科研产出
异龙湖区浅层地下水NO3--N浓度时空变化及其来源解析
《生态环境学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：明确异龙湖区浅层地下水中NO3-的主要来源、转化过程及主要驱动因素，对防治地下水氮污染和合理利用水资源具有重要意义。于2020年雨季（8月）和2021年旱季（5月）选择异龙湖区农田灌溉井（13个）和居民区生活用水井（10个），共采集46个地下水样品。运用水化学和氮氧同位素(δ15N-NO3-、δ18O-NO3-)技术并结合同位素混合模型（SIAR），明确地下水中NO3-的时空分布、转化过程、来源及不同来源氮对地下水NO3-的贡献。结果表明，地下水中氮浓度和形态均受土地利用和雨旱季变化的影响，农田地下水中氮浓度高于民用地，旱季高于雨季。农用地25%的采样点地下水ρ（NO3--N）超过地下水III类水质要求（GB/T 14848—2017）规定的20 mg·L-1。水土环境对农用地浅层地下水氮浓度影响较大，反映和影响地下水氮浓度的关键性因子是水中的EC、pH、DO和温度（t），而土壤碳氮指标对地下水氮浓度影响较弱。硝化作用是异龙湖区地下水中主要的氮转化过程，地下水NO3-主要来源于粪污氮、土壤有机氮、化肥氮，其对民用地和农用地的贡献率分别为46.02%、25.83%、21.49%和35.27%、34.39%、24.57%。因此，改善污水收集处理设施、合理堆置和施用粪肥、控制土壤氮淋失是防治异龙湖区地下水中NO3-污染的重要策略。
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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
《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
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种植方式对高原湖区集约化农田浅层地下水中氮浓度及其NO3-来源的影响
《环境科学研究 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：种植方式影响着集约化农田种植过程中的水肥投入,进而改变着农田区浅层地下水氮浓度和水中硝酸盐（NO3-）来源及其贡献。为明确不同种植方式对地下水氮浓度及其水中NO3-来源的影响,利用水化学、δ15N-NO3-和δ18O-NO3-、稳定同位素源解析模型（SIAR）,研究了杞麓湖周边露天蔬菜种植区和滇池周边设施蔬菜花卉种植区（简称“设施种植区”）浅层地下水中氮浓度和NO3-来源的差异及其影响因素。结果表明:（1）露天蔬菜种植区旱季地下水NO3-N浓度高于设施种植区,雨季则低于设施种植区;NO3-N是两类种植区农田地下水中主要的氮形态,旱、雨季超过50%的样点NO3--N浓度超过GB/T 14848-2017《地下水质量标准》Ⅲ类水质要求（20 mg/L）。（2）露天蔬菜种植区旱、雨季地下水化学类型均以HCO3--Ca2+·Mg2+和SO42-·Cl--Ca2+·Mg2+型为主,而设施种植区旱季以HCO3--Ca2+·Mg2和SO42-·Cl--Ca2+·Mg2+型为主,雨季以SO42-·Cl--Ca2+·Mg2+型为主。（3）露天蔬菜种植区旱、雨季地下水氮的转化以反硝化为主,设施种植区旱季以硝化为主,雨季以反硝化为主。氮转化过程差异也影响着地下水NO3-的来源,露天蔬菜种植区旱、雨季地下水NO3-主要来源为土壤有机氮（分别占45.8%和30.9%）、粪肥和污水氮（分别占27.2%和32.2%）、化肥氮（分别占23.8%和27.1%）;设施种植区旱季地下水NCV主要来源为粪肥和污水氮（占59.1%）,雨季为土壤有机氮（占38.8%）和化肥氮（占34.1%）。研究显示,不同种植方式主要影响着地下水氮浓度水平和NO3-主要来源的贡献率,而对浅层地下水中NO3-主要来源（土壤有机氮、粪肥和污水氮、化肥氮）的影响不大。地下水NO3-污染防治应合理施用化学氮肥,减少土壤氮流失,加强生活污水管控和科学利用畜禽养殖粪便。
关键词： 种植方式 浅层地下水 硝酸盐来源 同位素 集约化农田
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