尼日利亚南部Obomkpa地区褐煤系水资源健康风险评估：重金属与多环芳烃污染的综合分析

本研究针对尼日利亚南部褐煤矿区水资源污染问题，通过分析19份地下水与6份地表水样本，结合CF、PIG、NPI、Igeo、EWQI及PAHs的TEQs、ECR等多元污染指数，首次同步评估重金属与多环芳烃风险。结果显示31.5%地下水属低污染，PAHs含量符合WHO标准，为矿区水资源安全管理提供科学依据。

　　

在尼日利亚南部快速城市化的背景下，Obomkpa地区因褐煤开采活动面临严峻的水资源污染挑战。尽管全球淡水资源仅占2.5%，但矿区水体的重金属和多环芳烃（PAHs）污染问题长期缺乏系统性评估。这一问题直接威胁当地居民健康，尤其采矿活动可能引发铁、锰等重金属渗入含水层，而多环芳烃的潜在致癌性更需量化分析。

为填补这一空白，研究人员开展了一项开创性研究，首次将重金属与PAHs污染纳入统一评估框架。通过采集19份地下水（井水与钻孔水）和6份地表水样本，严格遵循APHA标准检测Cl、HCO₃、SO₄^2-、Fe、Mn等11项理化指标及16种PAHs。研究创新性采用污染因子（CF）、地下水污染指数（PIG）、内梅罗指数（NPI）等5种污染指数，结合PAHs特异性指标——致癌毒性当量（TEQs）和超额癌症风险（ECR），构建多维评估体系。

关键技术方法包括：1）基于APHA标准的水质采样与实验室分析；2）应用熵权水质指数（EWQI）量化整体污染水平；3）通过主成分分析（PCA）解析污染来源；4）采用TEQs模型计算PAHs致癌风险。样本来源于褐煤矿区周边地表径流及居民饮用水源。

研究结果揭示：

1. 水质特征：地下水以Ca-Mg-HCO₃型为主，31.5%样本PIG指数显示低污染，但20%样本存在铁污染（CF=3.2-6.5，Igeo=1.8-2.4）。
2. PAHs风险：地表水PAHs浓度仅0-1×10^-5 mg/L，远低于WHO限值，ECR结果（<10^-6）表明致癌风险可忽略。
3. 污染溯源：PCA指出含铁砂岩溶解是地下水铁超标主因，印证地质背景对水质的控制作用。

结论部分强调，该研究首次在矿区环境中实现重金属-PAHs协同评估，证实现有污染未达健康风险阈值，但铁污染需持续监控。研究提出的EWQI-PIG-ECR多指标模型为发展中国家矿区水资源管理树立新范式，尤其对解决尼日尔三角洲盆地资源开发与生态保护矛盾具有示范意义。论文发表于《Journal of Contaminant Hydrology》，为同类地区政策制定提供直接科学支撑。