20世纪南极菲尔德斯半岛毛皮海豹食谱比例变化的同位素混合模型比较分析

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作者 黄涛 张灿 蔡思盈 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期117-125,共9页

稳定同位素比值分析已成功用于示踪动物的食物来源研究,近年来已发展了多个同位素混合模型用于计算混合物中多来源物质的组成比例。本文以过去百年来南极菲尔德斯半岛南极毛皮海豹(Arctocephalus gazella)毛发的C、N同位素数据为基础,... 稳定同位素比值分析已成功用于示踪动物的食物来源研究,近年来已发展了多个同位素混合模型用于计算混合物中多来源物质的组成比例。本文以过去百年来南极菲尔德斯半岛南极毛皮海豹(Arctocephalus gazella)毛发的C、N同位素数据为基础,运用同位素混合模型中的欧几里得距离法、线性模型和贝叶斯模型进行计算、分析和比较,得到毛皮海豹食谱中南极磷虾(Euphausia superb)、南极电灯鱼(Electrona antarctica)和尼氏裸灯鱼(Gymnoscopelus nicholsi)所占比例随时间的变化趋势。各模型计算得出的结果可分为两组,分别是欧几里得距离法公式(1)和(2)的结果,表现为近百年来毛皮海豹食谱中Euphausia superb比例与其毛发稳定N同位素比值呈同步上升的趋势;第二组为欧几里得距离法公式(3)、线性模型和贝叶斯模型的结果,Euphausia superb比例与毛皮海豹毛稳定N同位素比值呈反相关关系。综合对比研究区域气候、海冰环境变化背景和已有的南极磷虾种群密度调查资料分析,第二组模型结果与实际情况较为相符,可用于讨论食物比例的时间变化趋势。近百年来,菲尔德斯半岛毛皮海豹食谱中Euphausia superb的比例显著下降,很可能是由于区域气候快速变暖和海冰的消退造成的。本文的计算结果指示西南极半岛气候变暖已显著影响到区域海洋食物链变化。 展开更多

关键词 稳定同位素混合模型 贝叶斯混合模型 SIAR 南极毛皮海豹 食物变化 南极

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基于同位素三元混合模型的流域降水水汽来源剖析——以2022年干旱背景下三峡库区为例

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作者 潘晓龙 王卫光 +8 位作者 邢万秋 魏佳 叶宗超 曹明珠 李虹彬 孙博凯 朱世峰 於嘉禾 候沂辰 《湖泊科学》 北大核心 2025年第2期660-674,共15页

研究三峡库区流域内降水来源,对于揭示三峡库区生态系统水分循环过程对流域极端干旱的响应机制具有重要意义。根据三峡库区2022年8月的实测大气水汽和8-10月的降水稳定氢氧同位素组成以及相关气象资料,明确了三峡库区的水汽输送特征,运... 研究三峡库区流域内降水来源,对于揭示三峡库区生态系统水分循环过程对流域极端干旱的响应机制具有重要意义。根据三峡库区2022年8月的实测大气水汽和8-10月的降水稳定氢氧同位素组成以及相关气象资料,明确了三峡库区的水汽输送特征,运用同位素三元混合模型估算了再循环水分(即地表蒸发和蒸腾水汽)和平流水汽对三峡库区上、中、下各段区域降水的贡献比例。结果显示:2022年8-10月,水汽通道方向由西南至东北,平流水汽团沿着库区山脉从上游至下游输送。9-10月期间,三峡库区中段的植被蒸腾(P_(tr))、地表蒸发(P_(ev))和来自库区上段的平流水汽(P_(adv))对中段降水的平均贡献分别为35.4%±4.8%、0.2%±4.9%和64.4%±9.6%;三峡库区下段的P_(tr)、P_(ev)和来自库区中段的P_(adv)对下段降水的平均贡献分别为27.9%±4.8%、0.8%±3.9%和71.3%±8.6%。在高温干旱最为突出的8月份,三峡库区中段的P_(tr)、P_(ev)和来自库区上段的P_(adv)对中段降水的平均贡献分别为60.9%±3.3%、2.2%±3.7%和36.9%±6.6%;三峡库区下段的P_(tr)、P_(ev)和来自库区中段的P_(adv)对下段降水的平均贡献分别为16.5%±1.8%、2.6%±2.0%和80.9%±3.8%。西南风输送的平流水汽是库区降水的主要来源,库区各段再循环水分主要由植被蒸腾组成,地表蒸发贡献微弱。2022年8月降雨比历年同时期减少,导致降水水汽团同位素在库区下段产生轻微富集。此外,极端的高温干旱加速了库区中上段的水分循环,增强了再循环水分在库区中段降水中的主导作用,削弱了库区下段植被蒸腾对局地降水的贡献。 展开更多

