Quantifying the vulnerability of karst groundwater to emerging organic compounds in southwest China.
Environ Pollut · 2026 · 388:127374 · PMID 41248750 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 환경과 생태 > 수계 오염 · 사람 · 식이
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인류세 이후 카르스트 대수층은 생활용수 및 관개 용수에 크게 기여함에 따라 수자원 안보와 지속 가능성에 대한 관심이 높아졌다. 그러나 인간 활동에서 유래하는 신흥 유기 화합물(EOCs)에 대한 카르스트 지하수의 취약성 평가는 상대적으로 미흡하였다. 본 연구에서는 2019년 운난-구이저우 고원 지역의 440개 모니터링 우물을 대상으로 대규모 샘플링 캠페인을 통해 50개의 물리화학적 지수와 50종의 EOCs에 대한 전 스펙트럼 선별을 수행하였으며, 이를 바탕으로 EOCs에 의한 카르스트 대수층 취약성을 정량적으로 평가하는 틀을 제공하였다. 그 결과, 지하수에서 나프탈렌(Nap, 82.27 %), 아트라진(ATZ, 64.09 %), 글리포세이트(GLY, 41.59 %), 그리고 디옥틸 프탈레이트(DOP, 33.41 %)가 더 빈번하게 검출되었다. EOCs 분포에서 대수층 유형별로 뚜렷한 공간적 이질성이 발견되었다. 특히, 공극 및 균열수보다 카르스트 대수층에서 농약 함량이 더 높게 관찰되었으며, 이는 EOCs에 의한 인간 활동 스트레스 요인에 대한 두드러진 민감성을 시사한다. 나아가, 지표수의 변화에 기여하는 주요 인간 활동(예: 농업 활동 23.65 %, 생활 활동 10.89 %, 산업 생산 11.58 %)의 기여도를 정량화하였다. 본 연구는 대수층 수문지질학적 특성과 EOCs 출처 분석을 결합하여, 농업 활동이 카르스트 지하수의 수화학적 변화 및 자원 안전성에 미치는 유의미한 영향을 규명하였다. 그 결과는 카르스트 지하수 자원 보호를 위해 저영향 농업 개발과 농약 사용 감소의 중요성을 강조한다. 본 연구는 카르스트 대수층의 EOCs에 대한 대수층 취약성 평가에 새로운 틀을 제공하며, 지하수 오염 제어 및 식수 안전성에 도움이 될 것이다.ORIGINAL ABSTRACT
Water resource security and sustainability of karst aquifers have been greatly concerned due to their significant contributions to domestic drinking and irrigation purposes since the Anthropocene. Yet, the assessment of karst groundwater vulnerability to emerging organic compounds (EOCs) sourced from anthropogenic activities was rather scanty. Here, we conducted a full-spectrum screening of 50 physiochemical indices and 50 EOCs, further providing a quantitative framework to accurate evaluation of karst aquifer vulnerability to EOCs based on large-scale sampling campaign of 440 monitoring wells in the Yunnan-Guizhou Plateau during 2019. As results, naphthalene (Nap, 82.27 %), atrazine (ATZ, 64.09 %), glyphosate (GLY, 41.59 %), and dioctyl phthalate (DOP, 33.41 %) were more frequently detected in groundwater. Obvious spatial heterogeneity of EOCs distribution was found among different types of aquifers. Specifically, higher contents of pesticides were observed in karst aquifers than in pore and fissure water, which suggesting the prominent sensitivity to anthropogenic stressors from EOCs. Furthermore, we quantified the contributions of dominant human activities (e.g., 23.65 % for agricultural activities, 10.89 % for daily life, and 11.58 % for industrial production) to the variations in aquifer. We revealed significant effects of agricultural activities on the hydro-chemical evolution and resource safety of karst groundwater based on the combine of aquifer hydrogeological characteristics and EOCs source analysis. The results highlight the importance of low impact agricultural development and reduced pesticides usage to karst groundwater resource protection. Our study provides new framework for aquifer vulnerability assessment to EOCs in karst aquifers and was helpful to groundwater pollution controlling and drinking water safety.| 저자 | An, R.; Li, B.; Li, J.; Li, S.; Zhu, Q.; Liu, X.; Guo, H.; Li, W.; Liu, K. |
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| 저널 | Environmental pollution (Barking, Essex : 1987) |
| 권·호·쪽 | 388, 127374 |
| PMID | 41248750 |
| DOI | 10.1016/j.envpol.2025.127374 |
| MeSH | Groundwater; China; Water Pollutants, Chemical; Environmental Monitoring; Organic Chemicals; Pesticides |