阿富汗北部马扎里沙里夫地区地下水质量的水文地球化学过程评估及其对公共健康的影响

为解决阿富汗马扎里沙里夫市地下水质量退化问题，研究人员通过水文地球化学分析、多元统计和地理信息系统（GIS）技术，揭示了Na-HCO3 和Ca-SO4 主导的水化学类型，发现60%样本因NO3 ? 、F? 和TDS超标被列为“差”至“极差”水质，为当地水资源管理和联合国可持续发展目标（SDG 6）提供科学依据。

　　

阿富汗作为典型的干旱-半干旱国家，地下水是其饮用水、农业和工业的主要水源。然而，快速城市化、农业活动加剧及缺乏系统监测，导致地下水污染问题日益严重。马扎里沙里夫作为阿富汗北部重要城市，其地下水质量此前仅通过传统经验公式评估，缺乏对污染源和形成机制的深入解析。这一问题不仅威胁居民健康，更阻碍联合国可持续发展目标（SDG 6）中“清洁饮水和卫生设施”的实现。

为填补这一空白，来自阿富汗能源与水资源部（MEW）及合作机构的研究人员对马扎里沙里夫市18口井的干季水样展开综合研究，成果发表于《Journal of Trace Elements and Minerals》。研究采用水文地球化学建模、主成分分析（PCA）、层次聚类分析（HCA）及水质指数（WQI）评估，结合地理信息系统（GIS）空间插值技术，首次系统揭示了该地区地下水化学特征及污染驱动因素。

主要技术方法
研究团队于2020年6月采集地下水样本，测定pH、电导率（EC）、总溶解固体（TDS）及主要离子（Ca²⁺
、Mg²⁺
、Na⁺
、HCO₃
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、SO₄
^2?
等）。通过PHREEQC计算矿物饱和指数（SI），结合Piper图和Gibbs图解析水化学类型及控制机制，并利用ArcGIS 10.6生成污染物空间分布图。

研究结果

1. 主要离子化学特征：44%样本的NO₃
   ^?
   （最高85.7 mg/L）和56%样本的F^?
   （最高5.6 mg/L）超过WHO限值，后者为阿富汗首次报道。SO₄
   ^2?
   和Cl^?
   高浓度区与蒸发岩溶解及污水渗漏相关。

2. 水化学相分类：Piper图显示主导类型为Na-HCO₃
   （36%）和Ca-Mg-SO₄
   （22%），反映硅酸盐风化和石膏溶解的主导作用。

3. 控制机制：Gibbs图表明蒸发浓缩和岩石风化是主要驱动力，Cl/Br比值证实盐分源自蒸发湖相沉积，而非海水入侵。

4. 水质评价：WQI显示60%样本属“差”至“极差”等级，空间分布显示污染集中于西部农业区及中部城区，与土地利用高度吻合。

结论与意义
该研究首次构建了马扎里沙里夫含水层的水文地球化学概念模型，指出人为活动（如化肥滥用、污水直排）与自然过程（蒸发岩溶解）共同导致水质恶化。研究成果为当地政府制定分级治理策略（如限制深层开采、优化污水管网）提供了科学依据，同时呼吁未来引入同位素技术（如δ¹⁸
O、δ²
H）进一步追踪污染物来源。这一案例为全球干旱区城市地下水管理提供了可借鉴的范式，尤其对实现SDG 6目标具有实践意义。