在地球的水循环中，河流就像一条条活跃的纽带，不仅承载着大陆侵蚀的产物，将其运往海洋，还在元素循环中扮演着关键角色。近年来，随着工业化和城市化的快速发展，河流的化学组成发生了显著变化，尤其是重金属等污染物的增加，给人类健康和生态环境带来了潜在威胁。然而，对于恒河喜马拉雅支流中微量元素的来源以及它们对恒河微量元素负荷的贡献，科学界还知之甚少。为了填补这一知识空白，来自贾瓦哈拉尔・尼赫鲁大学（Jawaharlal Nehru University）的研究人员 Md Maroof Azam 和 Jayant K. Tripathi 开展了一项重要研究，相关成果发表在《Geochemical Transactions》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在样本采集方面，于 2013 年 8 月、11 月和 2014 年 3 月，在四条支流与恒河干流汇合处上游，分季风季、季风后季和季风前季采集地表水样本，并利用 Garmin GPSMAP - 76CSX 记录采样点位置。在元素分析上，通过 0.45μm 注射器过滤器过滤样本并酸化，借助 ICP - MS（电感耦合等离子体质谱仪）测定 16 种微量元素含量。同时，运用多种风险评估指标，如重金属污染指数（HPI）、慢性每日摄入量（CDI）、危害商值（HQ）、健康指数（HI）和潜在生态风险指数（PERI），评估金属污染带来的风险。
研究结果
微量元素水文地球化学
研究分析了四条支流地表水的微量元素浓度。结果显示，四条支流中铝（Al）、钡（Ba）、铁（Fe）和锶（Sr）浓度均超过 10μg/L，砷（As）、铬（Cr）、铜（Cu）、锰（Mn）、镍（Ni）、钒（V）和锌（Zn）浓度在 1 - 10μg/L 之间，钴（Co）、硒（Se）和镉（Cd）浓度低于 1μg/L。拉姆根加河的锰、铜和锌浓度超过 10μg/L，且除铝外，该河多数微量元素浓度高于其他支流。这主要归因于莫拉达巴德地区黄铜 ware 产业的污水排放等人为活动，以及地质成因的影响。与世界卫生组织（WHO）、美国环境保护署（EPA）和印度标准（BIS）规定的限值相比，除拉姆根加河的铝、铁、铅（Pb）外，其他金属浓度均在限值内，但铅浓度超标表明该支流存在潜在污染。
重金属污染指数（HPI）
计算四条支流中铝、砷等 12 种重金属的 HPI 值，发现戈格拉河 HPI 值最高（93.74），其次是科西河（83.95）、甘达克河（83.13）和拉姆根加河（80.43）。虽然这些值低于临界阈值 100，但依据修订后的分类系统，均处于高污染类别（HPI > 30），表明水体质量恶化，主要是由于农业径流、工业排放和未经处理的污水等人为活动导致金属浓度超标。
潜在生态风险指数（PERI）
综合污染因子（Cd）和风险指数（RI）表明，四条支流污染程度总体较低。拉姆根加河 Cd 值最高（2.99），但仍处于低污染状态，不过其铜、铅和镍的潜在风险（Er）较高，可能存在局部污染源。其他支流 Cd 值均较低，如戈格拉河（0.62）、甘达克河（0.54）和科西河（0.44），且各金属浓度无明显峰值，水质相对较清洁。从 RI 值来看，四条河均处于低生态风险水平，但拉姆根加河的铜、铅和镍浓度仍需关注，需定期监测以评估其长期环境影响。
健康风险评估
研究评估了四条支流地表水微量元素暴露的致癌和非致癌健康风险。HQ 值显示，成人和儿童通过饮水和皮肤接触摄入金属的平均 HQ 值均小于 1，表明重金属暴露风险较低。但 HI 值表明，仅拉姆根加河的成人和儿童经口摄入健康指数（HIing）大于 1，其总健康指数（HITotal）分别为 1.876 和 1.616，健康风险高，主要由经口摄入途径导致。其他支流 HITotal均小于 1，戈格拉河和甘达克河表现出中度健康风险，科西河健康风险最低，但仍有中度污染。CR 值表明，所有支流的致癌风险均高于可接受范围（10-6 - 10-4），拉姆根加河和戈格拉河的 CR 值大于 1，致癌风险极高，甘达克河和科西河相对较低，但仍需谨慎对待。
研究结论表明，恒河喜马拉雅支流地表水微量元素浓度受地质过程和人类活动的共同影响。拉姆根加河受人为影响最大，多种微量元素浓度高，对人类健康和水生生态系统构成潜在威胁。戈格拉河、甘达克河和科西河污染程度较低，但仍存在中度风险。HPI 和 PERI 显示四条支流均受一定程度污染，健康风险评估也揭示了不同支流的风险差异。该研究强调了在高风险地区，尤其是拉姆根加河，采取针对性污染缓解措施、加强监测和减少人为输入的重要性，这对于保护这些支流的长期健康和生态可持续性至关重要。同时，虽然研究存在一些局限性，如未进行统计源解析、未分析地下水和雨水数据等，但为未来研究奠定了坚实基础，为相关部门制定水质保护政策提供了重要参考，对保障公众健康和维护生态平衡具有重要意义。
生物通微信公众号
