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利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源
引用本文:王静,叶寅,王允青,王道中,吕国安,郭熙盛.利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源[J].水利学报,2017,48(10):1195-1205.
作者姓名:王静  叶寅  王允青  王道中  吕国安  郭熙盛
作者单位:安徽省农业科学院 土壤肥料研究所, 安徽 合肥 230031;华中农业大学 资源与环境学院, 湖北 武汉 430070;安徽省养分循环与资源环境省级实验室, 安徽 合肥 230031,安徽省农业科学院 土壤肥料研究所, 安徽 合肥 230031;安徽省养分循环与资源环境省级实验室, 安徽 合肥 230031,安徽省农业科学院 土壤肥料研究所, 安徽 合肥 230031;安徽省养分循环与资源环境省级实验室, 安徽 合肥 230031,安徽省农业科学院 土壤肥料研究所, 安徽 合肥 230031;安徽省养分循环与资源环境省级实验室, 安徽 合肥 230031,华中农业大学 资源与环境学院, 湖北 武汉 430070,安徽省养分循环与资源环境省级实验室, 安徽 合肥 230031
基金项目:国家自然科学基金项目(41401308);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2015ZX07204-007);安徽省重点实验室绩效评价补助项目(1606c08231);安徽省农业科学院院长青年创新基金项目(15b1006)
摘    要:本文利用氮氧同位素示踪技术解析了巢湖支流店埠河水体硝酸盐污染源的可能来源,并利用稳定同位素混合模型(Stable Isotope Analysis in R),定量评价了不同类型污染源在枯水期(2016年1月)和丰水期(2016年7月)对水体硝酸盐的贡献率。结果表明:(1)店埠河水体各形态氮浓度具有很强的时空变异性。上游区域水体总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)在丰水期的平均浓度(4.87和2.73 mg/L)显著高于枯水期(3.09和1.17 mg/L),氨态氮(NH_4~+-N)平均浓度则是枯水期(1.10 mg/L)较丰水期(0.52 mg/L)高;中下游区域水体TN、NO_3~--N和NH_4~+-N在丰水期的平均浓度(6.62、3.23和1.57 mg/L)显著低于枯水期(10.52、4.26和3.66 mg/L)。水体无机氮主要以NO_3~--N形态存在,而污水则以NH_4~+-N为主。(2)δ~(15)N-NO_3~-和δ~(18)O-NO_3~-在丰水期的范围分别为1.98‰~9.12‰(平均值5.02‰)和5.11‰~11.86‰(平均值9.17‰),在枯水期的范围分别为3.89‰~9.35‰(平均值6.38‰)和1.46‰~7.53‰(平均值4.50‰),δ~(15)N-NO_3~-值丰水期较枯水期低,而δ~(18)O-NO_3~-值则是丰水期高于枯水期。粪肥污水、土壤有机氮以及化肥是店埠河水体NO_3~-的主要来源。(3)店埠河水体未经历明显的反硝化作用,SIAR模型计算表明,不同类型污染源对水体硝酸盐的贡献率分别为:大气沉降源7%~18%,土壤源24%~29%,化肥源18%~30%,粪肥污水源28%~48%。因此,根据河流流域空间布局,店埠河上游应重点控制面源污染输入的养殖废水、人畜粪便以及农业化肥,中下游则应重点防控城镇生活污水和工业废水,以有效降低入湖河流硝酸盐的污染负荷。

关 键 词:硝酸盐污染  氮氧同位素  SIAR模型  贡献率  店埠河
收稿时间:2017/5/19 0:00:00
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