关键词 三峡库区 氢氧同位素 同位素三元混合模型 水分循环 降水来源

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基于同位素和水化学的山区饮用水安全风险识别

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作者 范丽丽 王宗志 +3 位作者 沙海飞 杜慧华 白莹 丁启 《环境监测管理与技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期58-62,共5页

以安徽岳西潜水流域为研究区,采集地表、地下、温泉水样,测定水源水质并分析引发健康问题的主要超标因子硝酸盐,利用同位素(N、H、O)和水化学方法解析研究区硝酸盐来源与转化过程,并采用稳定同位素混合模型(SIAR)定量分析各来源的贡献... 以安徽岳西潜水流域为研究区,采集地表、地下、温泉水样,测定水源水质并分析引发健康问题的主要超标因子硝酸盐,利用同位素(N、H、O)和水化学方法解析研究区硝酸盐来源与转化过程,并采用稳定同位素混合模型(SIAR)定量分析各来源的贡献率。结果表明:化肥对硝酸盐贡献最大(占总量的68.7%),其次是大气降水(15.1%),畜禽粪便和污水的贡献率稍低(9.6%),土壤有机氮的贡献率最低(6.6%)。结合水化学与同位素示踪手段,精确溯源流域硝酸盐污染主要来源于化肥。 展开更多

关键词 同位素 硝酸盐 水化学 稳定同位素混合模型 山区饮用水

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同位素信息在确定Green-Ampt入渗模型参数中的应用 被引量：1

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作者 包为民 王涛 +2 位作者 胡琳 胡海英 瞿思敏 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期89-94,共6页

针对单独水文信息确定水文模型参数的信息量不足问题,以Green-Ampt入渗模型为例,结合同位素混合模型,应用氢氧稳定同位素信息确定Green-Ampt入渗模型参数,并通过室内降雨入渗实验验证。实验结果表明,同位素信息确定的Green-Ampt入渗模... 针对单独水文信息确定水文模型参数的信息量不足问题,以Green-Ampt入渗模型为例,结合同位素混合模型,应用氢氧稳定同位素信息确定Green-Ampt入渗模型参数,并通过室内降雨入渗实验验证。实验结果表明,同位素信息确定的Green-Ampt入渗模型参数与实测值接近,同位素信息和水文信息有效结合确定的模型参数比单一水文信息确定模型参数好。 展开更多

关键词 氢氧稳定同位素 GREEN-AMPT入渗模型 同位素混合模型 参数确定

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人类活动影响下异龙湖浮游植物碳氮稳定同位素变化特征 被引量：11

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作者 王旭 郭雯 +6 位作者 王明果 李平 温雯雯 陈丽 郑昕 黄林培 陈光杰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3087-3099,共13页

