高寒森林硝酸盐氮氧同位素沿水文路径的分布

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作者 韩怡蒙 周剑兴 +2 位作者 夏凡 李秉珍 谢丹妮 《中国环境科学》 北大核心 2025年第2期935-942,共8页

为深入了解青藏高原东北部高寒森林小流域的氮循环过程,2022年4~9月,以青藏高原河湟谷地大通和湟源两处高寒森林站点的穿透水、土壤水和地表径流为研究对象,监测其可溶性无机氮(DIN)的浓度和通量,并利用稳定同位素技术分析硝酸盐(NO_(3)... 为深入了解青藏高原东北部高寒森林小流域的氮循环过程,2022年4~9月,以青藏高原河湟谷地大通和湟源两处高寒森林站点的穿透水、土壤水和地表径流为研究对象,监测其可溶性无机氮(DIN)的浓度和通量,并利用稳定同位素技术分析硝酸盐(NO_(3)^(-))的氮氧(N、O)同位素沿水文路径(穿透水-土壤水-地表径流)的分布特征.结果表明,大通和湟源高寒森林的平均氮沉降(3.60kg/(hm^(2)·a))高于青藏高原地区的平均氮沉降(2.94kg/(hm^(2)·a)),并且湟源高寒森林氮沉降(4.17kg/(hm^(2)·a))高于大通高寒森林氮沉降(3.02kg/(hm^(2)·a)).两处高寒森林小流域土壤水中NO_(3)^(-)的平均浓度为5.78mg/L,其δ^(18)O-NO_(3)^(-)平均值((-1.54±9.77)‰)低于穿透水中δ^(18)O-NO_(3)^(-)的平均值((74.2±0.01)‰),表明高寒森林土壤中发生了硝化作用.利用端元混合模型计算发现土壤的硝化作用贡献了土壤水中90%以上的NO_(3)^(-),其余约10%则来源于大气沉降.两处高寒森林地表径流中NO_(3)^(-)的平均浓度为5.73mg/L,其δ^(18)O-NO_(3)^(-)和δ^(15)N-NO_(3)^(-)沿1:2的增长趋势富集,表明地表径流中存在反硝化过程.青藏高原高寒森林中的δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)沿穿透水-土壤水-地表径流均呈现先减小后增大的趋势. 展开更多

关键词 青藏高原 氮沉降 硝酸盐 氮氧同位素 高寒森林

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氮氧同位素示踪湿沉降NO_(3)^(-)来源及氧化途径

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作者 李艳利 李雪 +2 位作者 陶路 张新刚 王明仕 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期336-345,共10页

为探明焦作市大气湿沉降中硝态氮的污染水平,识别其来源及其形成过程,于2020年1月-2021年12月采集了焦作市大气湿沉降样品41个,测定并分析了TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N浓度以及δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO_(3)^(-)值.结果表... 为探明焦作市大气湿沉降中硝态氮的污染水平,识别其来源及其形成过程,于2020年1月-2021年12月采集了焦作市大气湿沉降样品41个,测定并分析了TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N浓度以及δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO_(3)^(-)值.结果表明:①TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N浓度范围分别为2.52~13.27、0.11~1.70、1.64~8.31 mg/L,焦作市湿沉降中氮的主要存在形态为NO_(3)^(-)-N,占比为52.11%~83.92%.②δ^(18)O-NO_(3)^(-)、δ^(15)N-NO_(3)^(-)值的范围分别为54.9‰~93.9‰、-9.8‰~3.0‰,非雨季δ^(18)O-NO_(3)^(-)值(62.5‰~93.3‰)更接近于N2O5氧化途径生成的δ^(18)O-HNO_(3)值(100.9‰~103.1‰),雨季δ^(18)O-NO_(3)^(-)值(53.2‰~73.0‰)更接近于OH氧化途径生成的δ^(18)O-HNO_(3)值(50.9‰~60.9‰),说明非雨季大气湿沉降NO_(3)^(-)主要来自N2O5的氧化,而雨季主要来自OH的氧化.③雨季,OH和N2O5氧化途径对湿沉降NO_(3)^(-)的贡献率分别为80.32%和19.67%,非雨季,两种氧化途径的贡献率分别为65.37%和34.62%;在考虑了同位素分馏情况下,基于贝叶斯模型识别了湿沉降NO_(3)^(-)的主要来源,即土壤排放、生物质燃烧、机动车尾气排放和煤炭燃烧,其贡献率平均值分别为31.70%±4.90%、28.30%±14.00%、22.80%±12.10%、17.20%±0.08%.该研究结果将为降雨中硝酸盐的来源及形成途径提供证据. 展开更多

关键词 NO_(3)^(-) 湿沉降 氮氧同位素 氧化途径 来源

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氮氧同位素解析堤垸地表水硝酸盐来源 被引量：5

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作者 杨忆凡 刘窑军 +3 位作者 田亮 聂小东 彭博 李忠武 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期326-335,共10页

