北极社区饮用水安全风险评估：从源头到龙头的季节性危害识别与THMs形成机制解析

本研究针对北极社区饮用水系统存在的安全隐患，通过多季节水质监测揭示了水源季节性变化对三卤甲烷（THMs）形成、微生物活性及金属腐蚀的影响，为高纬度地区饮用水安全风险管理提供科学依据。

　　

随着北极地区地缘政治重要性和经济开发潜力的提升，该区域饮用水安全问题日益凸显。加拿大努纳武特地区的剑桥湾社区长期采用混合式管道与卡车-水箱供水系统，面临微生物污染、消毒副产物形成以及管道腐蚀等多重挑战。由于气候变暖导致春季融雪（freshet）等季节性水文变化，水源水质波动加剧，加之基础设施老化，当地饮用水安全存在显著隐患。为此，研究团队开展了一项系统研究，旨在全面评估从水源到用户水龙头的全流程饮用水安全风险，相关成果发表于《Water Research》。

研究团队于2024年春、夏、秋三季在剑桥湾社区开展了三次大规模水质采样，覆盖水源、水车供水、家庭水箱及终端自来水。主要技术方法包括：随机日间采样（50栋建筑）、游离氯残留检测、微生物活性测定（通过ATP含量）、NOM浓度与组成分析、三卤甲烷（THMs）生成潜力测试以及金属离子浓度检测。

水质季节性变化与处理效果

研究显示，经水车运输的处理水在游离氯和ATP指标上符合安全标准，但多数家庭水箱中游离氯残留较低，微生物活性显著升高。春季融雪期间，水源及处理后水体中微生物活性明显上升，表明季节性水文事件对水质具有重要影响。

天然有机物与消毒副产物生成

天然有机物（NOM）的浓度和组成随季节变化显著，直接影响三卤甲烷（THMs）的生成量与种类。结果表明，NOM的动态变化是THMs形成的关键驱动因素，需在水处理过程中予以重点关注。

建筑内水质与金属析出风险

随机采样发现，6/50的建筑自来水铅浓度超过加拿大联邦健康建议值（>5 μg/L），9/50的建筑铜浓度超过2 mg/L，另有14处超过1 mg/L。这表明老旧建筑内管道腐蚀是重金属污染的重要来源。

风险等级评估与优先干预方向

研究采用针对北极卡车-水箱供水系统的风险评估方法，将8类水质危害划分为低至极高风险等级，其中4类被评为高风险或极高风险。主要包括季节性微生物增殖、THMs生成、铅与铜腐蚀及融雪期浊度升高。

该研究首次系统评估了北极社区饮用水系统全流程中的多类型危害，明确提出季节性水文变化、NOM动态及室内管道腐蚀是影响水质安全的核心因素。结论强调，需进一步在努纳武特及其他北极地区开展季节性水质变化对处理工艺的影响研究，以及老旧建筑管道腐蚀机制分析，从而制定针对性干预策略。该成果为北极地区饮用水安全管理提供了科学依据，对保障原住民社区健康及推动区域可持续发展具有重要意义。