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    同位素幫助追蹤毛里求斯城區水污染來源

    源自《國際原子能機構通報》
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    同位素水文學家從路易斯港附近的一個污染點采集水樣。(圖/國際原子能機構 I. Matiatos)

    根據國際原子能機構支持的一項利用同位素技術進行的研究的初步結果,農業活動、非法污水處置和動物飼養都可能是毛里求斯首都路易斯港周圍城市河道的氮污染源。諸如硝酸鹽等一些氮化合物如果過量,就會進入城市河道,對人類和環境造成危害。

    “硝酸鹽污染是該國關切的一個主要問題,”位于這個擁有約20萬人口島國的最大城市和經濟中心路易斯港的國家環境實驗室科學官員 Yannick Fanny說。“這項研究是一項突破,初步結果表明硝酸鹽污染最有可能來源于糞便和化糞池廢物,以及土壤中溶解的有機物。”

    氮是一種重要肥料,自20世紀中期以來得到了廣泛應用。氮肥過量施用,可以通過農業徑流進入河流和地下水,也可以通過污水系統、動物飼養場和工業活動進入河流和地下水。

    硝酸鹽是一種氮化合物,也是植物必需的營養物質。過量的硝酸鹽會損害全身血液輸送氧氣的能力,從而對公眾健康造成威脅。它還可能導致湖泊和河流中出現藻華,減少生物多樣性,降低水生生態系統支持旅游和商業捕魚等寶貴服務的能力。

    2016年,在當局檢測到路易斯港周圍的硝酸鹽污染后,科學家開始與國際原子能機構合作,使用同位素技術評估硝酸鹽污染的來源。在溪水和河流中發現了污染物,這威脅到諸如紅河河口鳥類保護區等保護區。海洋中有毒藻華導致了魚類死亡事件,引起了當地漁民的抱怨。

    這種污染的來源可能是多種多樣的:來自家庭的不適當的廢水處置系統、有缺陷的化糞池、工業排放、動物飼養和農業活動。了解是誰或是什么造成了硝酸鹽污染,可以幫助決策者采取明智的行動,以保護河流和地下水。

    破解水道中硝酸鹽的來源會很困難。“傳統化學會告訴你河流中有多少氮污染,但不會告訴你這些污染來自哪里,”國際原子能機構同位素水文學家 Ioannis Matiatos說。“分析硝酸鹽的同位素可以提供這種信息。

    在技術援助下,國家環境實驗室的科學家們在城市周圍14個河流站和15個水井中收集了化學和同位素數據,并確定了影響該地區水質的機制。他們在國際原子能機構技術合作計劃的支持下,以專家訪問、培訓和設備的形式,對路易斯港水道中的氮化合物進行取樣和分析。他們使用的方法包括通過研究水分子的同位素組分分析水分子中硝酸鹽的獨特“指紋”。

    傳統化學會告訴你河流中有多少氮污染,但不會告訴你這些污染來自哪里。分析硝酸鹽的同位素可以提供這種信息。
    國際原子能機構同位素水文學家 Ioannis Matiatos

    采取行動

    這項原子能機構技術合作項目的成果將構成一份綜合報告的基礎,不僅為政府官員,也為當地社區提供調查結果和建議。“所有有關利益相關者的有針對性的行動方案可以幫助迅速補救或改善這些城市的環境狀況,” Fanny說。

    該合作還為整個毛里求斯增加的水監測活動奠定了基礎。國家環境實驗室的科學家們已經開始繪制對水道中氮污染貢獻最大的區域圖,并正在收集水污染材料樣品,以編制一份同位素特征清單,用于識別污染物。

    “如果將來發生事故,當局可以迅速將水樣與污染源進行匹配,可立刻知道可能是哪種活動造成的,” Matiatos說。

    本文登載于《國際原子能機構通報》2019年4月刊《水》

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