AI模型揭美国地下水污染：超七千万美国人饮用水或含致癌物

AI模型揭美国地下水污染：超七千万美国人饮用水或含致癌物 美国《科学》杂志日前刊登一项应用AI模型的新研究指出，有害人体健康的“永久性化学物质”由于长期且广泛使用，已污染美国各地作为饮用水水源的地下水，受影响人口可能高达7100万至9500万。“永久性化学物质”主要指全氟和多氟烷基物质（PFAS），可以在环境中存在数十年，通常与癌症、肝脏和心脏受损以及婴儿和儿童免疫和发育受损等相关。虽然美国环境保护局已引入新的监测要求来解决大型公共供水系统中的PFAS问题，但并未覆盖绝大多数较小的供水系统或家庭水井。美国地质调查局研究人员使用了一种叫作“极限梯度提升算法”的机器学习模型，利用该机构2019年至2022年从各种水井网络采集的大量地下水样本来训练这一模型，用来预估用作饮用水的地下水源中PFAS分布情况。结果显示，美国本土约有7100万至9500万人可能使用含有可检测PFAS浓度的地下水作为饮用水。研究人员称，美国地下水污染极为普遍，城市用地多、人口密度高和水井浅的地区尤其容易受到污染。从地下水中去除PFAS的成本很高，许多家庭水井所有者根本不检测或处理作为饮用水水源的地下水。 -电报频道- #娟姐新闻:@juanjienews

科学家尝试解答地下水消失之谜

科学家尝试解答地下水消失之谜 这项研究对致力于了解全球地下水动态的科学家、政策制定者和资源管理人员来说是一个福音。"这项研究是由好奇心驱动的。我们想通过数百万次地下水位测量来更好地了解全球地下水的状况，"领衔作者、加州大学圣巴巴拉分校环境研究项目副教授黛布拉-佩罗内（Debra Perrone）说。研究小组从国家和国家以下一级的记录以及其他机构的工作中汇编了数据。这项研究耗时三年，其中两年用于清理和整理数据。这也是对过去 100 年中来自 150 万口水井的 3 亿个水位测量数据进行分析所需的时间。接下来的任务是将大量数据转化为有关全球地下水趋势的实际见解。研究人员随后查阅了 1200 多份出版物，重建了调查区域的含水层边界，并评估了 1693 个含水层的地下水位趋势。本文最全面地介绍了世界各地地下水位的变化趋势。较深的颜色表示每年 10 厘米或以上的变化。资料来源：Jasechko et al.他们的研究结果提供了迄今为止对全球地下水位最全面的分析，并证明了地下水枯竭的普遍性。研究显示，71% 的含水层的地下水正在减少。许多地方的地下水正在加速枯竭：20 世纪 80 年代和 90 年代地下水减少的速度从 2000 年至今加快了，这凸显了一个糟糕的问题是如何变得更加严重的。地下水加速减少的地方几乎是偶然情况下的三倍。加速衰退和复苏的解决方案"地下水加深在气候较干燥的地区更为常见，在干旱和半干旱的耕地上，地下水加速下降尤为普遍这是一个直观的发现，"共同第一作者、该大学布伦环境科学与管理学院副教授斯科特-贾西科（Scott Jasechko）说。"但直觉是一回事。用真实世界的数据来证明它正在发生，则是另一回事"。另一方面，有些地方的地下水位已经稳定或恢复。在作者掌握历史数据的含水层系统中，有 16% 的含水层系统在 20 世纪 80 年代和 90 年代出现了地下水下降的逆转。然而，这些情况的发生率只有偶然性的一半。这项研究表明，人类可以通过深思熟虑、集中精力来扭转局面。以亚利桑那州图森市为例。科罗拉多河分配的水被用来补充附近阿夫拉山谷的含水层。该项目将水储存起来，以备将来使用。"地下水通常被视为水的银行账户，"Jasechko 解释说。"有意补充含水层使我们能够将水储存到需要的时候。社区可以花费大量资金建设基础设施，在地面上蓄水。但如果地质条件合适，就可以在地下储存大量的水，这样做成本更低，干扰更小，危险更低。储存的地下水还能造福地区生态。事实上，在 2014 年准备一份研究简报时，佩罗内发现含水层补给的每一美元储水量是地表水库的六倍。图森市的地下水补给为当地的含水层带来了福音；然而，抽取地下水导致这条强大的河流在地面上逐渐萎缩。科罗拉多河已经很少到达加利福尼亚湾的三角洲。贾西科承认，"这些地下水干预措施可能会有代价。"监管措施和技术启示另一种方法是减少需求。佩罗内解释说，这通常涉及地下水使用的法规、许可和收费。为此，她目前正在研究美国西部的水法，以了解这些不同的干预措施。研究显示，无论来自供应还是需求，含水层恢复似乎都需要干预。作者利用重力恢复与气候实验（GRACE）的数据对监测井的测量结果进行了补充。重力恢复与气候实验（GRACE）任务由两颗卫星组成，当它们绕地球运行时，可以精确测量它们之间的距离。这样，卫星就能探测到地球引力的微小波动，从而揭示含水层的大尺度动态。Perrone 说："GRACE 的优点在于它允许我们在没有原位数据的地方探索地下水状况。我们的评估是对 GRACE 的补充。在我们拥有原位数据的地方可以探索当地的地下水状况，这是在管理枯竭时的一个关键分辨率。作者发现，这种局部分辨率至关重要，因为相邻的含水层会呈现出不同的趋势。"尽管如此，地下水位的变化趋势并不能说明一切。即使在含水层保持稳定的地方，抽取地下水仍然会影响附近的溪流和地表水，导致它们渗漏到地下，正如佩罗内和贾西科在 2021 年发表的另一篇《自然》论文中详细描述的那样。作者还分析了过去 40 年中 542 个含水层的降水量变化情况。他们发现，在加速下降的含水层中，有 90% 的含水层所在的地方在过去 40 年里变得更加干燥。这些趋势很可能导致地下水补给减少，需求增加。另一方面，气候的多变性也能使地下水在条件变湿的地方回升。这项监测井研究是对 Perrone 和 Jasechko 于 2021 年发表的一篇论文的补充。该研究是对全球地下水井进行的最大规模评估，并登上了《科学》杂志的封面。"监测井告诉我们有关供应的信息。地下水井则告诉我们有关需求的信息，"佩罗内说。"综合起来，我们可以了解哪些水井已经干涸，或者如果地下水位下降，哪些水井最有可能干涸。"研究人员目前正在观察气候变化背景下地下水位随时间的变化情况。将这些变化率与实际水井的深度联系起来，就能更好地预测哪些地方的地下水获取面临风险。地下水枯竭并非不可避免。精细分辨率的全球研究将使科学家和官员能够了解这一隐性资源的动态变化。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究：全球地下水加速减少 干旱地区更严重

