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15N和18O在桂林巖溶水氮污染源示蹤中的應用

2014-08-07 14:10王開然姜光輝邊紅燕吉林大學地下水資源與環(huán)境教育部重點實驗室吉林長春00中國地質(zhì)科學院巖溶地質(zhì)研究所巖溶動力學重點實驗室廣西桂林54004貴州師范大學中國南方喀斯特研究院貴州貴陽55000
中國環(huán)境科學 2014年9期
關鍵詞:東區(qū)硝酸鹽同位素

王開然,郭 芳,姜光輝*,邊紅燕(.吉林大學地下水資源與環(huán)境教育部重點實驗室,吉林 長春 00;.中國地質(zhì)科學院巖溶地質(zhì)研究所巖溶動力學重點實驗室,廣西 桂林 54004;.貴州師范大學中國南方喀斯特研究院,貴州 貴陽 55000)

15N和18O在桂林巖溶水氮污染源示蹤中的應用

王開然1,郭 芳2,姜光輝2*,邊紅燕3(1.吉林大學地下水資源與環(huán)境教育部重點實驗室,吉林 長春 130021;2.中國地質(zhì)科學院巖溶地質(zhì)研究所巖溶動力學重點實驗室,廣西 桂林 541004;3.貴州師范大學中國南方喀斯特研究院,貴州 貴陽 550001)

為確定桂林東區(qū)巖溶含水層氮污染特征及其遷移轉(zhuǎn)化過程,選擇桂林東區(qū)地下水與地表水共27個采樣點,分別在雨季和旱季進行取樣分析.結果顯示:桂林東區(qū)地下水NO3--N污染較嚴重,是最主要的無機氮形態(tài).雨季地下水采樣點的NO3--N平均濃度為12.5mg/L,超過了世界衛(wèi)生組織的地下水飲用標準界限(10mg/L);旱季地下水采樣點的NO3--N平均含量為8.8mg/L,雖有明顯的降低,但也瀕臨超標.而少數(shù)地表水采樣點由于受到直接排污影響,NH4+和NO2-濃度較高,其余離子濃度均較低.該區(qū)地下水中硝酸鹽的δ15N值范圍在5‰~25‰,δ18O值范圍在5‰~10‰,表明該區(qū)地下水硝酸鹽來源為家畜糞便和生活污水,也可能有土壤有機氮和化肥的混合,并發(fā)生微生物的硝化作用產(chǎn)生同位素分餾.其中一部分采樣點NO3-的N、O同位素比值在1.3~2.1的變化范圍內(nèi),而另有一部分采樣點NO3-的N、O同位素比值不在這個范圍之內(nèi),表明該區(qū)地下水中反硝化作用并不明顯,存在空間差異性.

氮氧同位素;氮污染;遷移轉(zhuǎn)化;桂林東區(qū);巖溶水

巖溶水在我國西南巖溶區(qū)的水資源中占據(jù)著極其重要的位置,是該地區(qū)居民生產(chǎn)和生活的主要水源.然而巖溶區(qū)由于地表、地下雙層結構的存在,雨水、地表水和地下水轉(zhuǎn)換迅速,而很薄或缺乏土壤層的覆蓋以及落水洞、溶隙、漏斗等的發(fā)育,導致巖溶地下含水系統(tǒng)抗污染能力極差,其自然狀態(tài)極易受到破壞乃至水質(zhì)受到污染[1].許多研究表明地下河中硝態(tài)氮含量不斷增加是水質(zhì)惡化的主要表現(xiàn)之一[2-5].飲用水中硝態(tài)氮含量過高容易造成兒童患高鐵血紅蛋白癥,成人患胃癌、食管癌等,威脅人類健康[6-9].因此查明硝態(tài)氮的來源、了解三氮在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化過程是控制、治理地下水硝酸鹽污染的前提.

目前針對巖溶區(qū)特別是峰林平原區(qū)的相關氮污染研究和報道并不多見,而經(jīng)濟的快速發(fā)展與水質(zhì)的惡化矛盾已經(jīng)凸顯.利用 NO3-中的 15N和18O雙同位素對硝酸鹽污染進行示蹤研究是當前地下水污染研究的一個重要方向.通過測定地下水中NO3-的δ15N和δ18O值不僅能夠有效識別不同的氮污染源,而且為研究NO3-在地下水中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律提供了更加有效的技術手段.由于反硝化作用使得15N判斷氮的來源的準確性受到制約,而硝酸鹽中的18O同位素可以有效地識別反硝化作用的發(fā)生,在某些情況下可以彌補氮同位素組成無顯著差別的不足,因此在分析硝酸鹽污染來源時,可采用同時測定硝酸鹽中δ15N和 δ18O值的方法.受糞肥污染者具有高 NO3--N濃度和高δ15N值的雙高特征;受化肥或者工業(yè)廢水污染者具有高NO3--N濃度和低δ15N值特征;受生活污水和墾植土污染者具有中等NO3--N濃度和中等δ15N值特征;受反硝化作用影響者δ15N值和NO3--N濃度呈反比[10].