堤垸是滨湖、滨江低洼地带的一种重要景观,农业面源污染已成为其主要的环境问题之一.为解析堤垸地区地表水硝酸盐污染来源,以洞庭湖屈原垸平江河段为研究对象,采用稳定同位素及水化学分析方法定性识别污染来源,并结合MixSIAR模型量化不... 堤垸是滨湖、滨江低洼地带的一种重要景观,农业面源污染已成为其主要的环境问题之一.为解析堤垸地区地表水硝酸盐污染来源,以洞庭湖屈原垸平江河段为研究对象,采用稳定同位素及水化学分析方法定性识别污染来源,并结合MixSIAR模型量化不同污染源的贡献率.结果表明:①硝态氮和氨氮是屈原垸平江河段地表水无机氮的主要赋存形态,时间上,硝态氮浓度在丰、枯水期间无显著差异(p>0.05),而丰水期氨氮浓度平均值高于枯水期;空间上,垸内硝态氮浓度显著低于垸外(p<0.01),而氨氮浓度显著高于垸外(p<0.01).②MixSIAR模型结果表明,化肥、土壤有机氮、水产养殖废水、粪肥和污水是研究区地表水硝酸盐的主要来源,对丰水期地表水中硝酸盐的贡献率分别为33.0%、32.6%、19.4%和11.7%,对枯水期的贡献率分别为26.7%、31.2%、21.5%和16.9%,而大气沉降对地表水中硝酸盐来源贡献较小,仅为3.5%.③研究区地表水硝酸盐转化过程主要以硝化作用为主,未发生明显的反硝化过程.研究显示,研究区地表水硝酸盐污染主要受农业面源污染的影响,污染物主要来源于土壤有机氮、化肥及水产养殖废水,硝酸盐污染防治应考虑化肥使用效率和水产养殖废水处理. 展开更多

关键词 洞庭湖 堤垸 氮氧同位素 硝酸盐源解析 MixSIAR模型

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基于氮氧同位素的北洛河流域硝酸盐来源及其空间分布解析 被引量：3

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作者 张航 樊荣 +4 位作者 李超 郭家骅 张欢 李琦 王宁练 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期43-49,共7页

北洛河流经生态脆弱的黄土高原,是该地区的重要水源。随着经济的快速发展,工业和农业活动的增加,北洛河水体氮污染情况加剧,造成流域水质恶化,多个功能区不达标。因此,通过水化学方法和氮氧同位素技术,结合稳定同位素分析(SIAR)模型,对... 北洛河流经生态脆弱的黄土高原,是该地区的重要水源。随着经济的快速发展,工业和农业活动的增加,北洛河水体氮污染情况加剧,造成流域水质恶化,多个功能区不达标。因此,通过水化学方法和氮氧同位素技术,结合稳定同位素分析(SIAR)模型,对北洛河流域的污染状况、硝酸盐来源及其空间分布进行解析。结果表明,北洛河整体氮污染严重,总氮(TN)为1.70~43.40 mg/L,大部分采样点超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水标准限值(2 mg/L),无机氮以硝酸盐氮为主;水体硝酸盐迁移转化过程中氨挥发、硝化、反硝化作用均较弱,人类活动排放的污水以及土壤侵蚀产生的氮污染是北洛河硝酸盐主要来源;不同硝酸盐来源贡献率表现为污水及粪肥(约61%)>氮肥(约15%)>土壤有机氮(约14%)>大气沉降(约9%),上游土壤有机氮贡献较大,随着城镇化率及交通排放活性氮的增加,下游大气沉降贡献相对上中游增强。研究结果为北洛河氮污染来源控制和水体环境治理提供了科学依据。 展开更多

关键词 氮氧同位素 硝酸盐 北洛河流域 来源 空间分布 稳定同位素分析模型

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基于氮氧同位素和MixSIAR模型的烟台北部地表水硝酸盐来源分析

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作者 杨开丽 刘淑亮 +3 位作者 万惠芸 阎琨 陶昱君 王洪松 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2066-2076,共11页

【研究目的】地表水硝酸盐污染是全世界关注的一个环境问题,因此识别硝酸盐的来源和转化是改善水质的基础。【研究方法】为准确识别烟台北部地表水硝酸盐来源及转化过程,利用水化学方法及硝酸盐氮氧双同位素技术,对烟台北部大沽夹河、... 【研究目的】地表水硝酸盐污染是全世界关注的一个环境问题,因此识别硝酸盐的来源和转化是改善水质的基础。【研究方法】为准确识别烟台北部地表水硝酸盐来源及转化过程,利用水化学方法及硝酸盐氮氧双同位素技术,对烟台北部大沽夹河、辛安河、沁水河、汉河等不同流域地表水进行采样分析,并结合贝叶斯同位素混合模型MixSIAR对各硝酸盐来源贡献率进行计算。【研究结果】(1)研究区地表水呈弱碱性,NO_(3)^(-)-N浓度远高于NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N浓度,为研究区地表水主要氮素污染物,仅辛安河NO_(3)^(-)-N浓度符合国家规定的生活饮用水卫生标准限值10 mg/L;(2)研究区地表水硝酸盐转化过程以硝化作用为主,反硝化作用不明显;(3)MixSIAR模型输出结果显示,研究区地表水各硝酸盐源的贡献率依次为污水粪肥(51.1%)>土壤有机氮(23.9%)>化肥(22.9%)>大气沉降(2.1%)。【结论】总体.上,研究区地表水硝酸盐来源以污水粪肥贡献率最大,其次是土壤有机氮和化肥。人为输入产生的污水粪肥是研究区硝酸盐污染的主要来源,因此减少污水粪肥对各河流的排放是控制污染的关键。 展开更多