研究：全球地下水加速减少 干旱地区更严重 一项新的国际研究发现，全球地下水正在加速减少，其中干旱地区出于农业用水等原因，地下蓄水层水位下降更明显。 新华社星期四（1月25日）报道，美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校等机构的研究人员，对40多年来多个国家的约17万个监测井，以及约1700个蓄水层系统的地下水水位监测数据进行最大规模的汇编、分析和评估。这些国家的地下水抽取量约占全球的75%。 研究人员发现，近几十年来，人类在全球范围内大规模扩大地下水抽取；自1980年以来，全球几乎所有地区的大多数地下蓄水层水位都出现急剧下降。 进入21世纪，地下水加速减少，尤其体现在干旱地区。研究者指出，干旱地区地下水位加速下降的原因之一在于抽取过多地下水来灌溉农作物。 研究人员还说，全球人口增长导致粮食需求增加，以及气候变化等因素，也加剧地下水危机。近几十年来，一些地区变得更加干燥和炎热，这意味着农作物需要更大的灌溉力度、地下水资源消耗更多或恢复速度更慢。 此外，一些地区出现强降雨，但大量的降雨会从地表流走而不渗入地下，这种情况在土壤封闭程度高的地方尤为严重，譬如大城市。 不过，地下水减少的趋势并非不可逆。在实施相关地下水保护政策、通过地表调水缓解地下水需求等情况下，存在一些地下水水位下降速度放缓或逆转的成功案例。这说明枯竭的蓄水层仍然具有恢复潜力，全球保护地下水资源还有许多工作要做。 2024年1月25日 7:00 PM

