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环境稳定15N同位素在地下水污染中的应用水体和食物中过量的硝酸盐被视为一种污染物，硝酸盐在胃肠中可以被还原为亚硝酸盐，而亚硝酸盐可以形成致癌物质亚硝胺，进而危害人畜的生命健康。
在20世纪60年代，美国与欧洲就有因化学氮肥的施用而导致地下水硝酸盐污染的报告。
随后的几十年中美国、欧洲、日本等国家和地区相继出现地下水硝酸盐污染的报道。
地下水硝酸盐污染已经成为全球广泛存在的环境问题。
地下水中硝酸盐的含量不断增加，具有多来源的特点，其来源一是天然源：主要来自土壤与大气，岩溶含水层上覆的土壤中往往含有大量的氮，且岩溶区地表人类的农业用水、化粪池污水等含高氮的污染物也很可能通过落水洞、竖井和裂隙等通道，未经土壤过滤直接进入岩溶含水层，使得地表含氮的物质成为地下水硝酸盐污染的一个非常重要的潜在污染源。
二是人为源：主要来自生活污水、化学肥料或某些工业废水。
不同来源的δ15N值通常具有不同的特征值，而且当土壤或包气带的渗透性能很好时，尤其在岩溶区地表落水洞和裂隙极其发育的岩溶区，由源进入地下水过程中，氮同位素发生的分馏作用是比较小的，基于这一原理，可以利用δ15N值来识别地下水硝态氮的来源。
Kohl等首次利用天然δ15N值识别出了土壤有机氮为地下水硝酸盐污染的一个重要来源。
随后Kreitler等对Kohl的研究方法进一步完善，得出密苏里州Macon郡地下水NO3-污染源主要是动物粪便，而德州Runnels郡南部由于土壤有机氮的矿化作用引起地下水高NO3-浓度。
WIIson等对英格兰MidlandS东部三叠系砂岩含水层中地下水硝酸盐氮同位素来源进行研究分析，发现该含水层中没有显著的反硝化作用和混合作用发生的，判断含水层中NO3-的来源都与农业用地有关，污染源是动物排泄物、氨肥和土壤有机氮硝化作用产物以及含NO3-化肥。
Heaton总结出三种主要污染源的δ15N典型值域：土壤有机氮源的为+4‰~+9‰，无机化肥源的为-4‰~+4‰，粪便或含粪便的污水源的为+9‰~+20‰。
化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硝酸盐是重要的氮源物质之一，广泛存在于自然界的水体中。
其氮氧同位素比值可以提供关于水体起源、污染源和生物转化过程的有价值信息。
因此，准确测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值对于了解水体生态环境和水质状况具有重要意义。
目前，化学转化法被广泛应用于测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值。
该方法主要基于硝酸盐的还原氮同位素比值与盐酸溶液反应，生成氮化氨气体。
经过适当的净化和分离，得到的氨气样品可用于进行氮氧同位素比值的测定。
本文的目的是介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法，并探讨了测定结果在生态环境监测和水质评估中的意义。
通过深入了解水体中硝酸盐的氮氧同位素比值，可以更好地理解水体的来源和变化过程，为保护水资源和生态环境提供科学依据。
接下来，本文将首先介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理，并详细描述实验方法。
然后，将探讨硝酸盐的氮氧同位素比值在生态环境监测和水质评估中的应用价值。
最后，本文将总结目前的研究成果，并对未来的研究方向进行展望。
通过本文的阐述，相信读者能够全面了解化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的重要性和应用价值，进一步加深对水体生态环境和水质状况的认识，并且为水资源的管理和保护提供科学依据和技术支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构部分:本文主要包含以下几个部分：引言：概述了本研究的背景和意义，并介绍了文章的目的和结构。
正文：主要分为两个部分，第一部分是介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法；第二部分是探讨硝酸盐的氮氧同位素比值在生态环境监测和水质评估中的意义。
结论：总结了本研究的主要结果和发现，并对未来可能的研究方向进行了展望。
在本文中，我们将首先介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法。
同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究地下水是地球上最重要的淡水资源之一，被广泛用于供水和灌溉。
然而，由于人类活动和自然因素的影响，地下水受到污染的风险日益增加。
为了识别和追踪地下水的污染源，同位素示踪方法成为了一种强大的工具。
本文将探讨同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究。
同位素是元素核外的不同核质量所对应的各个种类，即质子数相同、中子数不同的同一元素。
同位素示踪方法是通过测量地下水中特定同位素的比例来识别和追踪污染源。
以下将介绍几种常见的同位素示踪方法及其在地下水污染溯源中的应用。
首先，氢氧同位素（δD、δ^18O）被广泛用于地下水的溯源研究。
地下水中的氢氧同位素比例受降水同位素组成和地质过程的影响，因此可以用来确定地下水的来源和运动路径。
通过比较地下水和潜在污染源（如降水、地表水或地下水）中的氢氧同位素比例，可以追踪污染物在地下水中的扩散轨迹。
