印度库马恩喜马拉雅山麓平原地下水潜在毒性元素的地理空间、基于指数的及统计分析

《Scientific Reports》：Geospatial, index-based and statistical analysis of potentially toxic elements in groundwater of Kumaun Sub-Himalayan plain, India

　　

摘要

地下水质量的恶化是全球关注的一个严重问题，尤其是在其作为主要饮用水源的地方。本研究旨在调查印度库马恩亚喜马拉雅平原地下水中七种潜在毒元素（PTEs），即砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、钼（Mo）、镍（Ni）和铅（Pb）的存在及其相关的健康风险。为此，应用了一个综合框架，该框架结合了地理空间制图以识别空间分布模式，污染指数分析和风险评估以评估污染状况，以及相关性分析以解析污染来源。PTEs 的定量测定采用电感耦合等离子质谱法（ICPMS）进行。观察到 As、Cd、Cr、Hg、Mo、Ni 和 Pb 的浓度（μg L^-1）分别在 0.07 至 3.65、低于检测限（BDL）至 2.43、0.21 至 117.82、BDL 至 0.13、0.1 至 6.46、0.26 至 7.36 以及 0.02 至 8.71 之间波动。整体污染指数表明研究区域内 PTEs 的污染水平普遍较低。然而，观察到 37.5% 的样本中局部 Cr 浓度超过了印度标准局（BIS）和世界卫生组织（WHO）的允许限值。此外，摄入 Cr、As 和 Cd 的平均致癌风险超过了推荐的安全阈值，而 Cr 的皮肤接触风险超过了可接受限值。需要注意的是，基于污染指数的分类反映了相对于监管标准的某一时间点的出水水质，而致癌风险评估则考虑了长期暴露。因此，即使是低浓度的 PTEs 在长期内也可能构成致癌风险。局部的超标情况需要持续监测、有针对性的缓解措施以及特定场地的地下水管理。本研究强调了地下水监测的重要性，以确保饮用水安全并解决该区域可能的健康风险。印度库马恩亚喜马拉雅平原的基线数据提供了宝贵的见解，以指导有针对性的修复策略并促进地下水管理的可持续发展。