自動進樣器塑料瓶中的地下水樣品。水分子的同位素使不可見的可見，并提供有關這一重要來源的重要信息，占世界可用淡水的 30%。(照片：D. Calma/IAEA)
你打開水龍頭洗手。沒有水!你會怎么做?你知道怎么找水嗎?日復一日，數百萬人面臨著這個問題。每年，自然和人為災害以及管理不善都會切斷世界許多地區人民的安全用水供應。
災害經常突然發生并影響水源的可用性。洪水、火山爆發、干旱、地震、沖突、流行病、火災和事故，如漏油和涉及廢物處理的事故，是影響人類和環境的最常見災害之一。氣候變化也導致自然災害發生更加頻繁和劇烈，需要緊急救援措施。
在此類極端事件之后，地表水的數量和質量通常會下降，因此地下水成為主要的水資源。地下水是2022 年世界水日的重點，在地表水位較低時，它也可以作為氣候變化的緩沖劑。
然而，與地表水不同的是，地下水是肉眼看不見的，因此通常很難被理解。有多少地下水可用?它從哪里來，又到哪里去?這種水資源的可持續性如何?它有多容易受到污染?快速獲取有關新水資源，特別是地下水資源的信息，對于確保供應安全至關重要。
這就是核技術發揮作用的地方，使看不見的東西變得可見。環境同位素示蹤劑為這些問題提供了快速可靠的答案。硝酸鹽同位素等同位素工具非常適用于水質評估和污染源跟蹤，并且可以從水分子的同位素中快速獲得有關水源及其歸宿的信息。這些基本信息對于向政府和社區提供有關在危機時期保護水源以及保護和保存關鍵地下水補給區的建議至關重要。
同位素水文學已在許多國際原子能機構技術合作項目中得到應用，以減輕處于壓力之下的人口，幫助他們確定可替代的可持續水源。在洪都拉斯，干旱通常對地表水的可用性產生嚴重影響，同位素技術被用于通過確定地下水的來源和補給速度來更好地了解地下水源。這些信息使地方水務部門能夠重新評估他們的地下水供應戰略，保護補給區并改進他們的戰略以實現更可持續的利用。
同樣，在非洲的薩赫勒地區，由于人口增長導致水需求增加，導致一系列干旱導致清潔水的安全和供應出現問題。盡管表面上稀缺，但這個半干旱地區卻隱藏著豐富的水體。國際原子能機構一直在與水當局密切合作，幫助他們了解他們無形的地下水資源。這些信息對于支持長期獲得清潔水至關重要。
在毛里求斯，由于非法廢物處理，水污染變得嚴重，硝酸鹽同位素被用來評估此類廢物傾倒場的來源。當局已在溪流和河流中發現硝酸鹽污染，由于海洋中殺死魚類的有毒藻華增加，威脅到保護區和漁業，但不確定它來自哪里。硝酸鹽同位素提供了答案，它使有針對性的污染控制策略得以適應。
在世界許多半干旱地區，地下水不僅是家庭用水，而且是灌溉的主要水源。由于氣候變化導致供水日益變化，其重要性日益增加。地下水使用量已增長到全球 40% 和經合組織灌溉使用量的三分之一。然而，農業用水效率低于 50%，影響農業生產力，并導致水資源浪費。
尼日利亞的科學家一直在與國際原子能機構和聯合國糧食及農業組織 (FAO) 合作，開發利用地下水滴灌以最少用水量種植農作物的技術。這幫助逃離恐怖分子和居住在境內流離失所者營地的婦女將黃瓜、西瓜和秋葵等作物的產量提高了 60%，同時與其他方法相比，用水量減少了 45%。
另一個全球性問題是農業生態系統對自然環境的影響，特別是對水質的影響。農業生態系統產生的污染主要通過水道轉移到自然環境中。因此，識別農業污染物的來源和遷移對于評估和預測其影響和保護地下水資源至關重要。來自發達國家和發展中國家的一些案例研究表明，穩定同位素示蹤劑和水化學物質可以通過將它們與其他污染源分開來幫助改善地表水和地下水的質量保護。
原子能機構努力提高各國在使用環境同位素方面的專業知識，以深入評估不同類型的水質和水量變化，以幫助確保供水的可持續性并提高對災害和氣候變化的抵御能力。
在本周在塞內加爾達喀爾舉行的第 9 屆世界水論壇上，原子能機構將主辦兩項附帶活動：一項是與教科文組織、世界銀行、世界氣象組織、IHE 代爾夫特和幾個成員國一起舉辦同位素水文學能力建設，以及另一個是關于水安全的。
國際原子能機構本月為博士生舉辦了一次開創性會議，重點關注地球上最干旱地區之一薩赫勒地區的地下水資源。
