應(yīng)用氮氧同位素以及同位素模型識(shí)別天津水體中硝酸鹽的潛在來源.pdf

1、天津地表水系發(fā)達(dá)，大量的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，上升的人口以及城市化進(jìn)程的加快造成了天津地表及地下水體NO3-污染，因此識(shí)別水體中的NO3-來源及其貢獻(xiàn)比率對(duì)于控制水體質(zhì)量、保護(hù)沿海生態(tài)系統(tǒng)具有重要的意義。
　　本文以天津市為研究區(qū)域，利用硝酸鹽(NO3-)中氮(δ15N)氧(δ18O)穩(wěn)定同位素技術(shù)以及同位素模型——SIAR，結(jié)合研究區(qū)域的土地利用類型、水體物理化學(xué)特性等分析了天津市境內(nèi)6條地表河流（由北至南分別是:薊運(yùn)河、潮白新河、海河、大

2、沽排污河、獨(dú)流減河、子牙新河）及河口（潮白新河和薊運(yùn)河的共同河口、海河口）、淺層地下水NO3-的來源。地表河流中的無機(jī)含氮化合物以硝酸鹽(NO3-)和銨鹽(NH4+)為主，其中位于天津南部的大沽排污河和子牙新河出現(xiàn)嚴(yán)重的NH4+污染;淺層地下水中的無機(jī)含氮化合物以NO3-含量最高。
　　根據(jù)氮氧同位素研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)動(dòng)物糞便或污水(manure and sewage，M&S)、土壤有機(jī)氮(Soil)、化肥或降雨中的NH4+(NH4+

3、 in fertilizer and rain，NF&R)是天津地表河流NO3-的主要來源。M&S是潮白新河、潮白新河和薊運(yùn)河共同河口、大沽排污河和子牙新河最主要的NO3-來源，其中潮白新河的主要NO3-來源是動(dòng)物糞便，潮白新河和薊運(yùn)河共同河口的主要NO3-來源是生活污水，子牙新河主要的NO3-來源是工業(yè)污水。Soil是薊運(yùn)河和海河上游河段最主要的NO3-來源。M&S，Soil和NF&R是獨(dú)流減河主要的NO3-來源。海河上游河段、子牙新

4、河、淺層地下水發(fā)生了明顯的反硝化反應(yīng)，但海河口并沒有發(fā)生反硝化反應(yīng)，其余河流及河口也未發(fā)生反硝化反應(yīng)。天津淺層地下水受到多種NO3-來源的共同影響，由北至南，地下水NO3-的含量逐漸降低，反硝化反應(yīng)是天津淺層地下水NO3-消減的主要原因。
　　在利用氮氧穩(wěn)定同位素進(jìn)行NO3-來源定性識(shí)別的基礎(chǔ)上，本研究利用SIAR混合模型，對(duì)5大潛在NO3-來源(M&S; Soil; NF&R; NF, NO3-in fertilizer; NP

5、, NO3-in precipitation)的貢獻(xiàn)比率進(jìn)行了定量估算。估算結(jié)果表明:M&S、Soil和NF&R是天津地表河流、河口及淺層地下水主要的NO3-來源，它們對(duì)于地表河流及河口的平均貢獻(xiàn)比率之和達(dá)60％，其中M&S的平均貢獻(xiàn)比率范圍是17～56％; Soil的平均貢獻(xiàn)比率范圍是21～37％，NF&R的平均貢獻(xiàn)比率范圍是14～25％，NF的平均貢獻(xiàn)比率范圍是6～20％，NP的平均貢獻(xiàn)比率范圍是2～11％。對(duì)淺層地下水而言，M&S