Journal of Hydrology | 吴起鑫教授课题组:中国西南岩溶地区地下水新污染物和常规污染物的共示踪:分布、来源和特定来源的健康风险
近日,喀斯特重点实验室吴起鑫教授课题组在水文研究领域期刊《Journal of Hydrology》(SCI一区,影响因子:5.9)在线发表最新研究成果“Co-tracing of groundwater emerging and conventional contaminants in karst area of Southwest China: Distribution, source, and source-specific health risks.”(中国西南岩溶地区地下水新污染物和常规污染物的共示踪:分布、来源和特定来源的健康风险)。贵州大学博士研究生朱亮为论文的第一作者,贵州大学吴起鑫教授为论文的通讯作者,贵州大学曾杰特聘教授和吴攀教授、博士研究生高世林、硕士研究生张鑫笛、令狐克丽参与本研究。
随着工业化和城市化的快速发展,全球地下水资源正面临前所未有的污染挑战,特别是在岩溶地区。地下水不仅是一种重要的饮用水资源,也是农业灌溉和生态系统的重要来源。岩溶地区由于其独特的地貌和水文地质特征,地下水系统更加脆弱,尤其是随着人口增长和经济活动的扩张,农业、工业和生活污水的排放对岩溶区地下水构成了严重威胁。新污染物,如药物和个人护理产品,因其难以降解和生物累积的特性,对环境和人类健康构成了新的挑战。然而,新污染物(ECs)和常规污染物的共存问题,使得地下水污染的治理和风险评估变得复杂。
针对上述问题,贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室吴起鑫教授指导课题组博士研究生朱亮等,对我国西南喀斯特地区贵阳市地下水中新污染物和微量元素的污染特征、潜在来源和特定来源的健康风险进行了系统研究,并构建了新污染物和传统污染物共同示踪的综合指数方法,以深入地了解岩溶地下水中的污染物转移及其归宿。取得的主要认识包括:(1)微量元素的分布从城市到郊区到农村地区呈下降趋势。农村地区咖啡因的中位数浓度(217 ng/L)高于城市地区(145 ng/L)。采样点周围1000米缓冲区内的人口密度和土地利用类型对地下水中的新污染物和微量元素有显著影响。(2)基于层次聚类分析和受体模型的源解析确定了5个主要污染源:生活污水(29.7%)、工业生产(25.2%)、农业活动(16.3%)、自然和工业来源(14.9%)以及药物(13.9%)。(3)通过蒙特卡洛模拟得出城市地区儿童的非致癌风险更高,其中城市地区儿童有30%的风险超过了安全阈值。特定来源的健康风险评估表明工业生产是主要的风险来源。(4)本研究基于新污染物和微量元素示踪岩溶系统中地下水污染的来源,构建了一种综合指数共溯源方法,这种方法有助于更深入地理解污染物在岩溶地下水中的迁移和命运,对于管理地下水中的新污染物和微量元素的复合污染具有重要意义。
图1 受体模型估算贵阳地下水污染物来源相对贡献率
图2 贵阳地下水综合指数分析
图3 不同区域的儿童和成人ECs和TEs的特定健康风险和来源贡献率
图4 非致癌风险指数(HI)致癌风险(TCR)的累积概率
论文信息:Liang Zhu, Qixin Wu*, Jie Zeng, Shilin Gao, Xindi Zhang, Keli Linghu, Pan Wu. Co-tracing of groundwater emerging and conventional contaminants in karst area of Southwest China: Distribution, source, and source-specific health risks. Journal of Hydrology 645 (2024) 132172
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132172