本研究區(qū)位于桂林東區(qū)的南部,屬于城郊,工農(nóng)業(yè)活動比較多,可推斷區(qū)內(nèi)地表水與地下水中的氮污染跟人類活動緊密相關[11],但具體的氮污染來源要通過水文地質(zhì)條件和水化學等指標并結合同位素示蹤方法進行分析才能確定.

1 研究區(qū)概況

桂林東區(qū)處于桂林巖溶盆地中,位于漓江東岸,屬典型的峰林平原地形,是地下水的主要徑流區(qū),其東部為峰叢洼地,是地下水的補給區(qū),漓江為該區(qū)地下水的排泄基準面(圖1).本區(qū)地處低緯,平均海拔 150m,年平均氣溫為 18.9℃.年平均降雨量1949.5mm.平均蒸發(fā)量1490~1905mm.屬中亞熱帶季風氣候.

圖1 研究區(qū)水文地質(zhì)剖面示意[12]Fig.1 Schematic map of hydrogeology profile in the study area[12]

桂林東區(qū)巖溶十分發(fā)育,含豐富的地下水,其地下水主要由大氣降水補給.泥盆系碳酸鹽巖在該區(qū)分布廣泛,巖性主要為灰?guī)r,該區(qū)的碳酸鹽巖除局部地段裸露外,大部分被第四系覆蓋,石灰土的土層較薄且平均厚度小于 1m,峰林平原上分布有水稻土且土層較厚,約為1~5m.

2 采樣與分析

2012年6 月和12月分別在桂林東區(qū)采集地下水樣品16個、地表水樣品11個,共54個樣品,進行水質(zhì)分析測試.水樣采自城郊村莊內(nèi)的水井、水塘、河渠、泉水、腳洞等(圖4),并選取14個硝酸鹽含量較高的地下水采樣點采集氮氧同位素樣品,每個采樣點各5L.現(xiàn)場采用德國WTW公司Multi340i便攜式水質(zhì)多參數(shù)分析儀測試水溫(T)、pH值、電導率(EC)、ρ(DO)、氧化還原電位(Eh);采用德國 Merck公司生產(chǎn)的硬度計和堿度計測試ρ(Ca2+)和ρ(HCO3-).

在實驗室內(nèi),利用 ICP-OES(美國 Perkin-Elmer公司)測定K+、Na+等陽離子.利用離子色譜儀(戴安 ICS3000)測定 Cl-、SO42-等陰離子,此外,NO3-采用紫外分光光度法;NO2-采用 a-萘胺比色法;NH4+采用納氏試劑光度法.測試工作在中國地質(zhì)科學院巖溶地質(zhì)研究所實驗測試中心完成.

水樣氮氧同位素樣品制備采用AgNO3法,將制備好的無水 AgNO3固體樣品一部分應用EA-IRMS在線系統(tǒng),經(jīng)氧化、還原,將樣品中氮轉(zhuǎn)化為氮氣,另一部分應用TCEA-IRMS在線系統(tǒng),經(jīng)高溫裂解,將樣品中的氧轉(zhuǎn)化為CO氣體,分別送入質(zhì)譜儀進行氮氧同位素分析.氮氧同位素由元素分析儀 EA-Conflo-Delta-Plus聯(lián)機測試,并與大氣中的N2相對應:

δ15N(‰,air)=[(14N/15N)Sample/(14N/15N)air?1]×1000 δ15N和δ18O值測定由中國科學院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室完成,國際標準IAEA-NO3(KNO3)的分析精度δ15N優(yōu)于± 0.3‰,δ18O優(yōu)于±0.5‰.