关键词 氮氧同位素 硝酸盐 地表水 MixSIAR模型 环境地质调查工程 烟台北部 山东省

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氮氧同位素和水化学解析昭通盆地地下水硝酸盐来源及对环境的影响 被引量：14

6

作者 任坤 潘晓东 +5 位作者 彭聪 梁嘉鹏 曾洁 甘明伟 张华 魏良帅 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期409-419,共11页

【研究目的】由于人类活动的影响,地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))污染越来越严重。【研究方法】利用水化学和硝酸盐氮氧同位素(δ^(15)N_(NO_(3))与δ^(18)O_(NO_(3)))研究云南昭通盆地地下水NO_(3)^(-)来源与转化过程,用SIAR模型定量计算泉... 【研究目的】由于人类活动的影响,地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))污染越来越严重。【研究方法】利用水化学和硝酸盐氮氧同位素(δ^(15)N_(NO_(3))与δ^(18)O_(NO_(3)))研究云南昭通盆地地下水NO_(3)^(-)来源与转化过程,用SIAR模型定量计算泉水和民井中不同NO_(3)^(-)来源的比例。【研究结果】结果表明:(1)研究区钻孔水水质良好,但19%的泉水NO_(3)^(-)超过生活饮用水标准限值,13%的民井因NO_(3)^(-)超标而不适宜灌溉;(2)泉水和民井中δ^(15)N_(NO_(3))值分别介于2.4‰~18‰和-4.5‰~39.7‰,平均值为7.9‰和17.3‰,δ^(18)O_(NO_(3))值介于-8.8‰~39.3‰和-16.4‰~26.7‰,平均值为2.5‰和0‰,同位素组成和水化学指示硝化作用主导着研究区氮循环;(3)粪肥污水、土壤氮和铵态氮肥料是地下水中NO_(3)^(-)主要来源,其对泉水的NO_(3)^(-)平均贡献率分别为48%、28%和24%,对民井的NO_(3)^(-)平均贡献率分别为87%、6%和7%。【结论】居住区和耕地区地下水中NO_(3)^(-)的粪肥污水源分别高达89%和72%,林地地下水仅为27%,表明受人类活动影响越强烈的地区地下水NO_(3)^(-)污染越严重。 展开更多

关键词 氮氧同位素 硝酸盐 地下水 水化学 来源识别 转化 水文地质调查工程 昭通盆地 云南省

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土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的反硝化细菌法测定 被引量：6

7

作者 徐春英 李玉中 +4 位作者 李巧珍 毛丽丽 林伟 强晓晶 郑欠 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1829-1836,共8页

本研究优化了采用反硝化细菌法同时测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的方法。在已有研究结果的基础上,通过采用5000~8000 r·min-1的转速离心、高纯氮气吹扫1 h、减少加样量及改造仪器自动进样器等措施对已发表方法进行了优化... 本研究优化了采用反硝化细菌法同时测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的方法。在已有研究结果的基础上,通过采用5000~8000 r·min-1的转速离心、高纯氮气吹扫1 h、减少加样量及改造仪器自动进样器等措施对已发表方法进行了优化。对国际标准样品USGS34的分析表明,0.1~0.8μg NO-3-N样品量即可以得到较稳定、准确的测定值和校正值;同一时间内制备的硝酸盐δ15N的SD介于0.05‰~0.09‰之间,δ18O的SD介于0.28‰~0.48‰之间;在三个月之内δ15N和δ18O的测定值基本一致,表明该方法具有较好的准确度、精密度和稳定性。通过研究浸提剂、保存条件以及加热对测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的影响,结果表明:常用的去离子水、KCl、Ca Cl2可能都含有微量的硝酸盐,随着加样量增大,浸提剂中含有的硝酸盐可能就会影响δ15N和δ18O的测定;对于土壤硝酸盐的浸提液,冷冻保存效果较好,保证了土壤硝酸盐氮氧同位素的准确性和稳定性;尽管加热对硝酸盐标准样品USGS34和IAEA-NO3的δ15N没有显著影响,但δ18O显著升高,说明加热易引起氧同位素分馏;而土壤硝酸盐浸提液样品加热前后的δ15N和δ18O的测定值没有显著变化,因此为避免产生氧同位素分馏和节省测试时间,建议同时测定土壤浸提液硝酸盐δ15N和δ18O时直接和反硝化细菌反应。应用本方法对不同肥料处理田间土壤浸提液硝酸盐的氮氧同位素组成进行了测定。 展开更多