例如，污染源中的氢氧同位素比例可能与地下水中的比例相差较大，从而揭示污染物可能来自其他来源。
其次，碳同位素示踪方法（δ^13C）在地下水污染溯源研究中也得到广泛应用。
地下水中的有机物和溶解性无机碳通常具有不同的碳同位素比例。
通过分析地下水中有机物的碳同位素比例，可以确定污染物的来源和类型。
例如，石油污染源通常具有较低的碳同位素值，而有机肥料污染源则具有较高的碳同位素值。
通过比较地下水中溶解性无机碳的同位素比例变化，还可以揭示地下水中生物地化循环的过程和影响。
另外，硫同位素示踪方法（δ^34S）在地下水中污染源的追踪研究中也起着重要的作用。
硫同位素比值在不同类型的污染源中通常有明显差异。
通过分析地下水中硫同位素的比例，可以识别污染源，并揭示其对地下水的影响。
例如，矿山废水中的硫同位素比值通常较高，而农业排水中的硫同位素比值较低。
硫同位素示踪方法在揭示地下水中人类活动对环境的影响和评估污染源负责程度方面发挥着重要作用。
此外，其他同位素示踪方法如氯同位素示踪（δ^37Cl）和铅同位素示踪（^206Pb/^207Pb）也可用于地下水污染源的追踪研究。
水环境中污染物同位素溯源的进展分析摘要：在当前流域水污染治理中面临着的难题之一是辨识水环境中污染物的来源，如为弄清某污水厂因超标污水排入导致的出水水质不稳定或超标，需查明污水来源，常规的方法往往难以达到目的，为了解决这一问题，就需要利用同位素示踪技术追踪并解决污染物的来源，使得在解决污染问题时能够实施具有针对性的具体方案。
本文主要综述了同位素溯源技术在水环境污染物源解析中的实际应用情况，以供实践参考。
关键词：水环境；污染物；同位素溯水环境污染物源解析实际上就是对水体中污染物以及污染物的来源进行有效识别，并以此作为依据提出具有针对性的措施，从而减少和控制流域污染，这是流域水安全管理中非常重要的一项工作内容。
一、溯源技术的发展水环境中污染物的溯源技术在发展过程中有着非常重要的几个阶段，分别为水化学方法分析溯源、同位素分析溯源、同位素与其他技术结合分析溯源等。
最开始对水环境污染物进行溯源时所用的方法主要是水化学参数统计法[1]。
水化学方法的应用主要是在上世纪六十年代之前，主要的作用就是通过收集和分析水化学参数，对水环境中污染物的来源进行识别，并且对水环境中污染物的迁移过程进行追踪。
在使用水化学方法时，水体基本化学指标和其中各种物质含量信息是这种方法应用的基础，并以此对水体的水化学特征进行确定，这样在研究过程中就能够通过各个指标之间的相关性对区域水化学过程进行全面、深入的了解。
对水环境污染物溯源时，应用水化学参数统计分析法是一种相对成熟并且应用比较普遍的，不过这一方法的局限性也非常明显，比如，很难对比较复杂污染物来源进行准确判断，并且结论含糊不清；水化学参数缺乏稳定性，使用场合需要是特定的，适用范围有限；这一方法在使用时，贡献较大的污染源能被发现，但是并不能将贡献大小具体的给出，在防治水体污染工作中缺少实际的指导价值。
同位素技术是在上世纪六十年代后逐渐兴起的一种水环境污染物溯源的方法的，应用前景非常广泛。
基于水化学及氮氧同位素技术的硝酸盐来源解析——以鄱阳湖湿地为例李智滔;肖红伟;伍作亭;马艳;肖扬宁;陈振平;陶继华【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2022(42)9【摘要】为了识别鄱阳湖湿地水体中硝酸盐污染的来源,转化特征和各污染来源的贡献比例,选取枯水期这一典型时期,于2019年1月份对鄱阳湖中的蚌湖湿地,沙湖山湿地和庐山湿地的地表水进行取样,并测定了水样中的离子组成和硝酸盐氮氧同位素值.研究结果显示,NO3-/Cl-物质的量浓度比值与Cl-浓度的关系表明3处湿地中硝酸盐来源可能受到农业活动和降雨的影响.蚌湖,沙湖山和庐山湿地水体中δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)值的范围分别为-6.19‰∼4.67‰和3.41‰∼39.95‰,-4.14‰∼1.45‰和31.54‰∼68.30‰,-6.98‰∼3.83‰和2.80‰∼30.43‰,硝酸盐氮氧同位素值表明3处湿地硝酸盐来源可能受到降水NO_(3)^(-),硝酸盐氮肥,氨态氮肥和土壤有机氮的影响.利用硝酸盐氮氧同位素之间的关系,并结合NO_(3)^(-)与Cl^(-)比值关系判断湿地中无明显反硝化作用的发生.SIAR模型结果显示:蚌湖湿地,沙湖山湿地,庐山湿地硝酸盐来源中降水NO_(3)^(-)贡献占比最大,其次是化肥,土壤有机氮,粪便和生活污水贡献占比最小.【总页数】8页(P4315-4322)【作者】李智滔;肖红伟;伍作亭;马艳;肖扬宁;陈振平;陶继华【作者单位】东华理工大学;东华理工大学水资源与环境工程学院;上海交通大学环境科学与工程学院;东华理工大学地球科学学院【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.基于水化学和氮氧同位素的贵州草海丰水期水体硝酸盐来源辨析2.基于水化学和氮氧双同位素的地下水硝酸盐源解析3.基于硝酸盐氮氧同位素的三门峡黄河湿地硝酸盐来源分析4.氮氧同位素和水化学解析昭通盆地地下水硝酸盐来源及对环境的影响5.基于氮氧同位素技术的黄河上游清水河硝酸盐来源解析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
城镇生活污水处理厂出水硝酸盐浓度及同位素组成的影响因素城镇生活污水处理厂出水硝酸盐浓度及同位素组成的影响因素摘要：城镇生活污水处理厂是城市环境中重要的污水处理设施，其出水中硝酸盐浓度及同位素组成的变化对于水环境的质量具有重要的影响。
