第七届青年地学论坛

         氮是影响地表水体水质和造成水体富营养化的重要污染指标，过量的氮素严重威胁水生生态系统安全。目前，我国水体氮素超标严重，每年因人为原因排入淡水的氮素已达到1450万吨，约为安全排放阈值的2.7倍（Yu et al., 2019）)，导致了水体富营养化等一系列生态环境恶化问题，严重制约着社会和经济的可持续发展。控制污染物进入水体是水体治理最基本和最优先的环节，但由于地表水体氮素来源多样，且输入途径复杂，既有大气沉降、地表径流和地下水补给等外源输入，也有沉积物释放等内源输入，给地表水体氮素来源辨识及其贡献量评估带来很大困难。因此，定量解析地表水体中氮的来源及其相对贡献，识别地表水体中氮的关键迁移转化过程，具有重要意义，将为地表水体污染防治提供科学支撑，助推水体富营养化问题的解决。
        石头口门水库为第二松花江一级支流饮马河中游的一座多功能的大型水库，是长春市主要的供水元。近年来，由于自然和人为活动的影响，集水域内水质及水资源每况愈下，对长春市居民生活饮用水造成了极大的威胁，而硝酸盐是其中比较重要的一种污染物。本研究综合利用水化学指标及稳定同位素技术（δ¹⁵N-NO₃^-，δ¹⁸O-NO₃^-，δ²H-H₂O，δ¹⁸O-H₂O）分析了石头口门上游流域硝酸盐氮的时空分布特征，定量解析了不同来源对河水中硝酸盐的贡献量，识别了河流氮的关键迁移转化过程，同时评估了地下水补给对河流中硝酸盐的影响。得出如下认识和结论：
（1）研究区内河流硝酸盐浓度与土地利用类型密切相关；土壤有机氮以及污水和粪肥是河水中硝酸盐的主要来源，占总量的60%以上；
（2）研究区河水内主要发生硝化作用，反硝化作用不明显；
（3）地下水对河水中硝酸盐具有显著贡献，尤其是在枯水期，因此在进行流域硝酸盐治理时应考虑地下水的影响，同时应进一步精确评估区域地下水和土壤中氮素含量。
        该研究弥补了单一同位素进行来源解析的不足，为流域硝酸盐来源解析及治理提供了新思路。
 

氮氧同位素,来源示踪