3 結果與討論

3.1 三氮分布特征

從雨季6月份的監(jiān)測結果(表1)來看,桂林東區(qū)水體硝態(tài)氮污染已瀕臨較嚴重水平,特別是地下水,16個地下水樣品中硝態(tài)氮平均含量為12.5mg/L,最高值可達46.7mg/L.按照世界衛(wèi)生組織的標準(10mg/L),該區(qū)地下水水質(zhì)達標率為61.1%,由此可以看出,6月份該區(qū)地下水水質(zhì)多數(shù)是達標的,但如果農(nóng)業(yè)面源污染及其他點源污染不加以控制,地下水水質(zhì)很容易惡化.在 16個地下水樣品中,有8個是村民飲用水井,硝態(tài)氮平均含量為24.8mg/L,有7個飲用水井硝態(tài)氮含量在 10mg/L以上.超標率為 87.5%,嚴重超標率為62.5%,這表明該地區(qū)村民飲用水中硝酸鹽污染非常嚴重,使村民的身體健康面臨著極大的威脅.而在所采集的 9個地表水樣中,硝態(tài)氮含量平均為 1.6mg/L,最高值為 3.0mg/L,都屬于優(yōu)級和良級的水平,基本上不存在硝酸鹽污染.

而在 12月份枯水季節(jié),16個地下水樣品中硝態(tài)氮平均含量為8.8mg/L,最高值為40.5mg/L,最低值為0.31mg/L,達標率為62.8%.與6月份檢測數(shù)據(jù)相比,雖然地下水中硝酸鹽氮含量的達標率基本相同,但平均含量大幅降低,水質(zhì)存在明顯好轉(zhuǎn)的趨勢.

在6月份所采集的11個地表水水樣中,只有3個樣點檢測出氨氮的存在,分別是五所水塘(0.06mg/L),玉湖苑水渠(0.58mg/L)和江背村水塘(0.3mg/L),而其余取樣點均未檢測出氨氮的存在,即小于0.02mg/L;在16個地下水取樣點中,僅有高速路溶井(0.06mg/L)和衛(wèi)家渡壓水井(0.02mg/L)兩個樣點檢測到了氨氮,且含量較低.與豐水期相比較,12月份枯水期的氨氮含量有明顯的升高,地表水取樣點中除了磚場水塘未檢測出外,其余各點均檢測到了氨氮的存在,其含量為0.06~0.99mg/L,平均為 0.47mg/L;而大部分的地下水取樣點也有氨氮的存在,其含量為 0.02~0.067mg/L,平均為0.14mg/L.

從全年來看,雖然該區(qū)地表水和地下水中氨氮含量并不高,平均水平符合水質(zhì)標準,但是從巖溶區(qū)特殊的水文地質(zhì)條件以及氮循環(huán)的角度來看,還是存在較大的污染風險.

研究區(qū)淺層地下水中除去未檢測出的樣品外,亞硝態(tài)氮濃度范圍 6月份豐水期為 0.001~0.55mg/L,平均為0.052mg/L;12月份枯水期濃度范圍為0.001~0.073mg/L,平均含量0.015mg/L.而在地表水中,亞硝態(tài)氮濃度范圍6月份為0.002~ 0.466mg/L,平均為 0.147mg/L;12月份濃度范圍為0.011~0.142mg/L,平均為0.072mg/L.

表1 研究區(qū)水化學指標及不同形態(tài)氮含量Table 1 Hydrochemical index and three nitrogen contents in the study area

3.2 地下水中硝酸鹽的來源與遷移轉(zhuǎn)化

3.2.1 潛在的硝酸鹽污染源特征 桂林東區(qū)潛在的硝酸鹽污染源可能包括土壤有機氮、化學肥料、動物排泄物以及工廠廢水等.桂林東區(qū)耕作土富有機質(zhì),有機質(zhì)首先礦化轉(zhuǎn)化為氨,氨再經(jīng)亞硝化反應和硝化反應轉(zhuǎn)化為硝酸鹽[13].一般來講,如果環(huán)境中沒有大量NH4+積累,礦化和硝化作用產(chǎn)生的硝酸鹽的δ15N值與初始反應物質(zhì)的δ15N值一致,具有較小的同位素分餾.因為大量 NH4+在環(huán)境中積累,反應不完全,一方面會毒害環(huán)境中的微生物,中止或減緩生化反應;另一方面由于同位素動力學分餾將使產(chǎn)物硝酸根富集14N.在本研究中,絕大多數(shù)地下水樣品中具有較少量的NH4+,上述幾個反應帶來的同位素分餾可以認為是不顯著的.鑒于雨水中具有較低含量的 NH4+,且是主要的氮素形態(tài),而硝酸鹽含量也非常低,雨水在稀釋地下水的同時不可能成為主要的地下水硝酸鹽來源.桂林東區(qū)位于城市郊區(qū),主要人類活動為養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)及手工業(yè),造成了較嚴重的點源污染,是硝酸鹽含量分布差異較大的主要原因.