本文通过对城镇生活污水处理厂出水中硝酸盐浓度及同位素组成的影响因素进行综述，以便更好地理解和控制城镇污水处理工艺，保护水环境质量。
引言：城镇生活污水处理厂是城市环境中重要的污水处理设施，其出水质量直接关系到水环境的质量和健康。
硝酸盐是污水中的重要污染物之一，其高浓度会导致水体富营养化，引发水华等问题。
而硝酸盐同位素组成则可以作为指示物来判断污水来源和处理效果。
因此，研究城镇生活污水处理厂出水中硝酸盐浓度及同位素组成的影响因素对于提升污水处理工艺效果具有重要意义。
一、城镇生活污水处理厂出水硝酸盐浓度的影响因素1.1 生活污水的进水质量城镇生活污水中的氨氮和有机物含量高低会直接影响硝酸盐的生成和去除过程。
高浓度的氨氮和有机物会促进硝酸盐生成，导致出水硝酸盐浓度增加。
1.2 污水处理工艺城镇生活污水处理厂采用的不同处理工艺对硝酸盐的去除效果有所差异。
生物处理工艺中，好氧和厌氧条件下硝化和反硝化过程的运行情况会影响硝酸盐的去除效果。
1.3 温度和氧化还原电位硝酸盐的生成和消耗反应速率都与温度和氧化还原电位有关。
较高的温度和较低的氧化还原电位有利于硝酸盐的生成和去除过程。
二、城镇生活污水处理厂出水硝酸盐同位素组成的影响因素2.1 原污水硝酸盐同位素组成城镇生活污水中硝酸盐同位素的组成与其来源密切相关。
农业废水中硝酸盐同位素组成偏向于^14N，而工业废水中硝酸盐同位素组成偏向于^15N。
因此，原污水硝酸盐同位素组成的差异会直接影响城镇生活污水处理厂出水的硝酸盐同位素组成。
2.2 污水处理工艺城镇生活污水处理厂中的硝化和反硝化过程会影响硝酸盐同位素的组成。
硝化过程中，硝酸盐同位素会发生分馏作用，导致出水硝酸盐同位素组成偏向于^15N。
同位素示踪在地下水流动调查中的应用效果地下水是人类赖以生存和发展的重要水源之一。
了解地下水的流动方向和速度对于地下水资源的合理管理和保护具有重要意义。
在地下水流动调查中，同位素示踪技术被广泛应用，其在研究地下水流动过程、判断污染源位置、评估地下水资源可持续性等方面具有显著的应用效果。
同位素是同一种元素的不同原子，其原子核中的质子数一样，但中子数不同。
不同同位素具有不同的几何结构和化学性质，因此它们在地下水中的存在和变化可以通过测量同位素的比例来揭示地下水的来源、成因和流动过程。
同位素示踪技术主要包括氢氧同位素、碳同位素、氮同位素和稳定性放射性同位素示踪等。
其中，氢氧同位素是最常用的示踪手段之一。
地下水中的氢氧同位素比例随着降水的变化而变化，通过对地下水中的氢氧同位素比例进行测量，可以确定地下水的补给来源和补给时间。
碳同位素是另一种常用的示踪手段，它可以用于判断地下水中有机污染物的来源和衰变程度。
氮同位素的变化则可以揭示地下水中硝酸盐的来源和转换过程。
稳定性放射性同位素（如氚和锶同位素）则可以用于测定地下水流速和路径。
同位素示踪技术可以通过利用同位素标记物质的浓度变化来揭示地下水流动的不同过程。
例如，当污染物进入地下水系统后，其同位素比例会随着时间和距离的变化而发生改变。
根据同位素比例的变化规律，可以推断污染物的来源位置和流动路径，从而帮助确定地下水污染的范围和程度，并为污染物监测和治理提供依据。
同位素示踪技术在地下水流动调查中的应用效果显著。
首先，它可以提供准确的地下水流速和流动路径信息，有助于评估地下水资源的可持续性。
通过测量地下水中的同位素比例，可以确定地下水补给的速率和方向，从而判断地下水补给途径的可持续性，并为合理开发和利用地下水资源提供科学依据。
其次，同位素示踪技术可以有效判断污染源的位置和扩散范围。
通过测量地下水中的同位素比例，可以确定地下水与污染源之间的物质交换过程，并推断污染物的来源位置。
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１ ９２３５ ２０２３ ０５ ０１１第４４卷第５期人民珠江 ２０２３年５月 ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲ基金项目：国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＣ１８０１８０１）收稿日期：２０２２－１１－０１作者简介：国秋艳（１９９８—），女，硕士研究生，主要从事流域环境污染源解析等工作。
Ｅ－ｍａｉｌ：１５０３０８０５８４３＠１６３．ｃｏｍ通信作者：张秋英（１９７２—），女，副研究员，主要从事流域环境污染源解析与控制等工作。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｑｙ＠ｃｒａｅｓ．ｏｒｇ．ｃｎ国秋艳，张秋英，李兆，等．水化学及氮氧同位素技术示踪离子型稀土矿区硝酸盐来源与转化过程［Ｊ］．人民珠江，２０２３，４４（５）：８１－８８，９６．水化学及氮氧同位素技术示踪离子型稀土矿区硝酸盐来源与转化过程国秋艳１，２，张秋英２，李 兆３，４，李发东３，４，王 凡２（１．武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 ４３０２０５；２．中国环境科学研究院，北京 １０００１２；３．中国科学院地理科学与资源研究所，北京 １００１０１；４．中国科学院大学，北京 １０００４９）摘要：为了识别离子型稀土矿区水体中硝酸盐来源、迁移与转化过程和污染贡献，以龙南县为研究区域，测定了地表、地下水样品的阴阳离子和硝酸盐氮氧同位素。
结果显示：研究区水化学类型基本以ＨＣＯ３·ＳＯ４Ｃａ为主，含氮化合物以硝酸盐为主；δ１５Ｎ ＮＯ－３和δ１８Ｏ ＮＯ－３值的特征图结合ＮＯ－３／Ｃｌ－摩尔浓度比值和Ｃｌ－浓度的关系可知，该地区的硝酸盐浓度主要受铵态氮肥、土壤氮、粪污和矿井排水的影响，硝酸盐转化的主要过程是硝化作用，无明显反硝化反应。
