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2021年世界水日:利用核和同位素技术优化水资源

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发布:2021-03-23 10:52:40     来源:IAEA

今年的世界水日主题是“珍惜水”,重点关注使水有益于我们生活的所有不同方式:健康,卫生,农业甚至文化。随着经济发展和人口增长,世界对这种重要资源越来越渴望。同时,气候变化对水的可利用性和质量提出了挑战。

在国际原子能机构的帮助下,世界各地的科学家们正潜入核技术和同位素技术领域,以利用水的价值。通过研究水的同位素(化学元素的变体),科学家可以揭示水的来源,年龄,水的质量和用途,并指导他们如何保护和保存这种流体资源。

管理地下水

地下水是在土壤,沙子和岩石之间的空间之间的地下发现的水,被存储在地下水中并在其中缓慢移动。根据中美洲全球水资源伙伴关系,在中美洲部分地区,地下水是主要水资源,原因是地表水资源的质量和数量下降,包括河流,湖泊和水库中的淡水。这主要归因于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO),这是海洋表面温度和气压的周期性波动,这与周期性的干旱和洪水有关。

国际原子能机构同位素水文学家露西娅·奥尔特加(Lucia Ortega)表示:“ ENSO事件和随后的水资源短缺在这些地区遭受了严重的作物损失后,导致了粮食不安全。” “农业,旅游业,水力发电对季节性降雨和地下水补给的依赖以及人口的快速增长进一步扩大了对地下水资源的利用。”

地下水使用量的增加突显了需要更好地了解影响降雨模式的因素以及地下水补给与排放之间的联系(即水从地表水向地下水的运动,反之亦然),以改善水管理。在哥斯达黎加,萨尔瓦多,洪都拉斯,尼加拉瓜和巴拿马的新的国际原子能机构区域研究中,同位素工具是评估降雨输入与地面上下水流的方向和大小之间相互作用的关键。

该研究的初步结果于2020年发布,可为决策者提供保护和保护关键补给区以确保水安全和可持续性所需的信息。

在中东和北非,由于缺乏地表水,许多国家也依赖于地下水资源。国际原子能机构环境修复专家霍斯特·蒙肯·费尔南德斯说:“许多国家,尤其是那些缺乏淡水资源的国家,都依赖地下水作为饮用水和灌溉用水。” 在一项由国际原子能机构技术合作计划支持的正在进行的项目中,同位素分析和环境修复专家帮助约旦的专家测量和监测从Ram蓄水层取样的地下水中镭(一种天然存在的放射性物质,NORM)的浓度,并探索水处理的选项。

Monken-Fernandes解释说,主要受当地地质和地球化学控制的自然过程可能导致天然放射性核素对地下水的污染。该项目正在支持建设和安装使用含水氧化锰从水中去除镭的水处理装置。阅读有关该项目的更多信息。原子能机构还支持利比亚地下水管理方面的专家,以提高天然放射性核素的浓度。

管理水以使香蕉适应气候变化


 

在坦桑尼亚阿鲁沙的一个研究农场中,采集了叶子样品,用于香蕉植物的稳定碳同位素分析。(照片:粮农组织/国际原子能机构M. Vantyghem)同位素技术还用于优化农业用水。原子能机构与联合国粮食及农业组织(粮农组织)合作,正在这一领域协助50个国家。

根据国际热带农业研究所(IITA)的数据,在东非,全世界香蕉的产量占世界的五分之一,干旱的频繁发生正威胁着作为粮食主粮和收入来源的水果。“由于气候变化,降雨分布的变化和干旱季节的增加,影响了产量和产品质量,”粮农组织/国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心研究员马蒂尔德·范蒂格姆说。尽管许多研究都针对小麦,大麦和大米等谷物的气候智能做法,但缺乏香蕉的信息,香蕉“对于小农不仅对收入而言,而且对数百万人而言都是重要的,这是重要的”。 ”

2019年,在比利时的支持下,粮农组织/国际原子能机构联合中心启动了第一个综合研究与开发计划,以开发稳定的同位素技术,以适应香蕉的耕作方式并评估更耐旱的香蕉品种。与IITA和纳尔逊·曼德拉非洲科学技术学院合作,研究人员分析了如何收集叶片样品以进行碳13同位素分析以及可以收集哪些信息以提高香蕉生产的用水效率,这将有助于Vantyghem说,气候智能型香蕉种植系统的发展。Carbon-13用于测量和跟踪CO2的吸收和释放方式。

有效水管理的核技术

国际原子能机构昨天在维也纳时间15:00举行网络研讨会,讨论与水有关的问题,这些问题影响到不同地区的人们的生活。原子能机构副总干事纳杰特·莫赫塔尔(Najat Mokhtar)副主任兼核科学与应用司司长以及哥斯达黎加,斯洛文尼亚和突尼斯的专家将讨论同位素工具如何促进非洲的水供应,改善欧洲的地下水资源管理和优化用水拉丁美洲生产咖啡等农作物的效率。

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