不同气候类型高原湖区浅层地下水中氮素来源及其贡献的差异

闵金恒; 陈安强; 李林; 叶远行; 张丹; 王蓉; 《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：明确不同气候类型高原湖区浅层地下水中氮的浓度、主要来源及其贡献差异可为区域地下水硝酸盐（NO₃^-）污染治理提供新的方向.以亚热带季风气候区的洱海和金沙江干热河谷区的程海湖区浅层地下水为研究对象,利用水化学指标和多同位素技术(δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-、δ¹⁸O-H₂O和δ²H-H₂O),并结合稳定同位素（SIAR）模型,分析洱海和程海湖区浅层地下水氮浓度差异,识别NO₃^-来源并计算各污染源的贡献率.结果表明,洱海和程海湖区超过33%和5%的浅层地下水采样点硝态氮（NO₃^--N）浓度劣于地下水质量标准（GB/T 14848）Ⅲ类水质要求(20 mg·L^-1).洱海和程海湖区浅层地下水的氢氧同位素(δ¹⁸O-H₂O和δ²H-H₂O)均平行于全球和中国的大气降水线,且存在较大截距,表明大气降水并不是两个区域地下水的主要补给源.洱海湖区浅层地下水中NO₃^-来源的贡献率为土壤有机氮（53.77%）最高,其次是氮肥（21.75%）和粪便及污水（21.55%）,大气沉降氮（2.93%）最低,地下水氮的转化过程中存在反硝化作用.程海湖区浅层地下水中NO₃^-来源的贡献率为:粪便和污水（44.88%）>土壤有机氮（37.03%）>氮肥（16.17%）>大气沉降氮（1.92%）,地下水氮的转化过程中存在硝化作用.气候类型显著影响着浅层地下水位,改变着氮素的迁移和转化过程,进而影响着地下水氮的浓度和NO₃^-主要来源贡献,但NO₃^-主要来源并不受气候类型的影响,更多受土地利用、农业活动和粪污处理方式等影响.

关键词： 气候类型 高原湖泊 浅层地下水 硝酸盐来源 同位素