对中东地区类似水库管理具有示范意义。