利用核与同位素解决方案应对水资源短缺

在干旱的科威特北部，科学家们将一根取样管放入一口干涸的井中，一直深入到井底的浅层地下水体中。作为国际原子能机构关于科威特有限的天然淡水资源研究项目的一部分，科学家们正在对这些在地下埋藏了数千年的水进行分析。研究团队正在利用同位素分析技术，研究二氧化碳浓度对雨水和地下水的影响，并深入了解水质变化情况。

在非洲和西亚的许多地区，地下水是一种稀缺资源。降雨量减少、气温升高以及需求增长，正加剧对这些地区的含水层的压力。在原子能机构的支持下，各国正在应用同位素水文学这一核技术追踪水的来源、年龄和流动情况，以更可持续地管理地下水资源。

“同位素水文学为我们提供了水分子的‘指纹’。”原子能机构同位素水文学处处长Jodie Miller表示，“借助这种指纹，我们能够评价地下水以降水形式落下至今已有多长时间。”

利用核技术评估地下水污染

作为原子能机构近期一项协调研究项目的一部分，科威特与阿尔及利亚、摩洛哥和突尼斯合作，利用氦-4、氪-81等惰性气体同位素对深层古地下水（即那些已在地下留存数千年、几乎没有现代补给的古老地下水）进行年代测定，并对附近石油活动可能造成的污染进行了评估。这项研究帮助确定了此类地下水是否适合长期持续使用，这是长期水资源规划的关键一步。

“通过利用惰性气体和放射性碳开展的研究，确定了科威特地下水的年龄约为3.6万年。”科威特科学研究院的研究科学家Chidambaram Sabarathinam表示，“这些信息有助于我们确定地下水的密集补给期，为可持续管理这些不可再生水源的长期规划提供支持。”

在阿尔及利亚、利比亚和突尼斯共有的面积达100万平方公里的西北撒哈拉含水层系统中，应用氪-81等惰性气体揭示，该系统中的大部分地下水年龄已超过15万年。相关国家正采取协调措施，保护这一地区最重要的共有水资源之一，并确保其得到审慎利用，为子孙后代留存。

在科威特，几乎所有饮用水都通过海水淡化生产，而天然地下水仍是一项重要储备，尤其是在紧急情况期间或供应中断时。惰性气体和稳定同位素已被用于检测地下水是否受到该国油田逸散气体的污染。自2000年以来，原子能机构通过其技术合作计划，为同位素水文学和水资源管理方面的能力建设提供了支持，包括助力科威特科学研究院建立实验室，以开展同位素分析和地下水勘测工作。

管理有限的水资源

在突尼斯，地下水支撑着该国的大部分农业。降雨量减少和需求增加正不断消耗地下水储备。对此，突尼斯采取的应对措施是管理含水层补给，即将多余的地表水储存到地下，以供干旱时期使用。原子能机构正与突尼斯科学家合作，利用同位素技术追踪补给水源在地下留存的时间，以及从补给点流出的距离。

“环境同位素在突尼斯地下水资源管理中发挥着至关重要的作用。”突尼斯斯法克斯国家工程学院教授兼实验室主任Kamel Zouari表示，“这些同位素技术对于评估复杂的多层含水层系统尤为有效，在超干旱地区更是如此。”

建设地方能力

在吉布提，地表水资源匮乏且干旱频发，因此将地下水纳入水资源管理战略至关重要。2023年，在原子能机构技术合作计划的支持下，吉布提建成了首个国家同位素水文实验室。该设施实现了水样分析的现代化，提高了该国保护供水和应对干旱的能力。这座实验室的成功，为该地区其他能力建设工作提供了范例。

监测水质

同位素水文学也在助力各国评估其地下水质量。在摩洛哥和突尼斯，同位素技术被用于追踪地下水中硝酸盐污染的来源和传播途径，特别是来自农业径流和城市污水的污染。在约旦，同位素被用于测定深层地下水中的天然放射性，为饮用水安全相关决策提供信息。

填补关键缺口

随着非洲和西亚地区水资源短缺问题日益加剧，对基于科学的水资源管理的需求愈发迫切。在原子能机构的支持下，该地区各国正在建立培训计划、实验室，并不断完善必要的工具和专门知识，以便就水资源的使用方式和时机做出明智决策。这些活动是原子能机构旨在支持干旱地区可持续用水的地区技术合作项目的一部分。

原子能机构的Miller表示：“在水资源管理中应用核技术，有助于社区规划一个更加有水资源安全保障的未来，从每一滴水做起，进而能在促进经济发展中发挥作用。”

“核技术在水资源管理中的应用有助于社区逐步实现更加可持续的水资源，从每一滴水做起，进而能在促进经济发展中发挥作用。”原子能机构副总干事兼技术合作部部长刘华表示。