今年6月，2024國際PSIPW獎名單公布，鄭春苗榮獲專業單項獎中的地下水獎，成為地下水領域第一位華裔獲獎人。
PSIPW獎全稱沙特蘇丹阿卜杜勒王子國際水獎（The Prince Sultan Bin Abdulaziz International Prize for Water），旨在表彰在水研究領域作出突出貢獻的科學家和研究機構。PSIPW獎包括創新獎和四項專業單項獎，涵蓋整個水研究領域。
鄭春苗現任寧波東方理工大學（暫名）副校長，是國際地下水領域著名學者，榮獲多項國際殊榮，包括國際水文地質界最高榮譽——邁因策爾獎，美國地下水協會最高科學技術獎——哈博獎，以及全球地球與空間科學的崇高榮譽——入選美國地球物理聯合會（AGU）會士。
2013年，鄭春苗（左）接受美國地下水協會最高科學技術獎——哈博獎。
鄭春苗曾擔任國際水文科學協會 (IAHS) 國際地下水委員會主席，目前是生態環境部流域地表水－地下水污染綜合防治重點實驗室主任。他的研究涉及地下水污染機理與修復技術、流域生態－水文－環境過程以及新污染物生態毒理與環境健康風險評估。他研發的地下水污染模擬標準軟件MT3D和MT3DMS，支撐了100多個國家的地下水污染修復工程，被美國國家研究理事會譽為“20世紀水文地質界的里程碑之一”。今年3月，他的研究團隊在國際頂尖學術期刊《科學》（Science）上發表綜述論文，闡述地下水在全球水循環過程中的關鍵作用和變化趨勢。
在全面推進美麗中國建設的背景下，如何讓看不見的地下水被看見、被重視、被珍惜，瞭望智庫日前專訪了鄭春苗教授。
文 | 楊越 劉苗苗
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人類活動正以前所未有的速度改變全球水循環
瞭望智庫：地下水與人類活動發生著怎樣的深度互動？
鄭春苗：地下水是指賦存于地面以下土壤和巖石空隙中的水。地下水為全球數十億人提供飲用水，是主要淡水來源。當前全球農業灌溉用水，40%直接來自地下水，還有30%來自進入地表水體的地下水。我國超過一半以上的人口把地下水作為飲用水源，北方比例更高。
需要關注的是，人類活動正以前所未有的速度改變著全球水循環，使地下水在全球水循環中的作用更加多變和復雜。特別是地下水開采、非常規油氣開采、地熱能開發利用、地下水回補、人工造林、填海造地和城市化以及國際食品貿易等活動，正在改變地下水的補給、徑流、排泄、儲存和分布情況。
比如，農業、工業和生活用水增加，導致地下水大量開采，地下水水位下降，誘發河流干涸、地面沉降、海水入侵等生態環境問題；森林砍伐、植樹造林、耕地擴張等土地利用活動，改變了地表反照率和水分蒸發速率，影響降水量及其分布，進而影響地下水補給；城市化進程中，混凝土和瀝青覆蓋減少了地表水下滲，降低了地下水自然補給速率；過量施用化肥農藥、抗生素、全氟化合物等環境污染物，增加了地下水污染風險。
越來越多的國家將可持續發展理念納入地下水法律、條例和政策的制定，并采取森林和濕地保護、海水淡化、廢水循環利用、地下水回補、引水工程和綠色基礎設施建設等措施，提升地下水恢復能力和回補水平，以應對地下水儲量減少問題。
鄭春苗（右）在巴丹吉林沙漠研究干旱生態系統對地下水的依賴關系。
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地下水枯竭警鐘仍需持續敲響
瞭望智庫：據水利部消息，我國地下水水位逐年下降趨勢已根本扭轉。對地下水枯竭的警鐘還要持續敲響嗎？
鄭春苗：近年來，我國采取一系列舉措治理地下水，特別是在華北平原實施的“節、引、調、補、蓄、管”綜合治理措施，使地下水水位由下降幅度趨緩轉為局部回升，再變為總體回升，治理取得顯著成效。然而，地下水枯竭的警鐘仍需持續敲響。
地下水雖然是可再生資源，但補給速度慢，恢復時間主要取決于地質條件、地下水補給情況及人類活動影響程度等，需要數年到幾十年不等，甚至更長時間。比如，華北平原深部地下水年齡能達到幾萬年，開采后需要漫長的時間恢復。
恢復和治理地下水資源也是一個長期過程，需要持續努力和長期政策支持。近幾年華北地下水超采治理區降水總體偏豐，“引江”“引黃”等生態補水較為充裕，對壓減地下水開采量、促進地下水水位回升起到重要作用。然而，未來一旦遇降水偏枯或外調水不足，地下水超采綜合治理仍將面臨巨大壓力。同時，地下水過度開采和污染等問題仍然存在，需進一步加強監測和管理。
瞭望智庫：如何看待地下水治理的復雜性和嚴峻性？
鄭春苗：地下水與地表水、土壤、巖石等地質要素存在復雜和頻繁的相互作用。受地下含水層巖性特性影響，地下水治理具有長期性、復雜性、隱蔽性和難恢復性。
與地表水污染相比，地下水污染治理和修復難度大、成本高、周期長。一旦受到污染，很難治理恢復，所造成的環境與生態破壞，往往不可逆。我國地下水污染總體情況嚴重，污染源種類多樣、污染物成分復雜，區域差異顯著，呈現由點到面、由淺到深、由城市到農村的擴展趨勢，這些都為地下水污染治理和可持續管理帶來巨大挑戰。