于2020年9月~2022年6月在异龙湖开展了20个点位、8个季节的水体水质、浮游植物碳氮同位素信号等内容的系统调查与对比分析.结果表明,浮游植物δ^(13)C信号分布范围为-28.98‰~-22.32‰,呈现了丰水年份(-26.89‰±1.34‰)低于枯水年... 于2020年9月~2022年6月在异龙湖开展了20个点位、8个季节的水体水质、浮游植物碳氮同位素信号等内容的系统调查与对比分析.结果表明,浮游植物δ^(13)C信号分布范围为-28.98‰~-22.32‰,呈现了丰水年份(-26.89‰±1.34‰)低于枯水年份(-25.30‰±0.97‰)、9月高于其他月份等变化模式,同时出现了西部湖区高于中部、东部湖区的空间分布特征.浮游植物δ^(15)N信号分布范围为-0.28‰~10.25‰,且丰水年份(6.28‰±1.07‰)高于枯水年份(2.78‰±1.55‰),施肥季节(6、12月)低于其他季节,以及在雨季(9月)和旱季初期(12月)西部湖区高于中部、东部湖区的空间分布特征.统计分析表明,随着异龙湖水量的上升,具有较低δ^(13)C信号的流域无机碳输入增加、水体富营养化程度降低,可能改变了浮游植物利用的无机碳源及其生长速率,从而造成了浮游植物δ^(13)C信号的显著下降,反映了调水补水措施等人类活动影响下浮游植物δ^(13)C信号的快速响应.同时,浮游植物较低的δ^(15)N分布特征及其与水体NH4+-N浓度密切相关,反映了异龙湖氮素来源于以氨肥为主的农业面源污染影响,并通过浮游植物吸收等过程影响了湖泊生态系统的氮循环模式.而有机肥替代化肥措施实施后异龙湖浮游植物δ^(15)N呈现出随水量显著升高的特征,反映了生态环境修复措施显著改变了异龙湖的氮素来源.MixSIAR模型结果表明,异龙湖氮源中农业面源污染从枯水年份的88.4%下降至丰水年份的79.0%,其中化肥贡献率从41.2%下降至14.0%,有机肥占比从47.2%上升到65.0%,而点源污染贡献率则从11.6%升高至21.0%.由此可见,调水补水工程、有机肥替代化肥等人类治理活动降低了异龙湖水体的营养盐浓度,并通过增加δ^(13)C偏低的流域碳源和δ^(15)N偏高的有机肥氮源导致浮游植物δ^(13)C信号的降低和δ^(15)N信号的升高,反映了湖泊治理和环境修复措施对湖泊初级生产者碳氮稳定同位素及其循环过程产生显著影响. 展开更多

关键词 异龙湖 浮游植物 碳氮稳定同位素 湖泊修复 同位素混合模型

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基于氮氧同位素的深水湖泊硝酸盐来源辨析 被引量：4

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作者 吴亚丽 亢晓琪 +2 位作者 牛远 兰伟 余辉 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第4期106-113,共8页

硝酸盐负荷对水体的影响已成为国内外广泛关注的问题。明确水体硝酸盐负荷的主要来源,是精准制定流域氮污染控源减排策略的基础。该研究以深水湖泊千峡湖为研究对象,通过对湖水水化学特征、硝酸盐氮氧同位素组成及各来源(降水、生活污... 硝酸盐负荷对水体的影响已成为国内外广泛关注的问题。明确水体硝酸盐负荷的主要来源,是精准制定流域氮污染控源减排策略的基础。该研究以深水湖泊千峡湖为研究对象,通过对湖水水化学特征、硝酸盐氮氧同位素组成及各来源(降水、生活污水、肥料、沉积物及周边土壤)氮氧同位素组成的监测研究,定性分析了千峡湖水体硝酸盐变化趋势及其主要来源。并在此基础上,采用稳定同位素模型MixSIAR定量分析各硝酸盐来源的贡献率。结果表明:(1)千峡湖水体上游硝酸盐主要来自人为活动下有机氮等汇入水体发生的硝化作用过程;(2)湖体硝酸盐来源中流域土壤、生活污水、肥料、沉积物、降水的硝酸盐贡献占比分别为87%±9.7%、9.0%±5.9%、2.5%±1.5%、1.2%±0.8%、0.3%±0.4%。千峡湖湖体氮的迁移转化过程以硝化作用为主,迁移转化过程中受人类活动影响较大,因此,产生的硝酸盐含有较高的氮稳定同位素值。该研究可为深水湖泊氮循环及迁移转化过程提供科学依据。 展开更多

