香港科技大学（港科大）工学院最近发表全球首幅高解析度的地下水硫酸盐分布图，揭示了一项惊人的公共卫生隐患——地下水硫酸盐含量过高的现象，正对全球1,700万人的肠胃健康构成威胁。
地下水是数十亿人重要的食水来源，然而，硫酸盐进入供水系统后，可导致饮用者腹泻和脱水，特别对婴幼儿、老年人及其他体弱人士风险更高。此外，硫酸盐还会促进砷的释放，污染水质，并可导致重金属溶解，加速管道腐蚀，间接引发其他健康问题和经济损失。以美国为例，每年因水管腐蚀相关问题所带来的财政成本，便高达220亿美元。
本研究的共同通讯作者、土木及环境工程学系讲座教授陈光浩指出：“地下水中的硫酸盐含量对大众健康和水系统基础设施均有深远影响，可惜这个重要课题往往被忽视。”
来自土木及环境工程学系的研究团队成员包括：担任共同通讯作者的讲座教授陈光浩（中）、博士后研究员张孜（左）及担任第一作者的博士生肖呈羽（右）。
为探讨这一问题的严重性，陈教授及其团队采用先进的数据驱动方法，分析了超过17,000项硫酸盐浓度测量数据以及相关的全球地理空间变量数据，成功生成了首幅1公里解析度的硫酸盐分布地图。这张开创性的分布图成为水质评估的实用参考工具，它不但标示出硫酸盐超标的热点地区，还辨别了主要影响因素，包括降水模式和沉积地质等自然现象，以及化肥施用和矿业操作等人类活动。
世界卫生组织建议，食水的硫酸盐浓度不应超过每公升250毫克，一旦污染超出这个水平，便可能出现异常味道。按此标准，研究团队借助这张分布图推算，发现全球有约1.94亿人生活于超标的地区。更令人担忧的是，有约1,700万人生活在地下水硫酸盐浓度超过每公升500毫克的地区，这已是严重超标，可引发肠胃问题。
相关研究结果已发表于权威国际期刊《environmental science & technology》，论文标题为“understanding the global distribution of groundwater sulfate and assessing population at risk”。论文的另一位共同通讯作者、博士后研究员张孜表示：“我们的研究成果开辟了一个急需的全球视角，为决策者提供数据，以优先制定干预策略，保障弱势地区的水质安全。”
值得注意的是，该分布图显示了南亚和北非等硫酸盐超标的热点区域，而这些地区有数以十亿计人口依赖未经处理的地下水作为食水。另外，从分布图中也可以看出，硫酸盐含量超标在各地有不同成因。在某些地区，自然地质条件是主要因素，而在其他地区，人类活动的影响则更加显著，例如工业排放和农业活动等。由于可见，在制定硫酸盐减缓策略时，必须因地制宜。
（a） 地下水硫酸盐超标地区的全球分布，以及（b）各大洲的超标地区比例
论文的第一作者、博士生肖呈羽进一步阐释指，硫酸盐污染不仅威胁人类健康，还会对自然环境带来更广泛的后果。她说：“高浓度的硫酸盐可引致水体优养化，释放磷等有害营养物，损害生态。随着气候变化和城市化加剧，硫酸盐超标问题势将恶化，进一步危及全球水质和供水可用性。”
本研究由港科大与普林斯顿大学、香港城市大学及北京理工大学合作完成。团队的发现对全球水安全管理有着重要启示——将硫酸盐纳入管理，已经刻不容缓。这项结论为政策制定者、水资源管理者及研究人员提供了重要框架，协助他们设计有效且可持续解决方案，应对日益严峻的环境和公共健康挑战。
（香港科技大学）
