基于同位素分析法的氮來源及遷移過程研究——以太滆運河-竺山灣流域為例.pdf

1、太湖流域是中國人口和城鎮(zhèn)最為密集的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，同時也是富營養(yǎng)化最為嚴重的大流域之一。太滆運河是太湖流域主要的入湖河流，其輸入的氮污染物量占太湖入湖氮污染物總量的80％以上。因此，為了減輕太湖的水污染和控制太湖富營養(yǎng)化，必須查明太滆運河水體氮污染的來源及遷移過程。
　　 本文以太滆運河流域為研究區(qū)域，調(diào)查研究了太涌運河水體污染狀況;利用15N、18O和13C穩(wěn)定同位素技術(shù)，結(jié)合研究區(qū)域水文和水質(zhì)數(shù)據(jù)，分析了水體中溶解性無機氮穩(wěn)定

2、同位素(δ15N-NO3-、δ18O-NO3-)與顆粒態(tài)有機氮穩(wěn)定同位素(δ15N-POM、δ13C-POM)的分布和沿程遷移變化，結(jié)合不同來源物質(zhì)的同位素特征值，識別了硝態(tài)氮及顆粒態(tài)有機氮的來源;通過構(gòu)建多端元混合模型及SIAR模型，計算了不同氮源的相對貢獻率。通過本研究可獲知:
　　 太滆河口區(qū)，太滆運河水質(zhì)屬于輕度污染，太滆運河中游水質(zhì)轉(zhuǎn)為中度污染;太滆運河下游水質(zhì)處于嚴重污染狀態(tài)。太滆運河中下游的污染主要來自于前黃和雪堰

3、兩鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)污染和生活污水污染。
　　 沿太滆運河上游至下游，穩(wěn)定氮同位素值(δ15N-NO3-)分布范圍在5.2‰～8.22‰，總體平均值為7.20‰。硝酸鹽δ18O平均值為7.15‰，空間分布差異性明顯。水體中懸浮顆粒物的穩(wěn)定氮同位素季節(jié)差異性明顯，夏冬兩季穩(wěn)定氮同位素δ15N值分布范圍分別為0.24‰～8.48‰和-0.93‰～-0.04‰。穩(wěn)定碳同位素δ13C和C/N分布的季節(jié)差異性較小。
　　 從上游到下游，硝酸

4、鹽的δ15N值總體呈升高趨勢。外源輸入的溶解性無機氮(DIN)逐漸累積，導(dǎo)致水體中的δ15N-NO3-相應(yīng)升高。同時，氨氮經(jīng)過硝化作用會使δ15N逐漸累積到硝酸鹽中，也導(dǎo)致了δ15N-NO3-值的升高。水體中的δ15N-POM值總體呈上升趨勢，太滆運河中游出現(xiàn)的δ15N-POM較小值是水生生物對NH4+-N吸收利用的結(jié)果。
　　 太滆運河上游硝酸鹽來源是土壤氮或大氣降水;太滆運河中游的硝酸鹽來源主要是生活污水;太涌運河下游的硝酸

5、鹽來源主要是大氣濕沉降、糞肥及生活污水。夏季懸浮顆粒有機質(zhì)的來源具有多元性，為淡水浮游植物、藻類碎屑或土壤有機氮。冬季太滆運河整個河段內(nèi)水體中的懸浮顆粒物的來源為大型浮游植物。
　　 硝酸鹽不同來源貢獻率計算結(jié)果表明，太滆運河上游表層水體中的硝酸鹽以降水中的NO3-的貢獻為主，同時硝態(tài)氮肥和土壤氮的貢獻也占較大比例，降水中及化肥中的NH4+-N和糞肥及生活污水的貢獻較小，可以忽略。太滆運河中下游表層水體中的硝酸鹽的主要來源是糞肥