ＭｉｘＳＩＡＲ模型结果表明：地表水和地下水硝酸盐主要来自矿井排水、土壤氮和粪污。
关键词：离子型稀土矿区；硝酸盐；水化学；氮氧同位素；ＭｉｘＳＩＡＲ模型中图分类号：Ｐ６４１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１ ９２３５（２０２３）０５ ００８１ ０９ＷａｔｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＮｉｔｒｏｇｅｎａｎｄＯｘｙｇｅｎＩｓｏｔｏｐｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＴｒａｃｉｎｇＮｉｔｒａｔｅＳｏｕｒｃｅｓａｎｄＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎＩｏｎｉｃＲａｒｅＥａｒｔｈＭｉｎｉｎｇＡｒｅａｓＧＵＯＱｉｕｙａｎ１牞２牞ＺＨＡＮＧＱｉｕｙｉｎｇ２牞ＬＩＺｈａｏ３牞４牞ＬＩＦａｄｏｎｇ３牞４牞ＷＡＮＧＦａｎ２牗１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ牞ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ牞Ｗｕｈａｎ４３０２０５牞Ｃｈｉｎａ牷２．ＣｈｉｎｅｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ牞Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１２牞Ｃｈｉｎａ牷３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ牞ＣＡＳ牞Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１牞Ｃｈｉｎａ牷４．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ牞Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｓｏｕｒｃｅ牞ｍｉｇｒａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ牞ａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒａｔｅｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｂｏｄｙｏｆｉｏｎｉｃｒａｒｅｅａｒｔｈｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ牞ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅａｎｉｏｎｓａｎｄｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎ ｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓｏｆｓｕｒｆａｃｅａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｂｙｔａｋｉｎｇＬｏｎｇｎａｎＣｏｕｎｔｙａｓｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙｔｙｐｅｉｎＬｏｎｇｎａｎＣｏｕｎｔｙｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｄｏｍｉｎａｔｅｄｂｙＨＣＯ３·ＳＯ４ Ｃａ牞ａｎｄｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｒｅｄｏｍｉｎａｔｅｄｂｙｎｉｔｒａｔｅ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐｌｏｔｓｏｆｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆδ１５Ｎ ＮＯ－３ａｎｄδ１８Ｏ ＮＯ－３ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＮＯ－３／Ｃｌ－ｍｏｌａｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒａｔｉｏｓａｎｄＣｌ－ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｉｔｒａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅＬｏｎｇｎａｎＣｏｕｎｔｙａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙａｍｍｏｎｉｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ牞ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ牞ｍａｎｕｒｅａｎｄｍｉｎｅｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｎｉｔｒａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ牞ｗｉｔｈｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＭｉｘＳＩＡＲｍｏｄｅｌａｌｓｏｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｉｔｒａｔｅｉｎｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｍａｉｎｌｙｃｏｍｅｓｆｒｏｍｍｉｎｅｄｒａｉｎａｇｅ牞ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｍａｎｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｉｏｎｉｃｒａｒｅｅａｒｔｈｍｉｎｉｎｇａｒｅａ牷ｎｉｔｒａｔｅ牷ｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓ牷ＭｉｘＳＩＡＲｍｏｄｅｌ１８Copyright ©博看网. All Rights Reserved.人民珠江 ２０２３年第５期稀土元素由于其独特的光学、磁性和催化性能，可以广泛用于医疗、新材料和军工制造业等领域。
文章编号 1004Ο5589(2003)04Ο0396Ο08地下水硝酸盐中氮、氧同位素研究现状及展望朱 琳1 苏小四1,211吉林大学环境与资源学院,长春130026;21北京师范大学环境科学研究所,北京100875 摘 要 农业区内浅层地下水中硝酸盐污染普遍存在。
为保证供水安全和有效治理污染的地下水体,确定硝酸盐中氮的来源及影响硝酸盐浓度的物理、化学作用尤为重要。
由于不同成因的硝酸盐中δ15N 值存在差异,利用N 同位素可以确定氮污染源,但有时存在多解性问题;分析硝酸盐的δ18O 值,可提高地下水硝酸盐污染的研究深度。
本文综述了用硝酸盐中N 、O 同位素来区分地下水污染中硝酸盐的不同来源和示踪氮循环过程这两方面的研究进展,并提出一些值得重视的研究方向。
关键词 氮同位素 氧同位素 地下水 硝酸盐 中图分类号 P64113 文献标识码 A 收稿日期 2003Ο07Ο10;改回日期 2003Ο11Ο06 作者简介 朱琳(1980-),女,江苏泰兴人,硕士研究生,从事水文地质研究.R esearch Status of Nitrogen and Oxygen Isotopesof Nitrate in G roundw aterLin Zhu 1,Xiaosi Su 1,211College of Envi ronment and Resources ,Jili n U niversity ,Changchun ,130026Chi na21Instit ute of Envi ronmental Science Research ,Beiji ng Normal U niversity ,Beiji ng ,100875Chi na Abstract Nitrate is a common solutant in groundwater in rural area.Making sure the source of nitrogen in nitrate and understanding the processes affecting nitrate concentration physically and chemically are very impor 2tant to guarantee safe water supply and control contamination effectively.Since δ15N values vary in different sources of nitrate ,N isotope can be traced to nitrogen contaminate sources.However ,multiple solution existshere.Analyzing δ18O value of nitrate would be helpful to further the study on nitrate contamination in ground 2water.This paper summarizes recent trends in the study of tracing nitrogen cycling process and N ,O isotopes in distinguishing sources of different nitrates in contaminated groundwater.The authors also proposed some aspects deserved careful study.K ey w ords N isotope ,O isotope ,groundwater ,nitrate引言硝酸盐污染是地下水的主要污染类型之一。
滹沱河源头地下水硝酸盐污染的氮氧同位素示踪赵鹏宇;翟召怀;步秀芹;刘晓东;王翠萍【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2017(28)6【摘要】为确定滹沱河源头松散岩类孔隙水硝酸盐污染特征及其迁移过程,2016年3月选择源头繁峙县地下水共8个采样点进行分析。
结果显示:地下水常量元素Ca^(2+)离子含量明显大于Na^+离子,且两者之间存在明显的负相关关系;Na^+离子与Cl^-离子含量存在比较明显的正相关关系;沿地下水流程,HCO-3离子含量存在减小的趋势,但相对变幅较小,是最主要的阴离子成分;Cl^-离子含量随着地下水流程的增加而增大,且相对变幅变化较大。
