加纳北部扎兹古区地下水水文地球化学特征、控制机制及健康风险评估研究

《Scientific Reports》：Fluoride enrichment, hydrogeochemical processes, and health risks from groundwater ingestion in the Zabzugu District, Ghana

　　

摘要

加纳北部扎兹古区的地下水水质日益受到地质过程和人为活动的影响，尤其是农业活动。本研究探讨了该区地下水的水文地球化学特征、控制机制及健康影响。对十三个（13）采样点的地下水样品进行了物理化学测量、水文地球化学建模以及多元统计分析，包括相关性分析、因子分析和聚类分析。地下水总体呈中性至微碱性（pH 7.01–8.22），以淡水为主，总溶解固体和电导率大多在《世界卫生组织（WHO）》和加纳标准局（GSA）的允许限值范围内。优势阳离子和阴离子的排序分别为 Mg2? > Ca2? > Na? > K? 和 HCO?? > Cl? > SO?2?，其中Mg–K–HCO?型被确定为主要水类型。水文地球化学演化主要受岩石-水相互作用、矿物溶解和离子交换的控制，农业活动带来了额外的人为影响。氟化物浓度范围为 0.231 至 6.90 mg/L，超过 76% 的样品超过了 WHO 1.5 mg/L 的指导值。较高的氟化物浓度主要出现在西北部和北中部地区，主要归因于地质过程，包括碳酸盐矿物溶解和离子交换。利用预估日摄入量和危害商（HQ）进行的健康风险评估表明，儿童最为脆弱，多个社区的 HQ 值超过 1。研究结果支持实施有针对性的监测、地下水处理、公共卫生干预措施、低成本除氟技术以及改进农业实践，以保障扎兹古区的地下水水质和公众健康。