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基于同位素及贝叶斯模型的大沽河硝酸盐来源与转化研究

2、地球化学 > 专题7：同位素水文学

准确的污染源识别是优化水污染控制策略的关键，双同位素（δ15N-NO3-、δ15O-NO3-）方法因此被广泛应用。在以往的许多研究中，通过模型方法估算土壤以及地下水等来源的氮对河流硝酸盐的贡献缺乏补充验证信息，例如多种稳定同位素。本研究采用高频采样方法，结合多个稳定同位素(δD-H2O、δ18O-H2O、δ15N-NO3-、δ18O-NO3-)、水化学以及贝叶斯模型对大沽河流域河水、地下水和降水进行研究，阐明硝酸盐的迁移转化过程并对污染来源进行定量。结果表明，河流硝酸盐浓度呈现明显季节差异，降水、气温、DO等是河流硝酸盐浓度季节差异的主要原因。δ15N-NO3-和δ18O-NO3-的信息表明，河流硝酸盐受贡献源、硝化作用、同化作用以及水文过程的调节。大沽河干流污染源主要来自农业化肥施用、农村生活污水和畜禽废水等非点源，支流主要受工业废水、污水处理厂出水等点源污染的影响。河流与地下水之间的水交换过程将会显著提升河流硝酸盐浓度。本研究将为流域氮污染物的排放削减、地下水恢复和土壤氮素管理提供科学依据。