关键词 反硝化细菌法 土壤浸提液 硝酸盐 氮氧同位素组成

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Gasbench Ⅱ-IRMS升级N_2O预富集装置测定海水硝酸盐的氮氧同位素 被引量：9

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作者 郑敏芳 胡王江 +1 位作者 邱雨生 陈敏 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期135-142,共8页

本研究研制了由气压棒、气体控制阀、不锈钢管冷阱、石英毛细管冷阱、杜瓦瓶、化学阱等构成的N_2O预富集装置,通过扩展GasbenchⅡ功能控制冷阱的升降,改造气体回路、进样针和样品盘,实现N_2O的预富集以及GasbenchⅡ自动进样与IRMS联机测... 本研究研制了由气压棒、气体控制阀、不锈钢管冷阱、石英毛细管冷阱、杜瓦瓶、化学阱等构成的N_2O预富集装置,通过扩展GasbenchⅡ功能控制冷阱的升降,改造气体回路、进样针和样品盘,实现N_2O的预富集以及GasbenchⅡ自动进样与IRMS联机测定.通过将海水中的硝酸盐经化学方法转化成N_2O,建立了海水硝酸盐氮、氧同位素的分析方法.研究表明,所建立方法对海水硝酸盐氮、氧同位素的分析具有很好的精度,硝酸盐δ^(15)N、δ^(18)O及峰面积的相对标准偏差分别小于1%、3%和5%.对采自南极普里兹湾海水样品中硝酸盐氮、氧同位素的分析结果与文献报道值吻合,也与海水硝酸盐氮、氧同位素组成的变化规律相一致,证明所建立的技术方法可成功运用于海水硝酸盐氮、氧同位素的分析. 展开更多

关键词 海洋化学 海水 硝酸盐氮氧同位素 N2O预富集装置 Gasbench-IRMS

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基于水化学和氮氧同位素的贵州草海丰水期水体硝酸盐来源辨析 被引量：20

9

作者 殷超 杨海全 +4 位作者 陈敬安 郭建阳 王敬富 张征 唐续尹 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期989-998,共10页

为明确草海湖水及其入湖河流硝酸盐污染的主要来源,定量分析各来源的贡献率,对草海湖水与入湖河流水化学特征和水体硝酸盐的氮氧同位素组成进行了系统研究.通过对草海湖水、河水、井水丰水期水体理化参数和同位素分析发现:湖水的NO3-/Cl... 为明确草海湖水及其入湖河流硝酸盐污染的主要来源,定量分析各来源的贡献率,对草海湖水与入湖河流水化学特征和水体硝酸盐的氮氧同位素组成进行了系统研究.通过对草海湖水、河水、井水丰水期水体理化参数和同位素分析发现:湖水的NO3-/Cl-比值和Cl-浓度表明其主要受牲畜粪便和城镇污水输入的影响,而河水与井水则受农业活动和城镇污水的共同影响.δD-water与δ18O-water显示草海水体主要源于大气降水,并有较强的蒸发作用.湖水δ15N-NO3-和δ18O-NO3-值分别为-5.56‰~11.30‰和0.02‰~25.40‰,较河水偏负而较井水偏正.稳定同位素混合模型(SIAR)计算结果表明草海湖水及其入湖河流硝酸盐主要源于化肥、土壤有机氮、牲畜粪便相关的农业活动,其贡献率在50%以上;城镇污水贡献率在22%左右;大气降水的贡献主要体现在湖水中. 展开更多

关键词 硝酸盐 来源 氮氧同位素 贡献率 草海 丰水期

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利用氮氧同位素定量识别地下水中硝酸盐来源 被引量：6

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作者 尹玉龙 王周锋 +3 位作者 王文科 陈立 邢萌 刘卫国 《水资源与水工程学报》 2015年第5期104-108 113,共6页

为研究西安市浅层地下水中硝酸盐来源,采集秦岭山前、市郊、市区地下水样,分析其常规化学指标和氮氧同位素,利用硝酸盐氮氧双同位素和Iso Source同位素模型,确定地下水中硝酸盐的主要来源及各个来源的贡献率。研究结果表明:西安市区的... 为研究西安市浅层地下水中硝酸盐来源,采集秦岭山前、市郊、市区地下水样,分析其常规化学指标和氮氧同位素,利用硝酸盐氮氧双同位素和Iso Source同位素模型,确定地下水中硝酸盐的主要来源及各个来源的贡献率。研究结果表明:西安市区的硝酸盐主要来源于生活污水粪肥,约占55%~75%;郊区的硝酸盐主要来源是土壤有机氮和生活污水粪肥,分别占37%~55%,36%~58%;而山前地区的硝酸盐主要来源于土壤有机氮转化,约占77%~96%。 展开更多

