季节性视角下垃圾填埋场与汽修厂周边地下水污染特征及健康风险评估

本研究针对尼日利亚Aba地区垃圾填埋场和汽修厂周边地下水污染问题，通过干湿两季采样分析，系统评估了重金属污染特征及健康风险。研究发现所有采样点地下水呈酸性(pH 3.42-6.28)，Cd、Cr浓度分别达0.047-0.109 ppm和0.04-0.078 ppm，超过WHO标准；水质指数(WQI)显示所有样本均不适合饮用，健康风险指数(HI>1)表明存在显著致癌(CR>10-4 )和非致癌风险。研究为发展中国家城市地下水保护提供了重要数据支持。

　　

在发展中国家快速城市化的背景下，地下水作为重要的饮用水源正面临日益严重的污染威胁。尼日利亚Aba地区作为人口密集的工商业中心，当地居民长期依赖未经处理的地下水，而周边遍布的垃圾填埋场和汽修厂可能通过渗滤液将重金属等污染物带入含水层。这种污染具有明显的季节性特征：雨季降水可能加速污染物淋溶，而旱季则因缺乏稀释作用导致污染物浓度升高。然而，目前缺乏针对该地区系统性、季节性的地下水健康风险评估，这使得居民暴露于未知的健康风险之中。

为揭示这一问题，来自中国的研究团队在《Cleaner Water》发表了重要研究成果。研究采用多季节采样策略，在干湿两季采集了10个地下水样本（5个旱季+5个雨季），涵盖垃圾填埋场（AD1、AD2）和汽修厂（AM1、AM2）周边区域。通过原子吸收光谱法测定Cd、Cr等6种重金属，结合水质指数(WQI)、污染因子(CF)、生态风险指数(ERI)等多维度评估模型，并首次在该地区开展季节差异化的健康风险评价(HRA)。

关键技术方法包括：1）季节性采样设计（旱季12-1月/雨季6-7月）；2）原子吸收光谱法重金属检测；3）水质指数(WQI)计算；4）污染负荷指数(PLI)和生态风险指数(ERI)评估；5）US EPA推荐的健康风险评价模型，分别计算成人和儿童的致癌风险(CR)与非致癌风险(HI)。

研究结果揭示：

1. 理化特性：所有样本呈酸性(pH 3.42-6.28)，旱季温度(32.16°C)超WHO限值。BOD(61.8-86.6 mg/L)、COD(73.9-136.5 mg/L)等有机指标严重超标，但TDS、NO₃
   ^-
   等未超限。

2. 重金属污染：Cd(0.013-0.109 ppm)和Cr(0-0.078 ppm)在所有季节超标，旱季污染更显著。污染源解析显示Cd 100%源自人为活动，而Zn、Cu主要来自地质源。

3. 水质评价：WQI指数旱季(239.61-581.33)和雨季(156.15-464.60)均属"不可饮用"级别。污染负荷指数(PLI)虽显示无污染，但单因子Cd的生态风险指数(ERI)达"极高"等级。

4. 健康风险：非致癌风险(HI)成人为3.67-17.26，儿童达19.30-80.54，均远超安全阈值(HI=1)。致癌风险(CR)中Cr和Pb最高达1.92×10^-4
   ，超过可接受范围(10^-6
   -10^-4
   )。

这项研究首次系统揭示了Aba地区地下水污染的时空特征与健康威胁。其重要意义在于：1）证实季节性变化对污染特征的显著影响，为动态监测提供依据；2）发现Cd等重金属通过饮水途径对儿童等敏感人群构成双重（致癌+非致癌）健康威胁；3）创新性地将污染指数与健康风险模型耦合，为发展中国家城市地下水管理建立方法学范式。研究结果直接支持联合国可持续发展目标(SDG6)的实现，呼吁当地政府立即采取源头控制、水质净化等干预措施，同时为类似地区提供了可借鉴的风险评估框架。值得注意的是，研究也指出传统污染指数(如PLI)可能低估实际健康风险，建议未来研究纳入生物有效性等新型评价指标。