固体废物处置对尼日利亚南部地下水及人体健康的综合地球物理与放射学影响评估

本研究针对尼日利亚南部固体废物填埋场渗滤液污染地下水问题，采用VES（垂直电测深）、2D电阻率成像及放射性测量技术，评估了含水层脆弱性及放射性风险。结果显示238U、232Th和40K活度超标，地下水潜在健康危害显著，为发展中国家废物管理提供关键数据支撑。

　　

在尼日利亚南部快速城市化的背景下，固体废物的不当处置已成为严峻的环境挑战。随着瓦里（Warri）等城市人口和工业活动的激增，露天垃圾填埋场产生的渗滤液通过多孔砂质地层渗透，威胁着当地主要饮用水源——贝宁组（Benin Formation）含水层。更令人担忧的是，这些废物中含有荧光灯管、电池等放射性物质，可能通过地下水系统对人体造成长期辐射危害。尽管前人研究已关注到该地区的地下水污染问题，但缺乏对放射性污染与水文地质参数的系统关联分析。

针对这一空白，尼日利亚研究人员开展了一项跨学科研究，结合地球物理勘探与放射学检测技术，首次揭示了固体废物处置对地下水系统的复合影响。该研究发表于《Geosystems and Geoenvironment》，通过6个垂直电测深点（VES）和6条二维电阻率剖面，量化了含水层保护能力参数（如纵向电导S和横向电阻Tr），并采集18个水样进行²³⁸U、²³²Th和⁴⁰K活度检测。研究创新性地将达-扎鲁克参数（Dar-Zarrouk parameters）与放射性风险评估模型结合，为热带地区废物处置场选址提供了科学依据。

关键技术方法包括：1）采用ABEM Terrameter SAS1000进行施伦贝谢阵列VES测量，通过IPI2WIN软件解析地层电阻率与厚度；2）使用RES2DINV软件反演二维电阻率数据，识别污染羽流空间分布；3）NaI(Tl)探测器测定水样放射性活度，计算辐射危害指数（如Raeq、Hex、ELCR等）。

研究结果部分：
4.1 地球物理结果
VES曲线显示研究区以AQ型（5层结构）为主，含水层电阻率84.5-3147Ωm。纵向电导S值（0.035-0.067 mhos）表明砂岩含水层对地表污染物阻隔能力弱，这与高降雨量（年降水量>3000mm）共同加剧了污染风险。

4.2 含水层脆弱性
Aladja地区横向电阻Tr值最高（42280.8 Ωm²），预示其地下水潜力最大，但高水力传导系数（K=0.001446 m/day）也加速了污染物迁移。Effurun轴线的纵向电阻ρ_L达285.31 Ω-m，反映深层导电性异常。

4.4 二维电阻率成像
剖面显示两类异常区：高阻区（>2307Ωm）对应垃圾降解气体（甲烷、氨气），低阻区（<18.7Ωm）揭示渗滤液污染羽流。在距填埋场3米的Traverse A中，污染羽流已延伸至14.8米深，证实了污染物向含水层的垂向迁移。

4.5 放射性结果
水样中²³⁸U（6.57±2.89 Bq/l）、²³²Th（3.23±1.25 Bq/l）和⁴⁰K（53.21±3.51 Bq/l）活度均超WHO标准。计算得出年均有效剂量AEDE（室内0.8625 mSv/y）和终生癌症风险ELCR（7.54×10^-3）显著高于安全阈值。

结论指出，尼日尔三角洲的砂质含水层对放射性污染物几乎无天然屏障作用，现有垃圾场的渗滤液已导致地下水辐射危害。研究建议建立工程化填埋场，并采用电阻率法作为污染监测的经济有效手段。该成果不仅揭示了发展中国家"先污染后治理"模式的代价，更为联合国可持续发展目标（SDG 6）中清洁饮水的实现提供了技术路径。值得注意的是，放射性核素与重金属的协同效应仍需进一步研究，这将是未来环境地球物理学的重要方向。