关键词 硝酸盐来源 氮氧同位素 贝叶斯同位素混合模型 千峡湖

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大同盆地地下水硝酸盐分布特征及来源解析 被引量：1

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作者 葛勤 张俊朋 +5 位作者 汪洋 王袆曼 邵政 李翔 刘海燕 李昕妍 《中国环境科学》 北大核心 2025年第2期1004-1015,共12页

利用水化学分析和多同位素联合技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究大同盆地地下水硝酸盐来源及转化过程,借助MixSIAR模型定量解析各污染源的贡献率.结果表明,地下水中NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和N... 利用水化学分析和多同位素联合技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究大同盆地地下水硝酸盐来源及转化过程,借助MixSIAR模型定量解析各污染源的贡献率.结果表明,地下水中NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N平均浓度分别为32.07,0.96,0.61mg/L,以NO_(3)^(-)-N为主,最高浓度达538.61mg/L,超过地下水质量(GB/T 14848-2017)Ⅲ类标准(20mg/L)27倍,超标率达39.13%;垂向上,地下水NO_(3)^(-)-N浓度随井深增加而降低,即浅层地下水(均值34.26mg/L)>中层地下水(22.05mg/L)>深层地下水(13.07mg/L).硝化作用是地下水氮转化的主要机制,反硝化作用不明显.污水粪肥、土壤氮和化学肥料是造成地下水硝酸盐污染的主要原因,其平均贡献率分别为浅层地下水:污水粪肥(33.6%)>土壤氮(33.5%)>化学肥料(21.5%),中层地下水:污水粪肥(43.3%)>土壤氮(34.4%)>化学肥料(18.1%),深层地下水:土壤氮(54.4%)>化学肥料(25.1%)>污水粪肥(18.5%),不确定性分析表明化学肥料和土壤氮的不确定性指数UI90值较高,对硝酸盐污染的贡献率表现出较大的不确定性.研究成果为地下水氮转化和污染来源解析提供参考依据. 展开更多

关键词 地下水 硝酸盐 硝化作用 氮转换 贝叶斯同位素混合模型

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豫北蔬菜种植区浅层地下水硝酸盐来源及对强降雨事件的响应 被引量：1

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作者 陈昊 李艳利 +2 位作者 高振朋 张琮 张东 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期943-953,共11页