关键词 氮氧同位素 硝酸盐来源 地下水 IsoSource模型

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典型城市河流硝态氮污染来源的氮氧同位素解析 被引量：6

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作者 国秋艳 张秋英 +4 位作者 舒旺 柏杨巍 李兆 卫毅梅 刘丹妮 《环境工程技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1820-1828,共9页

城市河流硝态氮(NO_(3)^(-)N)污染已经成为快速城市化发展中备受关注的水环境问题。以西安市皂河为例,于2021年的5月(旱季)和9月(雨季)采集其河流水体、排口出水和污水处理厂进出水,测定水质参数,并利用氮氧稳定同位素和Iso Source模型... 城市河流硝态氮(NO_(3)^(-)N)污染已经成为快速城市化发展中备受关注的水环境问题。以西安市皂河为例,于2021年的5月(旱季)和9月(雨季)采集其河流水体、排口出水和污水处理厂进出水,测定水质参数,并利用氮氧稳定同位素和Iso Source模型解析NO_(3)^(-)N来源。结果表明:5月和9月皂河NO_(3)^(-)N的δ^(15)N分别为-26.43‰~32.29‰和-2.81‰~20.85‰,δ^(18)O分别为-23.42‰~53.02‰和-5.26‰~21.53‰;粪污是皂河NO_(3)^(-)N的主要来源,皂河不同污染源NO_(3)^(-)N来源的平均贡献率,河流水体为粪污>土壤中氮>化肥>大气沉降,排口出水为粪污>土壤中氮>化肥>大气沉降,污水处理厂进水为大气沉降>粪污>土壤中氮>化肥,污水处理厂出水为粪污>土壤中氮>化肥>大气沉降;土壤中氮和粪污合计对皂河流域NO_(3)^(-)N的贡献率大于70%。控制居民生活污水排放、加强管网建设、强化畜禽粪污管理以及加强土地施肥监督等,有利于减轻城市河流NO_(3)^(-)N污染。 展开更多

关键词 城市河流 硝态氮(NO3-N) 水化学 氮氧同位素 IsoSource模型

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基于水化学及氮氧同位素技术的硝酸盐来源解析——以鄱阳湖湿地为例 被引量：15

12

作者 李智滔 肖红伟 +4 位作者 伍作亭 马艳 肖扬宁 陈振平 陶继华 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期4315-4322,共8页

为了识别鄱阳湖湿地水体中硝酸盐污染的来源,转化特征和各污染来源的贡献比例,选取枯水期这一典型时期,于2019年1月份对鄱阳湖中的蚌湖湿地,沙湖山湿地和庐山湿地的地表水进行取样,并测定了水样中的离子组成和硝酸盐氮氧同位素值.研究... 为了识别鄱阳湖湿地水体中硝酸盐污染的来源,转化特征和各污染来源的贡献比例,选取枯水期这一典型时期,于2019年1月份对鄱阳湖中的蚌湖湿地,沙湖山湿地和庐山湿地的地表水进行取样,并测定了水样中的离子组成和硝酸盐氮氧同位素值.研究结果显示,NO_(3)^(-)/Cl^(-)物质的量浓度比值与Cl-浓度的关系表明3处湿地中硝酸盐来源可能受到农业活动和降雨的影响.蚌湖,沙湖山和庐山湿地水体中δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)值的范围分别为-6.19‰∼4.67‰和3.41‰∼39.95‰,-4.14‰∼1.45‰和31.54‰∼68.30‰,-6.98‰∼3.83‰和2.80‰∼30.43‰,硝酸盐氮氧同位素值表明3处湿地硝酸盐来源可能受到降水NO_(3)^(-),硝酸盐氮肥,氨态氮肥和土壤有机氮的影响.利用硝酸盐氮氧同位素之间的关系,并结合NO_(3)^(-)与Cl^(-)比值关系判断湿地中无明显反硝化作用的发生.SIAR模型结果显示:蚌湖湿地,沙湖山湿地,庐山湿地硝酸盐来源中降水NO_(3)^(-)贡献占比最大,其次是化肥,土壤有机氮,粪便和生活污水贡献占比最小. 展开更多

关键词 鄱阳湖 硝酸盐 来源 氮氧同位素 反硝化作用 SIAR模型

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基于氮氧同位素的南四湖硝酸盐来源解析 被引量：14

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作者 凌郡鸿 张依章 +2 位作者 曹英杰 李旭 赵光磊 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3100-3106,共7页