基本上反映了地下水动态为入渗-径流为主、入渗-径流-蒸发为辅,地下水化学作用以溶滤作用为主、间杂浓缩作用的特点;滹沱河源头地下水硝态氮污染比较严重。
采样点的NO3-含量介于3.6~28.7mg/L,平均值为14.3 mg/L,超标率达75%,郝家湾以下所有样点全部超标;随着硝酸盐含量的增加,δ15N无明显的降低现象,且本次取样的δ15N/δ18O均不为2∶1的比例,加之积极交替的地表水、地下水环境,说明研究区基本未发生反硝化作用;δ^(15)N、δ^(18)O溯源分析结果表明,12.5%的样点受到生活污水和家畜粪便的污染;87.5%的样点受到土壤溶滤、生活污水和家畜粪便、化肥和降雨的共同污染,相应的贡献率分别为62%、22%、16%。
同时表明该区正发生着有机质的矿化作用和硝化作用。
【总页数】7页(P83-89)【关键词】氮氧同位素;硝酸盐污染;迁移转化;松散岩类孔隙水;地下水;滹沱河源头【作者】赵鹏宇;翟召怀;步秀芹;刘晓东;王翠萍【作者单位】忻州师范学院五台山文化研究中心;保德县水资源管理委员会办公室;广西壮族自治区环境保护科学研究院;忻州市水资源管理委员会办公室;国家林业局西北林业调查规划设计院【正文语种】中文【中图分类】X523【相关文献】1.奎河两岸污灌区浅层地下水氮污染特征及同位素示踪分析 [J], 王锦国;李群;王碧莹;章颖2.利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源 [J], 王静;叶寅;王允青;王道中;吕国安;郭熙盛3.西安浐河、灞河硝酸盐氮同位素特征及污染源示踪探讨 [J], 邢萌;刘卫国4.基于氮氧同位素示踪的滨州市水体硝酸盐污染来源解析 [J], 魏守才;刘京涛;†夏江宝;马良5.甘蔗集约化种植区施肥显著增加入河硝态氮污染:基于氮氧同位素的流域示踪 [J], 黎静宜;李勇;黄智刚;郭豪;陈婷婷;黄俣晴;戴谅;刘小梅;王旭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
利用氮氧同位素定量识别地下水中硝酸盐来源尹玉龙;王周锋;王文科;陈立;邢萌;刘卫国【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2015(0)5【摘要】为研究西安市浅层地下水中硝酸盐来源,采集秦岭山前、市郊、市区地下水样,分析其常规化学指标和氮氧同位素,利用硝酸盐氮氧双同位素和Iso Source同位素模型,确定地下水中硝酸盐的主要来源及各个来源的贡献率。
研究结果表明:西安市区的硝酸盐主要来源于生活污水粪肥,约占55%~75%;郊区的硝酸盐主要来源是土壤有机氮和生活污水粪肥,分别占37%~55%,36%~58%;而山前地区的硝酸盐主要来源于土壤有机氮转化,约占77%~96%。
【总页数】6页(P104-108 113)【关键词】氮氧同位素;硝酸盐来源;地下水;IsoSource模型【作者】尹玉龙;王周锋;王文科;陈立;邢萌;刘卫国【作者单位】长安大学环境科学与工程学院;长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室;长安大学陕西省地下水与生态环境工程研究中心;中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室;西安交通大学人居环境与建筑工程学院【正文语种】中文【中图分类】X523【相关文献】1.永定河冲洪积扇地下水中硝酸盐来源的同位素识别 [J], 贺国平;刘培斌;慕星;吴琼;刘明柱2.利用氮氧同位素研究桂林寨底地下河硝酸盐来源 [J], 王松;裴建国;梁建宏3.利用氮、氧稳定同位素识别地下水硝酸盐污染源研究进展 [J], 庞凤梅;吴文良;孟凡乔;郭岩彬4.氮、氧同位素与地下水中硝酸盐溯源研究进展 [J], 贾小妨;李玉中;徐春英;李巧珍5.利用氮同位素技术识别石家庄市地下水硝酸盐污染源 [J], 张翠云;张胜;李政红;刘少玉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
湖泊水质污染源追溯分析湖泊作为重要的自然资源，拥有广阔的水域面积和丰富的生物资源，对于维持生态平衡和人类生活至关重要。
然而，近年来湖泊水质污染问题日益突出，严重威胁着湖泊生态系统和人类健康。
因此，追溯湖泊水质污染源成为保护湖泊的重要环节。
一、湖泊水质污染源的主要类型湖泊水质污染源主要包括点源污染和非点源污染两大类。
1. 点源污染：这类污染源指特定位置排放污染物直接进入湖泊。
例如，工业废水、城市污水处理厂的排泄物以及定点废弃物进行无害化处理中可能存在的渗漏等都属于点源污染。
2. 非点源污染：这类污染源指来自于农田、养殖场、建筑工地等广泛分布，难以准确追踪源头的污染物。
主要包括农药、化肥、土壤流失、养殖废水等。
二、湖泊水质污染源追溯方法为了准确追溯湖泊水质污染源，科学家们采用了多种方法和技术。
1. 水质监测和采样：通过设置水质监测站点，定期对湖泊水体进行监测，并采集水样进行进一步分析实验，以确定水质污染物的种类和浓度。
2. 同位素分析：同位素分析是一种常用的追溯方法，它通过测量和比较水体中不同同位素（如氢、氧、硝酸盐等）的含量和比例，来判断污染物的来源。
3. 溯源技术：利用大气、水体中的污染物离子测定，结合湖泊流域水文、地质等相关数据，采用溯源技术可以初步判断出污染物可能的来源范围，进一步确定污染源。
4. 模型模拟：通过构建污染物输运模型，模拟湖泊水体中污染物的迁移和扩散规律，可以推测出可能的污染源。
三、影响湖泊水质的主要因素湖泊水质受到多种因素的影响，以下是影响湖泊水质的主要因素：1. 水体富营养化：大量的化肥、农药以及城市污水中的营养物质进入湖泊，导致湖泊水体富营养化，产生水华等问题。