我国北方蔬菜种植过程中大量施用化学肥料和人畜粪肥,引起区内浅层地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))浓度急剧升高,但高浓度NO_(3)^(-)来源及在浅层地下水环境中转化的过程尚缺乏同位素证据,特别是强降雨事件对其影响尚不清楚。化学肥料中铵盐(N... 我国北方蔬菜种植过程中大量施用化学肥料和人畜粪肥,引起区内浅层地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))浓度急剧升高,但高浓度NO_(3)^(-)来源及在浅层地下水环境中转化的过程尚缺乏同位素证据,特别是强降雨事件对其影响尚不清楚。化学肥料中铵盐(NH_(4)^(+))转化为NO_(3)^(-)是造成蔬菜种植区浅层地下水中NO_(3)^(-)浓度升高的重要原因,强降雨事件导致浅层地下水水位升高,土壤和包气带中剩余NH 4+氧化为NO_(3)^(-)造成地下水NO_(3)^(-)浓度升高。为验证上述假设,选择豫北某蔬菜种植基地浅层地下水作为研究对象,通过对比分析枯水期(2021年4月)和丰水期(2021年10月)浅层地下水NO_(3)^(-)浓度及同位素组成(δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),结合水化学以及水的氢氧同位素组成(δD-H_(2)O和δ^(18)O-H_(2)O),辨识浅层地下水高浓度NO_(3)^(-)来源及其对强降雨事件的响应。结果表明:(1)丰水期浅层地下水中ρ(NO_(3)^(-))范围较枯水期更大,中间值更高,分别为177.47和114.68 mg·L^(-1);(2)丰水期浅层地下水中δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)范围较枯水期更宽泛,δ^(15)N-NO_(3)^(-)中间值升高,丰水期和枯水期分别为7.8‰和7.3‰,但δ^(18)O-NO_(3)^(-)中间值降低,丰水期和枯水期分别为5.1‰和6.4‰;(3)丰水期浅层地下水δ^(18)O-H_(2)O范围较枯水期变窄,中间值升高,分别为-8.8‰和-9.2‰。氘盈余值(d_(e)=δD-8×δ^(18)O)范围变小,中间值降低,丰水期和枯水期分别为6.9‰和9.5‰;(4)强降雨洗脱包气带中富集15 N的NH_(4)^(+)转化为NO_(3)^(-),导致浅层地下水ρ(NO_(3)^(-))升高,δ^(15)N-NO_(3)^(-)值升高,但δ^(18)O-NO_(3)^(-)值降低;(5)贝叶斯同位素混合模型的解析结果表明,丰水期浅层地下水中NO_(3)^(-)来自于粪肥贡献率较枯水期增加,来自于土壤有机氮贡献率降低,化肥中铵态氮贡献率变化不大,但硝态氮肥贡献率增加,同时大气降水硝酸盐贡献率降低。研究结果证实,持续强降雨导致包气带中剩余的NH_(4)^(+)发生硝化作用,产生更多NO_(3)^(-)进入浅层地下水;同时降雨将地表粪肥NH_(4)^(+)转化来的NO_(3)^(-)携带进入浅层地下水。因此,需要加强蔬菜种植区肥料田间管理,做到有效使用肥料,避免过度施用肥料对浅层地下水水质的危害。 展开更多

关键词 蔬菜种植区 浅层地下水 硝酸盐来源 同位素混合模型 强降雨事件

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四川盆地农业区河流型水库流域地下水硝酸盐来源解析及健康风险研究 被引量：3

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作者 何可馨 徐芬 +5 位作者 周亚倩 覃杰 邬丽姗 何小霞 汪宏 杨睿 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1144-1151,I0019,I0020,共10页

地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))污染是一个全球性的环境问题,尤其在农业区普遍存在。地下水中NO_(3)^(-)可以通过交互作用进入地表水中,是地表水NO_(3)^(-)的潜在来源。研究地下水中NO_(3)^(-)的来源及其贡献率对防治周边地表水NO_(3)^(-)污... 地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))污染是一个全球性的环境问题,尤其在农业区普遍存在。地下水中NO_(3)^(-)可以通过交互作用进入地表水中,是地表水NO_(3)^(-)的潜在来源。研究地下水中NO_(3)^(-)的来源及其贡献率对防治周边地表水NO_(3)^(-)污染具有重要意义。本研究以四川盆地农业区河流型水库周边地下水为研究对象,综合运用水文地球化学、多种稳定同位素(δD-H_(2)O和δ^(18) O-H_(2)O,δ^(15) N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-))、贝叶斯同位素混合模型(SIAR)和人类健康风险评价(HHRA)解析地下水中NO_(3)^(-)的来源与转化过程、不同NO_(3)^(-)来源的贡献率及潜在的人类健康风险。结果表明:丰、枯水期地下水中NO_(3)^(-)-N浓度分别为1.24~42.91和0~42.96 mg/L,61%和40%的地下水样品超过了饮用水限值(10 mg/L)。δ^(15) N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)表明,研究区地下水中NO_(3)^(-)的主要来源为粪肥/生活污水。硝化作用可能是研究区地下水中重要的氮循环过程,存在加剧地下水NO_(3)^(-)污染的风险。SIAR模型得出丰、枯水期地下水中NO_(3)^(-)的主要来源为粪肥/生活污水,贡献率分别为50%和38%。HHRA表明长期饮用研究区NO_(3)^(-)浓度较高的地下水对人类健康具有潜在风险。 展开更多