选取南水北调东线受水湖南四湖为研究对象,运用δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素示踪技术和水化学分析方法,阐明了研究区水化学及不同形态氮分布特征,揭示了氮的转化过程,分析了硝酸盐来源,基于MixSIAR模型,对研究区水... 选取南水北调东线受水湖南四湖为研究对象,运用δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素示踪技术和水化学分析方法,阐明了研究区水化学及不同形态氮分布特征,揭示了氮的转化过程,分析了硝酸盐来源,基于MixSIAR模型,对研究区水体中各硝酸盐来源贡献比例进行了定量识别.结果表明:南四湖无明显温跃层,水体呈碱性,水化学类型以SO_(4)^(2-)-Na^(+)型为主.下级湖中的氮以硝态氮为主,随着水体自净及沉积物吸附,浓度逐渐降低,入湖河流污染特征与湖水一致.研究区湖水硝酸盐形成过程以硝化作用为主,水体中的硝酸盐来源生活污水>土壤有机氮>合成化肥>大气沉降,基于MixSIAR源解析模型分析,贡献比例分别为51.3%、23.7%、16.4%、8.5%. 展开更多

关键词 氮氧同位素 硝酸盐 源解析 南四湖 MixSIAR

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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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基于水化学与氮氧同位素的喀斯特山区水体硝酸盐来源示踪与估算——以平寨水库为例 被引量：12

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作者 王艳碧 周忠发 +4 位作者 孔杰 王翠 邹艳 张富强 李梨 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期5365-5376,共12页

平寨水库地处喀斯特山区,是贵州省重要的灌溉和饮用水库之一,其水环境质量深刻影响着居民生产生活.以平寨水库为研究对象,采用水化学分析方法、氮氧双同位素技术结合稳定同位素混合模型(Bayesian mixing model,MixSIAR),定量识别研究区... 平寨水库地处喀斯特山区,是贵州省重要的灌溉和饮用水库之一,其水环境质量深刻影响着居民生产生活.以平寨水库为研究对象,采用水化学分析方法、氮氧双同位素技术结合稳定同位素混合模型(Bayesian mixing model,MixSIAR),定量识别研究区水体硝酸盐各污染源的贡献率.结果表明:河流及库区水体溶解无机氮主要以硝态氮形态存在,时间上表现为平水期>丰水期>枯水期,空间上呈现出各河流上游浓度差异较大,下游与库区浓度接近,坝前丰水期的硝酸盐浓度较高的特征;研究区水体硝酸盐的转化主要以硝化作用为主,枯水期和平水期其主要来源是生活污水与牲畜粪便和土壤有机氮,丰水期主要为化学肥料;各时期硝酸盐来源中,整体表现为库区的生活污水与牲畜粪便的贡献率高于河流,土壤有机氮与化学肥料的贡献率低于河流.从生活污水与牲畜粪便贡献率来看,其值在河流、库区枯水期分别为59.3%、70.8%,在河流、库区平水期分别为58.3%、72.6%,丰水期值较小.从土壤有机氮贡献率和化学肥料贡献率来看,丰水期贡献率均高于枯水期和平水期.河流、库区丰水期源自土壤有机氮的贡献率分别为35.1%、32.8%,源自化学肥料的贡献率分别为36.4%、30.7%.平寨水库水环境质量保护应重点加强各城镇与农村居民生活污水排放的管控,纳雍河流域要减少生活污水的排放,提高污水集中处理能力.此外,环境保护还要提升各流域农业活动污染的防治,合理处置各流域散户养殖畜禽粪便的排泄和堆放,避免污染物进入水体造成污染,为居民饮用水安全与生态保护提供保障. 展开更多

关键词 喀斯特山区 硝酸盐来源 水化学特征 氮氧同位素 MixSIAR模型 平寨水库

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滹沱河源头地下水硝酸盐污染的氮氧同位素示踪 被引量：10

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作者 赵鹏宇 翟召怀 +2 位作者 步秀芹 刘晓东 王翠萍 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第6期83-89,共7页

为确定滹沱河源头松散岩类孔隙水硝酸盐污染特征及其迁移过程,2016年3月选择源头繁峙县地下水共8个采样点进行分析。结果显示:地下水常量元素Ca^(2+)离子含量明显大于Na^+离子,且两者之间存在明显的负相关关系;Na^+离子与Cl^-离子含量... 为确定滹沱河源头松散岩类孔隙水硝酸盐污染特征及其迁移过程,2016年3月选择源头繁峙县地下水共8个采样点进行分析。结果显示:地下水常量元素Ca^(2+)离子含量明显大于Na^+离子,且两者之间存在明显的负相关关系;Na^+离子与Cl^-离子含量存在比较明显的正相关关系;沿地下水流程,HCO-3离子含量存在减小的趋势,但相对变幅较小,是最主要的阴离子成分;Cl^-离子含量随着地下水流程的增加而增大,且相对变幅变化较大。基本上反映了地下水动态为入渗-径流为主、入渗-径流-蒸发为辅,地下水化学作用以溶滤作用为主、间杂浓缩作用的特点;滹沱河源头地下水硝态氮污染比较严重。采样点的NO3-含量介于3.6~28.7 mg/L,平均值为14.3 mg/L,超标率达75%,郝家湾以下所有样点全部超标;随着硝酸盐含量的增加,δ15N无明显的降低现象,且本次取样的δ15N/δ18O均不为2∶1的比例,加之积极交替的地表水、地下水环境,说明研究区基本未发生反硝化作用;δ^(15)N、δ^(18)O溯源分析结果表明,12.5%的样点受到生活污水和家畜粪便的污染;87.5%的样点受到土壤溶滤、生活污水和家畜粪便、化肥和降雨的共同污染,相应的贡献率分别为62%、22%、16%。同时表明该区正发生着有机质的矿化作用和硝化作用。 展开更多

