气候变化：气温上升可能影响地下水质量

作为世界上最大的未冻结淡水资源，地下水对地球上的生命至关重要。卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员调查了全球变暖如何影响地下水温度，以及这对人类和环境意味着什么。他们的研究表明，到2100年，超过7500万人可能生活在地下水温度超过任何国家为饮用水设定的最高阈值的地区。他们的研究结果已发表在《自然地球科学》上。

地球的气候系统正因大气中温室气体浓度的增加而变暖，这限制了可以辐射走的热量量。海洋吸收了大量的这种热量，但土壤和地下水也充当了热汇。然而，迄今为止，关于地球表面变暖在空间和时间上对地下水的影响知之甚少。“为了弥补这一空白，我们模拟了到2100年全球地下水温度的预期变化，”卡尔斯鲁厄理工学院摄影测量与遥感研究所的苏珊娜·本茨博士说，该研究是与卡尔斯鲁厄理工学院应用地球科学研究所的卡特琳·门贝格博士和菲利普·布鲁姆教授合作进行的。“我们可以提供显示地球表面下方不同深度全球地下水温度的地图。这些地图显示，在地下水位较浅和/或大气变暖较高的地区，可以预见到世界上地下水变暖速度最快。” 

数百万人受饮用水过热影响

研究表明，在SSP 2–4.5情景下，到2100年地下水温度将上升2.1摄氏度，在SSP 5–8.5情景下将上升3.5摄氏度。“目前已有约3000万人生活在地下水温度高于最严格饮用水指南规定的区域。这意味着那里的水可能不安全饮用，未经处理的话。例如，可能需要先煮沸。饮用水在输水管道中也会被地热加热，”本茨指出。“根据不同的情景，到2100年，可能有多达数亿人受到影响。”根据该研究，对于SSP 2–4.5情景，这一数字将是7700万至1.88亿人，对于SSP 5–8.5情景，则是5900万至5.88亿人。如此大的范围是由于气候变化和人口趋势的空间变化所致。研究人员预测，在安第斯山脉和落基山脉等深水位的山区，变暖率最低。 

温度变化影响生态系统

地下水的温度通过影响许多化学、生物和物理过程，在水质中起着至关重要的作用。“在某些条件下，地下水温度的上升可能导致有害物质如砷或锰的浓度增加。这些较高浓度会对人类健康产生负面影响，特别是当地下水用作饮用水时，”本茨说，并补充说，较暖的地下水也会影响依赖地下水的生态系统、水生生物地球化学过程、地热能源潜力和河流的热状况。它还可能对生物多样性构成挑战，并对碳和营养循环构成风险。 **

近地表和地下水温度升高的另一个影响是，在水分配网络中可能会超过临界阈值。这可能对人类健康产生影响，例如促进军团菌等病原体的生长。鱼类，特别是鲑鱼，也受到不断变化的环境条件的影响。如果河流中依赖地下水的产卵场变得太热，它们的繁殖可能会受到威胁。“我们的结果表明，采取行动保护地下水并找到持久解决方案以抵消气候变化对地下水的负面影响是多么重要，”本茨说。