研究发现全球地下水位正在加速下降 国际社会有必要采取紧急行动

研究发现全球地下水位正在加速下降 国际社会有必要采取紧急行动 但美国并非个案，苏黎世联邦理工学院环境系统科学系高级科学家汉斯约格-塞博尔德（Hansjörg Seybold）说："世界其他地方也在浪费地下水，就像没有明天一样。"他是刚刚发表在《自然》杂志上的一项研究的共同作者。水资源迅速枯竭的科学证据他与加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）的研究人员一起，证实了记者们令人担忧的发现。不仅在北美，在世界其他有人类定居的地方，也有大量地下水被抽走。在前所未有的艰苦努力中，研究人员汇编并分析了过去 40 年中超过 170000 口地下水监测井和 1700 个地下水系统的数据。这些测量数据表明，近几十年来，人类在全球范围内大规模开采地下水。自 1980 年以来，世界上几乎所有地方的大多数含地下水岩层（即含水层）的水位都急剧下降。自 2000 年以来，地下水储量的下降速度加快。全球干旱地区的含水层受到的影响最为明显，包括美国加利福尼亚州和高原地区，以及西班牙、伊朗和澳大利亚。孟加拉国西南部使用电动泵进行地下水灌溉。图片来源：Ahmed Ziaur RahmanSeybold说："我们对全球地下水位急剧下降并不感到惊讶，但我们对过去二十年来地下水位下降速度加快感到震惊。"干旱地区地下水水位加速下降的原因之一是，人们将这些地区集中用于农业生产，并将大量地下水抽到地表灌溉农作物，例如在加利福尼亚的中央山谷。粮食种植和气候变化加剧了这一问题此外，世界人口在不断增长，这意味着需要生产更多的粮食，例如在伊朗的干旱地区。伊朗是地下水储量下降最多的国家之一。但气候变化也加剧了地下水危机：近几十年来，一些地区变得更加干旱和炎热，这意味着农作物需要更多灌溉。在气候变化导致降水量减少的地方，地下水资源的恢复速度更慢，甚至根本无法恢复。一些地方因气候变化而更加频繁的暴雨也无济于事。如果水量巨大，土壤往往无法吸收。相反，水会从地表流走，而不会渗入地下水。在大城市等土壤封闭程度较高的地方，这个问题尤为严重。趋势可以逆转"这项研究还揭示了一个好消息，"合著者黛布拉-佩罗内（Debra Perrone）说。"一些地区的含水层已经恢复，在这些地方，政策发生了变化，或者有替代水源可供直接使用或补给含水层"。其中一个正面例子是日内瓦含水层，它为日内瓦州和邻近的法国上萨瓦省约 70 万人提供饮用水。1960 年至 1970 年间，由于瑞士和法国的抽水方式不协调，含水层的水位急剧下降。一些水井甚至干涸，不得不关闭。世界面临的问题：在所有有人居住的大陆上，地下水资源的水位都出现了不同程度的下降，这些水位下降的区域由浅红色到深红色。图片来源：加州大学伯克利分校斯科特-贾西科（Scott Jasechko"为了保护共有的水资源，两国的政治家和当局同意用阿尔韦河的水人工补充含水层。这样做的目的是先稳定地下水位，然后再提高水位干预取得了成功。"塞波尔德说："虽然这个含水层的水位可能还没有恢复到原来的水平，但这个例子表明，地下水位并不总是只有下降这一条路可走。"其他国家也在做出反应其他国家的当局也不得不采取行动：西班牙修建了一条大型输水管道，将水从比利牛斯山脉输送到西班牙中部，为洛斯阿雷纳莱斯含水层供水。在亚利桑那州，人们将科罗拉多河的水引到其他水体中，以补充地下蓄水层的水量尽管这样做有时会导致科罗拉多河三角洲干涸。加州大学伯克利分校研究员、主要作者斯科特-贾西科（Scott Jasechko）说："这样的例子是一线希望。尽管如此，他和他的同事们仍迫切呼吁采取更多措施来应对地下水供应的枯竭。半荒漠和荒漠中的含水层一旦严重枯竭，可能需要数百年才能恢复，因为根本没有足够的降雨量来迅速补充这些含水层。"沿海地区还有一个额外的危险：如果地下水位低于一定水平，海水就会侵入含水层。这会使水井盐碱化，抽上来的水既不能用作饮用水，也不能用于灌溉田地；根部伸入地下水流的树木会枯死。在美国东海岸，已经出现了大面积的幽灵森林，没有一棵活着的树。"这就是为什么我们不能把这个问题束之高阁的原因，"Seybold 说。"全世界必须采取紧急行动"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新一轮全国地下水超采区划定工作全面完成