关键词 氮氧同位素 硝酸盐污染 迁移转化 松散岩类孔隙水 地下水 滹沱河源头

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甘蔗集约化种植区施肥显著增加入河硝态氮污染:基于氮氧同位素的流域示踪 被引量：4

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作者 黎静宜 李勇 +6 位作者 黄智刚 郭豪 陈婷婷 黄俣晴 戴谅 刘小梅 王旭 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期104-113,共10页

【目的】过量施用肥料会导致土壤养分过剩,在降雨径流冲刷下极易流失进入河湖水体,引起地表水体污染。本研究旨在阐明农区施肥与入河硝态氮污染的关系,为有效防控农业面源污染提供科学依据。【方法】选择广西集约化蔗区客兰水库水源区... 【目的】过量施用肥料会导致土壤养分过剩,在降雨径流冲刷下极易流失进入河湖水体,引起地表水体污染。本研究旨在阐明农区施肥与入河硝态氮污染的关系,为有效防控农业面源污染提供科学依据。【方法】选择广西集约化蔗区客兰水库水源区的那辣流域,应用双稳定同位素(δ^(15)N-NO_(3)-、δ^(18)O-NO_(3)-)示踪技术,确定流域内3个子流域(S1、S2和S3)入河硝态氮的来源比例,结合地表水主要离子测定,探讨了丰水期和枯水期硝态氮主要来源贡献的时空变化机理及其对施肥的响应。【结果】那辣流域水体NO_(3)^(-)-N浓度范围是1.24~27.90 mg/L,超过国家地表水Ⅲ类水质标准。丰水期施肥量较多,化肥在降雨径流的冲刷下大量流失进入水体,致使NO_(3)^(-)-N浓度在丰水期(均值为22.01 mg/L)显著高于枯水期(均值为5.64 mg/L),丰水期和枯水期NO_(3)^(-)-N浓度从上游向下游呈逐渐下降的趋势,可能是下游区域做植物河道梯级拦截试验所致。δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO^(3)-的组成表明流域施肥(化肥和有机肥)与土壤氮素是入河水中硝态氮污染的主要来源,占入河所有硝态氮污染源贡献的90%以上。在丰水期,流域入河硝态氮来源贡献的大小顺序为化肥(42.9%)>土壤氮(28.6%)>有机肥(19.2%)>大气沉降(9.3%);枯水期入河硝态氮来源的贡献大小顺序为土壤氮(39.7%)>化肥(37.6%)>有机肥(15.3%)>大气沉降(7.4%)。【结论】流域施肥与入河硝态氮污染呈正相关,不合理的施肥方式,如肥料撒施,是集约化蔗区入河硝态氮污染加剧的主要原因。因此,避免肥料撒施、强化肥料深施,是提高肥料利用率、减少氮肥流失入河污染,从而保障人畜饮水安全和农业绿色发展的重要途径。 展开更多

关键词 面源污染 氮氧同位素示踪 污染来源辨识 施肥管理 集约化农区

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南昌市夏季NO_(y)干沉降及其氮氧同位素昼夜变化特征 被引量：1

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作者 孔露静 尤子昇 +4 位作者 张永运 王小嫚 张浩然 刘敏 罗笠 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3501-3509,共9页

大气活性氮沉降对陆地和海洋生态系统有重要的影响,对于气溶胶和降雨中硝酸盐沉降通量和硝酸盐氮氧同位素的研究较多,但对NO_(y)(NO、NO_(2)、NO_(3)、N_(2)O_(5)、HNO_(3)和NO_(3)^(−))干沉降通量及其氮氧同位素的研究很少。本研究于2... 大气活性氮沉降对陆地和海洋生态系统有重要的影响,对于气溶胶和降雨中硝酸盐沉降通量和硝酸盐氮氧同位素的研究较多,但对NO_(y)(NO、NO_(2)、NO_(3)、N_(2)O_(5)、HNO_(3)和NO_(3)^(−))干沉降通量及其氮氧同位素的研究很少。本研究于2019年8月7日-2019年8月31日在江西省南昌市东华理工大学分昼夜采集了NO_(y)干沉降样品,分析了干沉降样本中硝酸盐浓度,δ^(15)N-NO_(3)−和δ^(18)O-NO_(3)^(−)值,基于干沉降样本中硝酸盐浓度估算了大气NO_(y)干沉降通量。结果表明,南昌市夏季白天NO_(y)干沉降通量(16.0-110.2μg·h^(−1)·m^(−2),均值(42.6±26.1)μg·h^(−1)·m^(−2))高于夜晚(11.9-51.9μg·h^(−1)·m^(−2),均值(26.7±14.1)μg·h^(−1)·m^(−2))。NO_(y)干沉降样品中δ^(18)O-NO_(3)^(−)值在白天(均值为(62.4‰±7.5‰))稍低于夜晚(均值为(66.7‰±4.1‰)),表明白天NO_(y)参与的化学过程与晚上不同。NO_(y)干沉降样品中δ^(15)N-NO_(3)^(−)在白天(−5.8‰-−0.1‰,均值为(−2.0‰±1.4‰))与晚上(−5.0‰-+0.6‰,均值为(−2.0‰±1.2‰))类似,表明机动车尾气是南昌市夏季大气中NO_(x)的主要来源。 展开更多

