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管理水资源:玻利维亚用核技术揭 示地下含水层秘密

在玻利维亚的某些地区, 人们依赖从地下含水层抽 取的水进行多种应用。 (图/国际原子能机构 L. Potterton)

已经有2000多年了:那是储存于流动 在玻利维亚地下隐藏的Purapurani含 水层中水原子的秘密之一。尽管已经向首 都拉巴斯附近的城市奥尔托和比亚查供水 几个世纪,但鲜有人知道Purapurani含水层。 但是,借助核技术,科学家正在收集该含 水层中水的年代、质量和来源方面的关键 细节。这些信息正在帮助科学家们找到保 护和可持续利用这一宝贵资源的方法。

“多亏了同位素,我们正在揭示地下 含水层的秘密。”玻利维亚环境与水资源部 水文学家Paola Mancilla Ortuño说。“现在, 我们知道在该地下含水层的北部地区,浅 层水受到严重污染。我们还知道该地下含 水层东部地区的部分水可能已有2000多 年的历史了。另外,我们还知道该地下含 水层另一部分的地下水来自安第斯山脉的 雨水。”

Purapurani是该地区进行发展的关键资源。在这一地区,100多万人口依赖这个 300 km² 的地下含水层生活。“这两个城市的 经济发展多亏了Purapurani地下含水层。” Mancilla Ortuño说。日益增长的人口靠该 地下含水层满足日常应用,许多公司大量 抽取地下水来满足城市扩展的需要,农民 们需要它来种庄稼和喂养牲畜。

国际原子能机构帮助玻利维亚建立了 其第一个同位素水文实验室,并且自2012 年以来,国际原子能机构专家一直在对一 个玻利维亚专家小组进行培训,教他们利 用同位素技术评估水资源和确定其来源、 年代、对地上和地下污染的脆弱性、运动 和相互作用(见第23页方框“科学”)。 “同位素技术为我们提供了用其他方法所 不能得到的有用信息。这拓宽了我们的视 野。”Mancilla Ortuño说。

能力的提升使科学家们能回答从前 所无法适当解决的问题:这些水存在多久了?来自何方?它们的质量还好吗?它们 还剩下多少?回答这些问题有助于推进对 Purapurani地下含水层的科学研究,制订水 资源保护和管理的政策,以反映该含水层 的潜力和局限性。

同位素技术为我们提供了用其他方法所不能得到的有用信息。这拓宽了我们的视野。
玻利维亚环境与水 资源部水文学家, Paola Mancilla Ortuño

他们研究了什么?发现了什么?

玻利维亚科学家研究了水的存在年代, 因为这能粗略地反映含水层的水得到补给 需要多久。在这种情况下,需要几千年的 时间。还有助于估算该含水层供水的限度。 同样,他们通过污染物检查来确定对可能 危害该含水层未来应用的威胁。在 Purapurani含水层,仅发现在该含水层的有 限区域受到的污染,几乎都涉及河水与该 含水层的水混合而致。

“现在,我们知道水来自何方,我们 应保护该地下水资源,确保其可持续性和 质量。”玻利维亚环境与水资源部顾问、 圣安德烈大学讲师Rafael Cortéz说。作为下 一步,他和他的科学家团队计划制订人工 补水方案,确保稳定地补充雨水。

两个世界

与国际原子能机构的合作还使玻利维 亚得到另一个好处:建立了一个由化学家 和水文学家组成的多学科团队。

“通过这些项目,我们将化学家和水文 学家等来自不同学科的专家召集在一起。” 国际原子能机构物理和化学处同位素水文学家Luis AraguásAraguás说。“水文学家通常 不研究同位素,而化学家通常不研究水资 源。多亏我们的项目,他们聚在一起,交 流他们各自的专长。”

这个团队正在致力于利用同位素技术 研究奥鲁罗市的地下含水层,并在玻利维 亚其他城市重复同样的研究工作。玻利维 亚有五个主要的城市地下含水层,但是到 目前只研究了三个。最近在国际原子能机 构支持下进行的水文学研究受到国家层面 会议的关注,大学现在也在课程中引进了 同位素水文学的概念。

“我们也随着每个项目在成长。” Cortéz说。“我们爬过,站起来,学会走路, 现在又开始慢跑了。”

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