地下水作為人類生產生活的重要水源，空間分布不均勻。我國北方占全國地下水開采量的80%以上，然而北方地區地下水資源匱乏，常面臨水資源短缺問題。同時，這些地區由于經濟發達，工農業快速發展造成地下水嚴重污染，形成水質性缺水，使地下水治理形勢更加嚴峻。
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防治地下水污染任重道遠
瞭望智庫：我國地下水污染情況怎么樣？
鄭春苗：不容樂觀。自然資源部2023年1月發布的《國家地下水監測工程年度報告2021》顯示，國家地下水監測工程有效數據覆蓋的318個地級行政區中，127個城市地下水水質以極差的Ⅴ類水居多。生態環境部2023年5月發布的《2022中國生態環境狀況公報》顯示，全國監測的1890個國家地下水環境質量考核點位中，超過22%水質為極差（V類水）。而2015年發布的《中國國土資源報告》，列出61%觀測點位水質為較差（Ⅳ類水）或極差（V類水）。
內蒙古額濟納地區因為缺水而干枯的胡楊林；地下水是維護干旱區生態系統健康的關鍵因子。
瞭望智庫：污染地下水的最大殺手是什么？
鄭春苗：砷污染多年來被認為是地下水污染的最大風險之一。
人體攝入較高濃度砷會引起各種疾病，包括神經系統疾病、皮膚疾病、免疫系統疾病，嚴重者還會導致癌癥和死亡。有科學家基于全球范圍80多個地下水砷含量相關的研究， 2020年在《科學》（Science）期刊發文指出全球有9400萬至2.2億人口面臨高砷地下水的暴露風險，表明地下水砷污染是世界性環境健康問題。而對我國遭受該潛在污染風險人數的估計也有幾百萬至一千多萬。
除砷之外，其他諸如汞、鉛、鎘等重金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽等無機污染物和鹵代烴、抗生素、全氟化合物等有機污染物，也由于人類活動直接或間接污染了地下水。越來越多觸目驚心的案例提示我們，應該把更多環境污染物列入地下水污染監測范圍。
瞭望智庫：如何發力地下水污染防治和修復？
鄭春苗：國際經驗表明，維護水資源和水環境可持續發展，需“以防為主、以治為輔”，重點放在地下水水源地保護和地下水污染重點源頭防治兩方面。
具體而言，要進一步完善相關地下水法律、法規的體系建設；加強監管與執法，提升地下水污染危害和防治的宣傳教育力度，形成政府和公眾協同監管局面，嚴格落實地下水污染違法懲罰措施；不斷提升地下水污染防治科技創新與技術研發水平，研發經濟高效的地下水污染監測、預警、溯源和應急管理等技術，形成地下水污染源-流-匯的智慧監管體系；積極發展綠色可持續修復技術，兼顧修復效率和綠色低碳理念，推動地下水污染綠色可持續修復。
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科技進步助力地下水治理實現新突破
瞭望智庫：近年來地下水研究有哪些突破性進步？對治理地下水發揮了什么作用？
鄭春苗：地下水研究的突破與技術進步息息相關。近年來，隨著人工智能和大數據技術的快速發展，基于高分辨率數值模型和機器學習技術的數字地球概念得到學界的廣泛關注，加上多學科融合交叉，有效推動了地下水研究突破，增強了地下水治理效能，提升了地下水資源可持續利用和環境保護水平。
比如，將遙感技術與考慮植被－土壤－地下水等多物理過程的模型相融合，能準確預測地下水分布和儲量。通過大數據分析和機器學習，可實現從場地尺度到流域乃至區域尺度的地下水模擬預測。運用地質雷達、電磁法、聲波、光纖探測等高空間分辨率的物探技術，以及高時間分辨率的新型傳感器技術，可實現大范圍實時地下水水質監測，確保人類活動對周圍生態環境影響最小化。
這些突破都為地下水管理提供了過去很難實現的決策支持。
瞭望智庫：我國地下水管理近年來有哪些亮點值得圈點？對保護地下水安全有哪些作用？
鄭春苗：首先是加強科技支撐力。隨著遙感、計算機、大數據等技術發展，我們對區域和全國地下水資源的勘察、監測和管理技術不斷提升，逐步通過地下水監測網絡建設、地下水模型構建、遙感技術應用等手段，為地下水資源管理提供了更準確的數據，有效提升了地下水污染的預測能力。
其次是完善法律法規體系。目前許多地區逐步建立不斷完善的地下水管理法律法規框架，包括地下水開采許可制度、水資源生態補償和稅收政策等，從法律上確保了地下水資源的可持續利用和保護。值得一提的是，國務院2021年12月1日起實施的《地下水管理條例》，把水量、水質和生態等方面綜合考慮，對我國地下水可持續管理利用意義深遠。
最后是提高社會參與度。隨著公眾教育程度和社會參與意識的提高，越來越多民眾認識到了地下水的重要性，這對推動地下水資源可持續利用和高效管理也是不可或缺的寶貴力量。讓我們共同努力，讓不可見的地下水變得可見！
