印度地下水中的铀污染 – 综述与风险评估

《Applied Radiation and Isotopes》：Contamination of Uranium in the Indian Groundwater – A review and Risk assessment

　　

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  概述了铀浓度、地质学和气候条件。
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  印度北部地区发现较高的铀浓度。
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  对儿童和成年人均进行了健康风险评估。

引言

印度次大陆是世界上人口最密集的地区之一。由于地表水资源不足，该地区居民高度依赖地下水用于家庭用水、灌溉以及工业用途。然而，人口增长、农业和工业部门的扩张、化肥的过度使用、垃圾填埋管理不当、工业废物处置方式不科学、降雨不规律、地下水位下降以及城市排水系统维护不善，导致该地区的地下水污染日趋严重，并波及众多发展中国家（Zhang et al. 2025; Rahim et al. 2024; Singh et al. 2025）。此外，气候条件、土壤类型、磷肥、土地利用及土地覆盖模式也会影响地下水质量。另外，天然/地球化学来源、岩水相互作用、岩石类型、停留时间、各种地质条件以及离子的溶解作用对地下水污染也有显著贡献（Best 2019; Kuang et al. 2024）。

具体而言，铀是地壳中丰度排名第49位的元素，其地壳平均浓度在2.6至2.8 mg/kg之间。铀自然存在于全球各种类型的岩石、沉积物和土壤中。例如，阿拉斯加地区的花岗岩铀含量范围为5.6至35.4 mg/kg（Reed and Miller 1980）。在埃及，云母花岗岩和角闪石黑云母花岗岩的铀浓度分别为20.3 mg/kg和2.9 mg/kg（Dawood 2009）。印度辛格布姆地区的花岗岩平均含量为4.75 mg/kg（Saha et al. 1969）。南加利福尼亚的石英正长岩和花岗岩铀含量范围为5.2至5.3 mg/kg（Larsen and Gottfried 1960）。另一项在印度辛格布姆的研究报告称平均铀浓度为7 mg/kg（Sarangi and Singh 2007）。约旦富磷沉积物的铀含量范围为75至200 mg/kg（Smith et al. 1996）。美国黑页岩的平均铀浓度为56 mg/kg（Leventhal et al. 1986）。瑞士富有机质湿地土壤也具有较高铀含量，变化范围为500至4000 mg/kg（Regenspurg et al. 2010）。然而，铀很容易溶解于地下水中，其中相当大的一部分最终通过饮用水途径进入人体，较少的部分则通过食物链和空气途径进入人体。全球各地地下水中均发现较高浓度的铀。例如，阿根廷铀含量范围为2.60至203.70 μg/L，阿富汗为0.72至60.2 μg/L，孟加拉国为0.00至47.10 μg/L，柬埔寨为0.00至59.10 μg/L，中国为0.0005至1120 μg/L，德国为0.10至144.40 μg/L，爱尔兰为0.82至238.57 μg/L，韩国为215至3607 μg/L，挪威为0.00至749.00 μg/L，波兰为0.05至107.69 μg/L，坦桑尼亚为0.00至149.00 μg/L，布隆迪为0.238至734 μg/L（Niragu et al. 2012; Smedley et al. 2002; Eckerman et al. 1999; Frengstand et al. 2000; Shin et al. 2016; EEA 2019; LUBW 2019; Chen et al. 2020; Berg et al. 2007; Hoque et al. 2014; Broshears et al. 2005）。因此，近几十年来，由于干旱和半干旱地区地下水中的铀污染对环境和人类健康造成重大影响，该问题引起了科学界的高度关注。通过各种途径（包括饮用水和食物链）持续暴露于高浓度铀，可能对人类健康产生有害影响。然而，铀天然由三种同位素组成，其中铀-238（²³⁸U）最为丰富（99.27%），其次是铀-235（²³⁵U）（0.75%）和铀-234（²³⁴U）（0.01%）。铀衰变系列在表S1中进行了简明展示（Kale and Laby 1993）。有趣的是，铀会发射α粒子，这些α粒子很容易被人体吸收。这种吸收最终会导致对人类健康的有害影响，包括神经毒性、骨骼毒性、肾毒性、生殖毒性和慢性肺病（ATSDR 2013; ICRP 1995; Ma et al. 2020; WHO 2001）。

印度是一个发展中国家，也是世界上人口最稠密的国家之一。此外，印度的地下水被广泛用于各种用途，其中约65%用于农业，80%用于农村供水，50%用于城市用水（Saha et al. 2024; Sikka et al. 2022）。在过去四个十年中，地下水污染（尤其是铀污染）已成为一个日益令人担忧的问题。尽管关于这一主题已有一些个体研究，但对印度地下水中铀及其对人类健康影响的全面评估仍然缺乏。地下水中日益增加的铀浓度主要源自天然地球化学过程和人类活动，造成了重大的健康风险，特别是在依赖未经处理的地下水作为饮用水来源的地区。因此，本研究的主要目的是（1）调查印度全国范围内地下水中铀的空间分布和浓度水平，以及（2）评估长期饮用铀污染地下水的潜在健康风险。本综述拓宽了我们对印度地下水铀污染及其对人类健康影响的认识。

章节摘要

系统文献搜索与铀数据收集

我们在文献数据库中检索地下水中铀浓度时特别选择的关键词包括"印度铀污染"、"印度地下水中铀"、"印度地下水铀"、"印度或省份名称地下水中铀"、"饮用水中铀的评估"、"含水层中铀的分布"以及"印度铀"，检索来源为知名科学搜索引擎，如Web of Science、Science Direct、Google Scholar和

结果与讨论

在自然条件下，地表水中的铀浓度通常低于1 μg/L。然而，全球范围内的地下水情况明显不同，地下水中铀浓度可从低于检测限到高达89,000 μg/L（US Geological Survey 2004; Vengosh et al. 2022; Smedley and Kinniburgh 2023）。具体而言，较高的铀水平会对人类健康构成重大风险。因此，世界卫生组织（WHO）设定了30 μg/L的上限值

结论与建议

本研究通过考虑地质特征、气候条件、降水模式和铀浓度，对全面理解印度地下水中铀水平做出了重要贡献。对印度十七个邦进行了评估以估算地下水中铀浓度，结果表明铀浓度范围从0.02至8649 μg/L，平均值为67.28 μg/L。最高铀含量8649 μg/L出现在卡纳塔克邦的地下水中

声明与利益冲突

作者声明不存在利益冲突。我们注意到，本文章图中呈现的任何边界均未做出或暗示任何管辖权主张。

CRediT作者贡献声明

Zhen Wang（王振）：方法论、可视化。Hui Qian（钱慧）：可视化、指导、概念化。Narsimha Adimalla：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，概念化

未引用参考文献

Australian Drinking Water Guidelines Paper 6; Babu et al., 2008; Balaram et al., 2022; Bonotto et al., 2019; Brindha et al., 2012; CGWB, 2018; CGWB, 2022; CGWB, 2023d; CGWB, 2014b; CGWB, 2016; CGWB, 2023e; Daniel et al., 2022; Elango et al., 2012; Goyal et al., 2022; Gupta and Singh, 2023; Keesari et al., 2014; Kumar et al., 2018; Kumar et al., 2020; Kumar et al., 2023; Kaye and Laby, 1993; Mohapatra et al., 2015; N et al., 2021; Sahu et al., 2020; Sharma and Rishi, 2016; Singh et al., 2021;

数据可用性

本研究中呈现的数据，除文中提及的参考文献和机构已公开的数据外，如有需要可向通讯作者索取

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

Narsimha Adimalla|Zhen Wang|Hui Qian