新一轮全国地下水超采区划定工作全面完成 记者20日从水利部获悉，历时3年的新一轮全国地下水超采区划定工作于近日完成。本次划定工作综合划定了全国地下水超采区，摸清了当前全国地下水超采状况。水利部相关负责人介绍，本次划定工作充分利用水利部门、自然资源部门共34929眼监测井监测数据。全国共划定平原区地下水超采区面积26.76万平方公里，其中浅层地下水超采区面积14.43万平方公里，主要分布在天山南北…… - 电报频道 - #娟姐新闻: @juanjienews

研究认为火星的地下水补给量极少 与地球的水动力学存在巨大差异

研究认为火星的地下水补给量极少 与地球的水动力学存在巨大差异 德克萨斯大学奥斯汀分校的一名研究生利用一系列方法从计算机模型到简单的信封背面计算对含水层的地下水补给动态进行建模，从而发现了这一发现。2021年8月阿联酋火星任务拍摄的火星真面目。图片来源：Kevin M. Gill火星上的地下水补给无论复杂程度如何，结果都趋于一致平均每年地下水补给量只有微不足道的 0.03 毫米。这意味着，在模型中，无论哪里降雨，平均每年只有 0.03 毫米的雨水可以进入地下蓄水层，并依然形成今天地球上的地貌。相比之下，为圣安东尼奥供水的特尼狄和爱德华兹-特尼狄高原含水层的地下水年补给率一般为每年 2.5 至 50 毫米，约为研究人员计算的火星含水层补给率的 80 至 1600 倍。第一作者、杰克逊地球科学学院博士生埃里克-希亚特（Eric Hiatt）说，地下水流速如此之低有多种潜在原因。下雨时，水可能主要以径流的形式冲过火星地表。也可能根本就没下什么雨。对火星气候和探索的影响这些发现有助于科学家确定早期火星上能够产生降雨的气候条件。这些发现还表明，红色星球上的水环境与今天地球上的水环境截然不同。希亚特说："事实上，地下水并不是一个重要的过程，这可能意味着还有其他东西在起作用。这可能放大了径流的重要性，也可能意味着火星上没有下那么多雨。但这与我们在地球上思考[水]的方式有着根本的不同。"该研究成果发表在《Icarus》杂志上。论文的共同作者是杰克逊学院的博士生穆罕默德-阿夫扎尔-沙达布（Mohammad Afzal Shadab），以及学院教师肖恩-古利克（Sean Gulick）、蒂莫西-古奇（Timothy Goudge）和马克-赫塞（Marc Hesse）。主要作者、德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院博士生埃里克-希亚特（Eric Hiatt）与火星地球仪。图片来源：德克萨斯大学奥斯汀分校/杰克逊地球科学学院研究中使用的模型是通过模拟地下水在"稳定状态"下的流动，在这种状态下，流入含水层的水和流出含水层的水是平衡的。然后，科学家改变影响水流的参数，例如降雨地点或岩石的平均孔隙率，并观察要保持稳定状态还需要改变哪些变量，以及这些费用的合理性。虽然其他研究人员已经使用类似技术模拟了火星上的地下水流，但这一模型是首次将 30 多亿年前火星表面的希腊、阿尔盖尔和伯勒里斯盆地中存在的海洋的影响纳入其中。这项研究还纳入了卫星收集的现代地形数据。希亚特说，现代地貌仍然保留着地球上最古老、最具影响力的地形特征之一北半球（低地）与南半球（高地）之间的极端高差，即所谓的"大二分法"。二分法保留了过去地下水上涌的迹象，即地下水从含水层上升到地表。研究人员利用这些过去上升流事件的地质标记来评估不同的模型输出结果。在不同的模型中，研究人员发现每年 0.03 毫米的平均地下水补给率与已知的地质记录最为吻合。这项研究不仅仅是为了了解红色星球的过去。它对未来的火星探索也有影响。希亚特说，了解地下水流有助于知道今天在哪里可以找到水。无论你是在寻找远古生命的迹象，还是在努力维持人类探险者的生命，抑或是在制造火箭燃料返回地球家园，知道水最有可能在哪里都是至关重要的。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：