注入了地下水中污染物可能拖

你多大了水吗?似乎是一个奇怪的问题,但有真正影响地下一滴水花了多长时间。研究表明,水循环是加速企业在一些地方由于人类。

加州大学圣芭芭拉分校的科学家发现,相对年轻的地下水往往达到更深的深度在大量注入含水层系统中,可能使surface-borne污染物。最近领导的研究中,博士后梅丽莎解冻,出现在自然通讯。这项研究是由Zegar家庭基金会的资金支持。

“我们通常认为深层地下水污染物的安全发现接近地球表面的,”肖说。“然而,密集的地下水抽拉最近补充地下水,更深的深度,可能把污染物,也是。”

地下水对地下世界的改变需要时间,土壤颗粒之间的流动,通过岩石的裂缝。今天的雨滴可能不是明天的水;事实上,他们甚至可能不会成为下一个十年的井水。“一半或更多的地球上所有存储的地下水是雨雪下跌超过12000年前,”说斯科特Jasechko在加州大学圣芭芭拉分校的副教授布伦学院环境科学与管理。直观地说,你看起来越深,老水一般。

解冻和其他博士后Merhawi GebreEgziabher GebreMichael与资深作者Jasechko Jobel Villafane-Pagan,波多黎各大学的本科学生,马亚圭斯校区,通过加入这个小组地球科学教育与指导支持项目。在一起,作者试图确定泵如何影响地下水的运动。为此,他们利用一个数据集的一种罕见的氢浓度,称为氚,15000年地下水在美国连续井。

科学家们利用氚跟踪地下水自1960年代。这种放射性或同位素氢发生自然在地球上,主要是在低浓度在同温层,高能粒子碰撞产生的。氚可以代替水分子氢的更常见的版本(H2O),使复合轻微放射性。

氚的浓度大大增加20倍th世纪由于核试验从1950年代中期到1963年部分禁止核试验条约。这是放射性的脉冲氢引入世界1900年代中期。下雨了,其中一些渗透进入土壤成为地下水。最近科学家们可以使用氚浓度来确定地下水,它们定义为水渗入地球1953年之后。

作者分组附近的井成74含水层系统。这使他们能够分析地下水的氚含量在每个系统在不同的深度。他们使用这些测量来计算每个样本的比例,从现代降水。截止的“老”地下水是任何现代地下水样本由不到25%。

科学家然后看着这个指标如何不同在不同深度在每个含水层系统。不出所料,现代地下水往往是最高的百分比在地表附近和衰落深度。但是,这种转变发生在不同的领域不同。

多深的团队现在有了一个主意现代地下水通过他们的系统研究,但他们仍然需要一些事情来比较。地下地质是混乱的,它影响了地下水的速度有多快可以旅行。例如,水需要更多的时间陷入不透水层,粘土。

所以作者使用当地的地质描述地下水运动。“对于每一个不同的研究领域,我们估计要直到你遇到多深一层厚的低渗透性,“Jasechko说。在一些地区,这可能只是英尺以下的表面,而在其他数百英尺。

“环境同位素的分析,加上封闭单元深度的分析,使我们能够理解的影响过度抽水向下流动,”合著者GebreEgziabher说GebreMichael。

最后,作者可以测试他们的假设使用统计占地质变化。他们发现有一个关联的地下水和年轻地下水达到的深度,即使考虑到一个地区的地质。

这种情况有点像用吸管喝的。你先底部的东西(旧水)这画在上面的东西(新水)来取代它。除了在这个例子中,泥泞的定期从顶部填充。科学家称这种现象为“pumping-induced下降。”

“我们知道pumping-induced下降可能是可能发生在理论上,“Jasechko说。“但显示可能会发生一些理论上和显示可能正在发生的东西,用真实的数据,是两个非常不同的事情。”

先前的研究已经发现pumping-induced下降在地区范围内;例如,在印度尼西亚和加州中央山谷。然而,这是第一次在大尺度上揭示这一现象。影响并不是单纯的学术问题。

传输地下水溶解的化合物,称为溶质。其中一些是有害的,如硝酸盐从农业径流。这些surface-borne污染物过滤和多年来分解水渗流通过地球。因此,更深的井制定地下水这些污染物的浓度较低。拉年轻地下水更深更快,我们可能移动这些surface-borne污染物深度挖掘城市和农村社区,作者指出。bet188真人

“年轻的运动水深层含水层地下水会影响质量,”合著者Villafane-Pagan说。“要继续研究地下水蓄水层和人类对水资源的影响。”

东南亚的研究表明,即使良性溶质可以构成健康危害。他们可以启动化学反应,动员污染物,否则被锁在化合物,不溶于水。例如,在合适的条件下,溶解有机碳会导致中的矿物质释放砷进入地下水,潜在的增加这种毒素的浓度在水中来自附近的井。

不幸的是,从下面地下水资源受到威胁。在很多地方与激烈的跳动,盐度在深度是一个日益严重的问题,表面污染物的向下传播。2018年,Jasechko和他的同事发表了一篇研究详细说明注入地下水位下降深度,他们开始变得咸。“好地下水的窗口可能会减少从上面和可能从下面,”他说。

作者认为,他们的研究结果反映了其他地区的趋势。“我们分析含水层系统在美国的几十个捕捉一系列广泛的可变性在自然条件和人类活动,“Jasechko说。不过,他打算扩展全球一些这方面的研究。他计划检查氚概要文件在其他主要含水层系统在世界各地,特别是地下水开采率很高的地方。

参考:解冻,GebreEgziabher M, Villafane-Pagan司法院,Jasechko美国现代地下水大量注入含水层系统中达到更深的深度。Nat Commun。2022;13 (1):5263。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 32954 - 1

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