关键词 四川盆地 河流型水库 地下水 硝酸盐 氮氧同位素 贝叶斯同位素混合模型(SIAR) 健康风险评估

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煤矿开采活动对黄河中游窟野河流域溶解性硫酸盐的影响 被引量：8

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作者 张东 曹莹 +8 位作者 赵志琦 郭巧玲 王世东 许峰 薛天 张俊文 张琮 黄兴宇 麻冰涓 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2023年第2期414-426,共13页

煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO^(2-)_(4))的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此... 煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO^(2-)_(4))的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此,煤矿矿井水与河水硫酸盐具有不同的水化学特征、硫酸盐硫同位素(δ^(34) S_(SO_(4)))与氧同位素(δ^(18) O_(SO_(4)))以及氢同位素(δD H_(2)O)与氧同位素(δ^(18) O H_(2)O)组成。基于上述不同可以判定煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响。选取受煤矿开采活动影响的窟野河流域作为研究对象,系统采集河水、地下水、煤矿矿井水、大气降水和泉水等水体样品,结合前人研究资料,借助δ^(34) S_(SO_(4))、δ^(18) O_(SO_(4))、δD H_(2)O、δ^(18) O H_(2)O以及水体水化学组成,辨析煤矿矿井水对窟野河流域河水溶解性硫酸盐的影响以及流域煤矿矿井水溶解性硫酸盐来源,并依据贝叶斯同位素混合模型量化其贡献比例。结果表明:窟野河流域煤矿矿井水溶解性硫酸盐浓度、δ^(34) S_(SO_(4))和δ^(18) O_(SO_(4))值分别为0.07~1206.45 mg·L^(-1)、-2.7‰~32.9‰和-5.5‰~11.6‰,平均值分别为231.91 mg·L^(-1)、11.4‰和4.3‰;窟野河流域河水溶解性硫酸盐浓度、δ^(34) S_(SO_(4))和δ^(18) O_(SO_(4))值分别为73.23~171.83 mg·L^(-1)、4.3‰~13.0‰和-2.9‰~5.1‰,平均值分别为113.94 mg·L^(-1)、10.4‰和3.0‰,溶解性硫酸盐浓度平均值与区内煤矿矿井水存在差异,δ^(34) S_(SO_(4))和δ^(18) O_(SO_(4))平均值与区内煤矿矿井水差异不显著(p>0.05);贝叶斯同位素混合模型结果显示,煤矿矿井水对上游乌兰木伦河溶解性硫酸盐的贡献比例为30.3%±18.9%,对下游窟野河溶解性硫酸盐的贡献比例为12.5%±10.2%,同时煤矿矿井水溶解性硫酸盐受裂隙水汇入影响,贡献比例为34.6%±16.5%,窟野河流域河水下渗补给煤矿矿井水溶解性硫酸盐的比例为18.8%±16.5%。结合硫和氧同位素组成,验证了煤矿矿井水溶解性硫酸盐的来源及其对窟野河流域河水溶解性硫酸盐的影响,阐明黄土高原煤矿开采活动对黄河流域河水溶解性硫酸盐的影响途径和程度,为黄河流域生态保护和高质量发展提供科学依据。 展开更多

关键词 环境地球化学 硫酸盐 矿井水 硫同位素 氧同位素 氢氧同位素 同位素混合模型 黄河

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太行山前倾斜平原地下水硫酸盐来源解析 被引量：1

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作者 林云 熊慧敏 +4 位作者 武亚遵 詹亚辉 张宝豪 吴鹏 金毅 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期144-151,共8页