关键词 南昌市 NO_(y)干沉降 硝酸盐 氮氧同位素

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基于硝酸盐氮氧同位素的三门峡黄河湿地硝酸盐来源分析 被引量：3

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作者 官庆松 《绿色科技》 2022年第2期205-209,共5页

三门峡黄河湿地属于国家级湿地自然保护区,是国家级珍禽白天鹅的栖息地及重要水源涵养地。为了解湿地沉积物氮的垂直分布(0~50 cm),定性判断硝酸盐的来源,通过对河水理化参数化及不同剖面沉积物中硝酸盐氮氧同位素特征值进行分析,结果发... 三门峡黄河湿地属于国家级湿地自然保护区,是国家级珍禽白天鹅的栖息地及重要水源涵养地。为了解湿地沉积物氮的垂直分布(0~50 cm),定性判断硝酸盐的来源,通过对河水理化参数化及不同剖面沉积物中硝酸盐氮氧同位素特征值进行分析,结果发现:水体硝酸盐主要为无机氮,占比为95%,硝酸盐同位素特征值为14.89‰~15.95‰,10.78‰~13.60‰,与粪便污水相似;沉积物TON(0.01%~0.02%)和TOC(0.07~0.2%)含量较低,垂直分布变化不显著;沉积物中氨氮占无机氮的比例为68%~98%,表层沉积物中氨氮含量高于底层。沉积物δ^(15) N-NO^(-)_(3)垂直变化较大但无规律,特征值范围为-1.96‰~15.98‰,δ^(18) O-NO^(-)_(3)垂直变化较小,特征值范围为14.77‰~26.64‰,同位素特征值说明:沉积物中硝酸盐来源为混合源,其中,大气降雨和硝态氮肥为主要贡献源。 展开更多

关键词 湿地 硝酸盐 氮氧同位素 来源 三门峡水库

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基于氮氧同位素示踪技术解析汾河中游雨季硝酸盐污染源 被引量：1

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作者 赵宇航 胡雪纯 +3 位作者 解文艳 刘志平 杨振兴 周怀平 《山西水土保持科技》 2023年第2期50-56,共7页

运用水化学分析、氮氧双稳定同位素示踪及IsoSource混合模型计算等方法,定量识别汾河中游流域雨季地表水硝酸盐污染源的贡献率。结果表明:①汾河中游地表水各形态氮浓度具有较强的空间变异性。汾河中游干流地表水总氮(TN)、硝态氮(NO_(3... 运用水化学分析、氮氧双稳定同位素示踪及IsoSource混合模型计算等方法,定量识别汾河中游流域雨季地表水硝酸盐污染源的贡献率。结果表明:①汾河中游地表水各形态氮浓度具有较强的空间变异性。汾河中游干流地表水总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N)的平均浓度(12.32、5.22、0.87和0.86 mg/L)高于东岸支流(8.79、1.56、0.28和0.21 mg/L)和西岸支流(10.82、2.46、0.59和0.39 mg/L)。汾河中游地表水总氮的输出形式主要以NO_(3)^(-)-N为主。②δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)含量变化范围为-3.10‰~23.91‰(平均值9.74‰)和-7.64‰~7.75‰(平均值-0.67‰)。粪便和污水、土壤有机氮和农业化肥是汾河中游地表水NO_(3)^(-)的主要来源。③IsoSource混合模型计算表明,汾河中游干流土壤有机氮、粪便和污水、农业化肥对地表水硝酸盐污染贡献比例分别为17.1%、77.1%和5.8%,东岸支流硝酸盐各污染来源的贡献比例为21.0%、65.4%和13.6%,西岸支流硝酸盐各污染来源的贡献比例为27.5%、59.8%和12.7%。因此,减少生活污水和人畜粪便的排放,提高氮肥利用率是改善汾河中游流域水质的有效措施。 展开更多

关键词 硝酸盐 氮氧同位素 污染源 溯源分析 汾河中游

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