2. 有机物和重金属污染：工业废水、生活污水中的有机物和重金属超标排放，对湖泊水质造成严重威胁，甚至危害生态系统健康。
3. 土壤侵蚀和径流污染：由于不合理的农田经营和森林破坏，导致土壤侵蚀和径流污染，使湖泊水质受到严重影响。
基于氮氧同位素技术的黄河上游清水河硝酸盐来源解析裴东艳;谢磊;徐斌;何斐;汪龙眠;唐登勇;庞晴晴;朱翔;彭福全【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2022(42)9【摘要】对清水河灌溉季和非灌溉季各采样点位的水化学指标和硝酸盐的时空分布特征进行分析,运用贝叶斯混合模型MixSIAR模型定量识别了该河流硝酸盐来源,以期了解灌溉对地表水硝酸盐含量的影响.结果表明,清水河水体呈弱碱性,水体氮类以硝酸盐为主,Cl^(-)和SO_(4)^(2-)时空变化特征一致,通过NO_(3)^(-)/Cl^(-)比值和Cl^(-)浓度的关系,结合清水河地区土地利用、工农业生产的实际情况,揭示了清水河水体硝酸盐受生活污水、畜禽养殖和化学氮肥源的影响较大.MixSIAR模型计算结果表明土壤有机氮、化学氮肥和畜禽养殖对灌溉季水体的贡献率较大,分别为24.8%、24.5%和22.8%,生活污水和大气氮沉降的贡献率分别为14.4%和13.6%;而生活污水、畜禽养殖和土壤有机氮对非灌溉季水体的贡献率较大,分别为26.7%、23.4%和20.4%,大气氮沉降和化学氮肥贡献率分别为16.5%和12.9%.农业灌溉增加了地表水硝酸盐的含量,灌溉季中农用氮肥的施用率较高,贡献了主要的硝酸盐;非灌溉季生活污水的贡献率较高.【总页数】7页(P4115-4121)【作者】裴东艳;谢磊;徐斌;何斐;汪龙眠;唐登勇;庞晴晴;朱翔;彭福全【作者单位】南京信息工程大学环境科学与工程学院;生态环境部南京环境科学研究所【正文语种】中文【中图分类】X522【相关文献】1.基于氮氧同位素示踪的滨州市水体硝酸盐污染来源解析2.氮氧稳定同位素技术用于水体中硝酸盐污染来源解析方面的研究进展3.哈尼稻田水体硝酸盐氮、氧同位素特征及硝酸盐来源解析4.基于硝酸盐氮氧同位素的三门峡黄河湿地硝酸盐来源分析5.基于水化学及氮氧同位素技术的硝酸盐来源解析——以鄱阳湖湿地为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多种同位素追踪水体硝酸盐污染来源吴娜娜;钱虹;李亚峰;王宇思【摘要】The principle of isotope tracer technique and the typical range of nitrate in the δ15N and δ18O are summarized.The method of combining different isotopes to identify the sources of nitrate pollution in water is described.The direction of future development in this field is discussed.%概括了同位素示踪技术的原理并总结了硝酸盐中的δ15 N和δ18 O的典型值域范围,阐述了多种同位素联合识别水体中硝酸盐污染来源的方法,并对该领域未来的发展方向进行了讨论与展望.【期刊名称】《沈阳大学学报》【年(卷),期】2017(029)002【总页数】4页(P103-106)【关键词】水体;硝酸盐污染;氮同位素;氧同位素【作者】吴娜娜;钱虹;李亚峰;王宇思【作者单位】沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;中国能源建设集团辽宁电力勘测设计院有限公司,辽宁沈阳 110179【正文语种】中文【中图分类】X7水体硝酸盐污染成为越来越受关注的环境问题之一.近年来,污染物的排放越来越多,使得水体中硝酸盐的浓度不断增加[1].高浓度的硝酸盐进入人体后,被还原为亚硝酸盐,与人体血液作用,使人缺氧中毒[2].过量氮素进入水体后,会引起水体的富营养化[3] (赤潮、水华等).水体自身的净化能力只能去除部分硝酸盐,而大量的硝酸盐污染物仍存在于被污染水体中[4].因此,识别水体中硝酸盐污染的来源并有效治理被污染的水体对人类健康和环境安全有至关重要的作用.水体中硝酸盐的来源及其转化存在多样性,仅用常规分析方法通常无法识别不同来源的氮污染.稳定同位素技术的建立为弥补上述不足提供了可能性.同位素是指具有相同质子数,不同中子数的原子.自然界中许多元素都有同位素,每种同位素在这种元素的所有天然同位素中所占的比例用丰度表示[5].下面以氮元素为例,氮元素存在2种稳定同位素,分别是14 N和15 N.在空气中,14 N的相对丰度为99.633%,而15 N的相对丰度仅占0.366%.在大气中,即使不同的地域高度,15N/14N(丰度比)是一个常数为1/272 [6].因此,检测不同含氮物质氮同位素组成时,可将大气氮标准作为参考值[7].含氮(氧)物质的同位素比值相对大小的符号用δ样品(‰,air)表示,其定义为:式中:δ样品和δ标准分别表示样品中和标准物质中15 N/14 N或18O/16O的比值.不同的含氮物质的δ15N 值存在差异,同位素示踪技术就是利用不同的δ15N值来识别硝酸盐污染的来源.然而,同位素会以不同比例在不同的物质间分配,即同位素的分馏作用[8].影响同位素的分馏的因素很多,包括酸碱度、pH值、温度、检测条件、中间产物等[9-10].2.1 水体中不同来源硝酸盐氮同位素值域由于不同来源的硝酸盐具有不同的δ15N值,所以起初利用δ15N值来定性追踪硝酸盐污染来源.Kolh[11]是第一位利用15N进行硝酸盐污染研究的,用估算化肥对桑加蒙河(Illinois,美国)的贡献,利用比较简单的混合模型估算出化肥的贡献率为55%.