济源地下水中硫酸盐(SO_(4)^(2-))含量持续升高,其来源尚不明晰,解析硫酸盐的来源对地下水开发利用尤为关键。文章于2018年3月进行了水样采集与相关指标的测试,并采用氢氧同位素、离子比例分析和贝叶斯稳定同位素混合模型,分析地下水SO_... 济源地下水中硫酸盐(SO_(4)^(2-))含量持续升高,其来源尚不明晰,解析硫酸盐的来源对地下水开发利用尤为关键。文章于2018年3月进行了水样采集与相关指标的测试,并采用氢氧同位素、离子比例分析和贝叶斯稳定同位素混合模型,分析地下水SO_(4)^(2-)、硫酸盐中δ^(34)S的分布特征,解析硫酸盐来源,确定来源贡献比例。结果表明:地下水化学类型以Ca·Mg-HCO_(3)·SO_(4)为主,主要接受大气降水及地表水的补给;受大气降水及地表水的稀释、硫酸盐还原作用影响,沿径流路径SO_(4)^(2-)含量减小,δ^(34)S增大。研究区东、南部地表水和地下水的各硫酸盐来源比例大体相同;西部水体的硫酸盐主要受污水的影响,其中地表水受大气降水的影响也较大;北部地表水硫酸盐含量主要受大气降水、污水的影响,孔隙水主要受煤系地层硫化物氧化、污水的影响,岩溶水主要受大气降水、硫化物氧化的影响。研究结果可为地下水资源的有效管理和保护提供重要依据。 展开更多

关键词 硫同位素 硫酸盐 贝叶斯稳定同位素混合模型 来源解析

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典型山地农业区浅层地下水硝酸盐来源及转化过程解析 被引量：16

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作者 范祖金 魏兴 +3 位作者 周育琳 陈蒙恩 申纪伟 李佳文 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1946-1956,共11页

为准确识别重庆市典型山地农业区(万州区)浅层地下水硝酸盐来源及转化过程,利用水化学方法和环境同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(−)和δ^(18)O-NO_(3)^(−)),对不同土地利用类型的浅层地下水进行分析,并结合贝叶斯同位素... 为准确识别重庆市典型山地农业区(万州区)浅层地下水硝酸盐来源及转化过程,利用水化学方法和环境同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(−)和δ^(18)O-NO_(3)^(−)),对不同土地利用类型的浅层地下水进行分析,并结合贝叶斯同位素混合模型(MixSAIR模型)对各硝酸盐源贡献率进行计算.结果表明:①研究区浅层地下水属于弱碱性淡水,阴阳离子分别以HCO_(3)−和Ca^(2+)为主,水化学类型以HCO_(3)-Ca型为主;硝酸盐是浅层地下水无机氮的主要赋存形式,其中耕地浅层地下水硝酸盐含量普遍高于建设用地和林地,且水样G20、G31和G40硝酸盐含量超过世界卫生组织规定的饮用水标准限值.②研究区浅层地下水环境同位素值关系显示,硝酸盐转化过程以硝化作用为主,基本不存在反硝化作用.③MixSAIR模型计算结果表明,耕地浅层地下水硝酸盐主要来源于化学肥料(占36.3%)、污水粪肥(占35.4%)和土壤有机氮(占24.7%);林地浅层地下水硝酸盐主要来源于大气降水(占35.3%)、化学肥料(占31.3%)和土壤有机氮(占22.1%);建设用地浅层地下水硝酸盐主要来源于化学肥料(占46.0%)和污水粪肥(占32.2%).研究显示,研究区浅层地下水硝酸盐来源整体上以化学肥料和污水粪肥为主,硝酸盐污染防治应控制农业种植过程中化学肥料的过量施用,同时加大农村和城镇污水粪肥排放管理力度. 展开更多

关键词 山地农业区 浅层地下水 硝酸盐来源 转化过程 贝叶斯同位素混合模型(MixSAIR模型)

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基于多种受体模型的耕地重金属污染源解析

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作者 杨强 刘晓婷 +1 位作者 喻文超 丁宇航 《绿色科技》 2025年第14期129-134,139,共7页

