碳氮氧同位素解析典型岩溶流域地下水中硝酸盐来源与归趋

作者：任坤; 潘晓东; 梁嘉鹏; 彭聪; 曾洁

来源：环境科学, 2021, 42(05): 2268-2275.

DOI：10.13227/j.hjkx.202010028

• 硝酸盐
• 氮氧同位素
• 碳同位素
• SIAR模型
• 来源解析
• 岩溶水

利用多同位素(C、N和O)和水化学方法解析贵州八步地下河流域水体中硝酸盐(NO3-)来源与转化过程,利用SIAR模型定量计算NO3-不同输入端的贡献比例.结果表明,研究区地下水NO3-污染严重,近38%的地下水样品NO3-超过饮用水限值.地下水的δ15N-NO3值介于2.3‰～30.33‰,均值9.68‰,δ18O-NO3值介于2.65‰～13.73‰,均值6.64‰,δ18O-H2O值介于-8.83‰～-7.37‰,均值-8.18‰.同位素组成(δ15N-NO3、δ18O-NO3和δ18O-H2O)指示硝化作用主导着流域内氮素循环.硝化作用产生的硝酸加速了碳酸盐岩溶解,导致地下水中δ13CDIC与δ15N-NO3存在显著负相关性(P<0.001),说明δ13CDIC与δ15N-NO3相结合是判断岩溶水中NO3-转化的有效手段.地下水和地表水中NO3-主要来源于土壤氮、粪肥污水和铵态氮肥料,其对地下水中NO3-贡献率分别为36.19%、33.71%和30.1%,对地表水贡献率分别为39.15%、36.08%和24.77%.岩溶流域内污水处理应同时去除污水中的NO3-和NH4+,农业区应科学施肥,以有效降低地下水中NO3-的补给通量.

• 单位
  中国地质科学院岩溶地质研究所