然而Kreitler[12] 并不完全接受Kolh的方法,1975年他考虑氮肥在土壤带中的分馏效应、土壤中氮同位素的空间变异性、不同类型氮肥同位素组成的变化和其他氮源如降雨的影响,分别采集了德克萨斯州兰纳尔斯郡和密苏里州马孔郡的地下水,利用氮同位素追踪了两地地下水硝酸盐污染来源,发现它们具有显著的氮同位素组成差异,前者为+2‰～+8‰,后者为+10‰～+20‰.故得出结论土壤有机氮矿化是德克萨斯州兰纳尔斯郡地下水硝酸盐污染主要来源,而动物粪便降解是密苏里州马孔郡地下水硝酸盐污染主要来源.国内对于利用稳定同位素追踪水体硝酸盐污染的研究起步较晚,邵益生[13]等人在1992年率先利用硝酸盐氮稳定同位素分析技术研究北京郊区污灌对地下水氮污染的影响.同年焦鹏程等人利用氮稳定同位素示踪技术研究石家庄市地下水中硝酸盐来源.在此基础上,张翠云[14]等人在2004年利用氮同位素追踪石家庄某地区地下水的硝酸盐污染来源情况,测得该地区地下水中δ15N值域为+4.53‰～+25.36‰,其均值为+9.94‰±4.40‰(n=34),认为该地区地下水硝酸盐污染主要来自粪肥和污水.随着对同位素识别硝酸盐污染的研究不断深入,不同硝酸盐污染源的氮同位素值域范围发生了一定的改变,在此前研究的基础上重新总结了不同污染源硝酸盐氮同位素的值域范围(见表1).由表1可以看出,不同污染来源的硝酸盐的氮同位素δ15N的值域存在重叠的情况,因此单利用氮同位素追踪水体中硝酸盐污染不能准确判断污染来源.为了探索更完善的检测方法,开始对硝酸盐中氧同位素的值域范围进行研究.2.2 水体中不同来源硝酸盐氧同位素值域环境中氧的同位素主要以16 O、17 O和18 O的形式存在,相对丰度分别为99.76% 、 0.04% 和 0.20% .测定氧同位素时,通常采用维也纳标准海洋水(VSMOW)作为标准物.δ18 O 的值计算方法同氮同位素.通过阅读大量文献,总结出了不同污染源硝酸盐氧同位素的值域范围(见表2),可分为三大类[15-17]:①大气沉降作用;②硝态氮肥;③土壤微生物的硝化作用而产生的硝酸盐(包括氨态氮肥、土壤中的氮、粪肥和污废水中的硝酸盐以及雨水中的氨).由表2可以看出,不同来源的硝酸盐氧同位素的值域范围有明显差别,几乎不存在值域范围重叠的现象,故相对于利用氮同位素识别硝酸盐污染的来源,利用氮和氧两种同位素识别水中硝酸盐污染来源在理论上更加精确.然而实际工作中测试值,且往往超出这一范围较多.故又探索利用多种同位素联合识别水体中硝酸盐的污染来源. 由于同位素分馏作用的存在,使得硝酸盐中最初的δ15N和δ18 O值发生改变,所以使用中δ15N和δ18 O方法准确识别水体中硝酸盐污染来源比较困难.随着技术的发展,硼的同位素受到研究人员的重视.Komor[18]最早发现B-和水中的可以共同迁移并证实了这一发现.其后,研究发现硼元素不受转化过程的影响(只有在黏土矿物的吸附过程中才有发生分馏现象的可能).利用硼同位素的这些性质,Widory等[19-20]利用了δ11B和硝酸盐δ15N联合识别技术追踪了不同地质条件下的法国地下水中硝酸盐污染的主要来源.以此证实了硼、氮联用可用于氮来源的研究;Seiler等[21]、Xue等[22]联合用δ15N、δ18 O和δ11B,分别追踪了美国内华达州地下水中和比利时佛兰德斯地区地表水中硝酸盐污染来源.此后开始探索更多的同位素联用,发现利用硝酸盐的δ17O可以较为准确的区分来自大气沉降和其他污染来源[23].Abrams等[24] 在研究意大利马里亚诺环礁湖流域硝酸盐污染的来源时,对中的δ15N、δ17O和中的δ18 O和δ34S以及H2O中的δ2H和δ18O进行多种同位素示踪和一些离子浓度的追踪,最终测得该流域水中的硝酸盐污染不仅来源于大气沉降作用和农药化肥等的使用,还来自于城市污废水的排放和硝化作用等.此外,Heaton等[25]在马耳他地下水中硝酸盐的污染来源的研究中利用中的δ15N和δ18 O,H2O中的δ2H和δ18 O同位素测得该地地下水中氮污染主要来源于化肥、粪肥、污水和土壤氮.为了从根本上解决硝酸盐污染,保证水环境安全,识别水体中污染的来源是大势所趋.因此,深入研究利用同位素示踪技术识别硝酸盐来源的方法具有重要的意义.由于不同来源的氮污染,有不同的δ15N和δ18 O值域范围,故可利用氮氧同位素追踪技术识别硝酸盐污染的来源.然而,有些氮污染来源的δ15N和δ18 O存在重叠,故氮氧同位素识别硝酸盐污染来源不够精确.研究逐渐发现,利用δ15N和δ11B,δ15N、δ18 O和δ11B,δ15N、δ18 O和δ17O,δ2H和δ18 O,δ34S和δ18 O等联合同位素示踪技术识别不同水体中硝酸盐的污染来源,一定程度上提高了同位素识别硝酸盐污染来源的准确性.虽然目前可以利用多种同位素识别水体中硝酸盐的来源,但是识别的精确度却不能满足研究的需要,需要在不断优化现有方法的同时提出新方法.由于同位素分馏作用的存在,使得识别硝酸盐来源的结果与真实情况有所差异,所以应加强对同位素分馏作用的判别并对分馏过程进行定量化,最大程度地减小分馏过程对同位素判源方法准确性的影响.分馏过程定量化和利用相关模型定量识别水体中硝酸盐污染应该是以后深入研究的主要方向.[ 1 ] 毛巍,梁志伟,李伟,等. 利用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源研究进展[J]. 应用生态学报, 2013,24(4):1146-1152. 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