通过以温州市瓯海区铅锌矿周边河流下游农田土壤为研究对象,测定土壤中7种重金属及As的含量,采用Pearson相关性、聚类定性分析,并运用PCA/APCS、正定矩阵因子(PMF)受体模型及铅同位素多元混合模型定量解析农田土壤重金属的污染来源。结... 通过以温州市瓯海区铅锌矿周边河流下游农田土壤为研究对象,测定土壤中7种重金属及As的含量,采用Pearson相关性、聚类定性分析,并运用PCA/APCS、正定矩阵因子(PMF)受体模型及铅同位素多元混合模型定量解析农田土壤重金属的污染来源。结果表明,农田土壤表层Cd、Pb、Cu、Zn含量超标,Hg、As、Ni、Cr未超标,研究区土壤重金属数据之间相关性较强,聚类分析表明研究区土壤8种元素可归为3类,I类为Cd、Cu、Cr、Zn,Ⅱ类为Pb、Hg、Ni,Ⅲ类为As;通过PCA/APCS、正定矩阵分解(PMF)受体模型及铅同位素多元混合模型定量解析超标重金属污染来源,综合分析可知Cd来源确定为铅锌矿和农业活动共同的混合源,Pb来源为自然源、铅锌矿和大气沉降的混合源,Cu来源为农业、电镀企业、大气沉降的混合源,Zn来源为农业活动和铅锌矿活动的混合源。 展开更多

关键词 PMF 铅同位素多元混合模型 PCA/APCS 土壤重金属污染 源解析

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北方岩溶区地表水硝酸盐分布特征及来源解析——以卧虎山水库流域为例

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作者 张而弛 王希 +6 位作者 徐晶 丛鑫 徐征和 徐立荣 刘博文 梁星棋 刘梦雨 《中国环境科学》 2025年第9期4965-4974,共10页

北方岩溶区存在着潜在的硝酸盐污染风险,系统探究该区域地表水硝酸盐时空分布特征及其污染源解析,对于及时识别污染隐患并精准定位污染源头具有重要意义.以北方岩溶区典型流域卧虎山水库流域为研究对象,对流域内3条主要河流锦阳川、锦... 北方岩溶区存在着潜在的硝酸盐污染风险,系统探究该区域地表水硝酸盐时空分布特征及其污染源解析,对于及时识别污染隐患并精准定位污染源头具有重要意义.以北方岩溶区典型流域卧虎山水库流域为研究对象,对流域内3条主要河流锦阳川、锦云川、锦绣川均匀布点,分别于枯水期、平水期、丰水期采集了该流域干流及其主要支流的18个地表水样品,共54组.结合水化学方法、冗余分析(RDA)、氮氧同位素技术及贝叶斯同位素混合(SIAR)模型,阐明了流域硝酸盐在复杂地表水环境中的时空分布特征及主要来源,定量计算了各污染源的贡献比例.结果表明:①研究区水化学条件适合硝化反应的发生,3个时期的氨氮和亚硝态氮浓度均较低;枯水期硝酸盐平均浓度高于平、丰水期;锦绣川上游3个时期硝态氮均较低,下游(S7-9)枯、平水期硝态氮浓度显著增高,而丰水期硝态氮浓度空间差异性较小,在锦阳川(X2、X3)和锦云川(Y2、Y3)处相对较高.②研究区3个时期的硝酸盐迁移转化过程中,同化、反硝化作用不明显,主要以硝化作用为主.③丰水期地表水硝酸盐以面源污染贡献为主,土壤有机氮的贡献率为62.81%;平水期污染源贡献率受多方面影响,其中土壤和粪肥污水贡献率较高,分别为48.85%和21.96%;枯水期来源主要为生活污水排放,贡献率为68.03%.研究结果为我国北方岩溶区硝酸盐污染防治及水环境保护提供科学依据. 展开更多

关键词 北方岩溶区 卧虎山水库流域 硝酸盐 氮氧同位素 贝叶斯同位素混合模型(SIAR)

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