3.2.2 地下水硝酸鹽污染來源的辨識 從該區(qū)地下水硝酸鹽的氮氧同位素特征值(圖2)可以看出,δ15N值范圍在5‰~25‰,δ18O值范圍在5‰~10‰,表明該區(qū)地下水硝酸鹽來源為家畜糞便和生活污水,也可能有土壤有機氮和化肥的混合,并發(fā)生微生物的硝化作用產(chǎn)生同位素分餾.

圖2 硝酸鹽氮氧同位素特征值Fig.2 Eigenvalue of nitrate nitrogen and oxygen isotope

圖3 研究區(qū)地下水15N等值線Fig.3 Contour of15N in groundwater in the study area

從圖3可以看出,δ15N值小于10‰的等值線主要分布在東部山前地帶,并且該地帶硝態(tài)氮濃度比較低.隨著地下水運移的路徑,δ15N值逐漸增大,而硝態(tài)氮濃度的平均值也是逐漸升高.其中大路村榕樹井和莊家村提水井的δ15N值比較高,而硝態(tài)氮濃度較低,說明這些取樣點地下水中 NO3-主要來源于土壤有機氮的礦化.其他取樣點具有中等或較高的δ15N值和NO3--N濃度,表明這些取樣點地下水中 NO3-另有來源,主要為糞便、生活生產(chǎn)污水以及農(nóng)業(yè)施肥.說明該區(qū)地下水硝酸鹽污染與地下水的運移以及人類活動密切相關.

3.2.3 地下水反硝化作用的判斷 由于地下水中反硝化作用的存在可導致 N同位素分餾,所以識別反硝化作用將有助于排除分餾對氮源辨別的干擾.一般判定是否發(fā)生反硝化作用,除上述幾種同位素技術外,還應結合其他方法,如:對硝酸鹽濃度的測定,分析其與δ18O、δ15N之間的相關關系;判斷地下水中是否存在滿足反硝化作用發(fā)生的條件,包括對酸堿度、氧化還原條件、溶解氧含量等的檢測.除此之外,反硝化過程的途徑也需進一步的研究,以便確定不同中間產(chǎn)物同位素的組成情況.另外,進一步研究氧同位素的分餾情況,有助于直接使用同位素技術識別反硝化作用[14].

從圖4可以看出,桂林東區(qū)地下水從東向西,氮污染載荷有逐漸加重的趨勢,該區(qū)東部位于山前地帶,受人類活動影響極小,而向西的徑流區(qū)內(nèi)多分布有村莊和工廠,農(nóng)田、水塘、養(yǎng)殖場密布,地表河渠貫穿南北,這也暗示了該區(qū)生活污水和糞水來源的氮對地下水氮污染的貢獻較大.當潛水面埋藏較淺,土壤潮濕,透氣性差或非飽和帶顆粒粗細相間,土壤水 Eh<+250mV,土壤水含氧量小于0.2mg/L時,最有利于反硝化作用的進行,此時地下水中硝態(tài)氮將被逐步還原[10].由桂林東區(qū)地下水的環(huán)境化學指標可知,該區(qū)地下水所處的環(huán)境有利于反硝化作用進行.桂林東區(qū)所取地下水樣品中的 δ15N值一般都大于+10‰,如此高的同位素值說明氮污染源為人畜糞便或生活廢水.其δ15N-1/[NO3--N]與δ18O-1/[NO3--N]均呈線性正相關.NO3-的δ18O值也主要落在人畜糞便或生活廢水區(qū)間.一部分采樣點NO3-的N、O同位素比值在1.3~2.1的變化范圍內(nèi),基本上可證明反硝化作用的存在;而另有一部分采樣點NO3-的N、O同位素比值不在這個范圍之內(nèi)(表2),表明這部分采樣點中反硝化作用不是影響同位素變化的主要因素.而且還可以看出,發(fā)生反硝化作用的采樣點一般分布在受污染較嚴重的徑流排泄區(qū),反硝化作用不明顯的采樣點一般位于補給區(qū)的山前地帶.

圖4 研究區(qū)水體NO3--N濃度(mg/L)空間分布特征Fig.4 Spatial distribution of water NO3--N concentration(mg/L)in the study area

表2 各采樣點的N、O同位素比值Table 2 N and O isotope ratios for sampling points

由圖5可以看出,桂林東區(qū)地下水中NO-的3δ15N值和δ18O值均與NO3--N的濃度的倒數(shù)呈正相關,表明井水中的NO3--N屬于混合來源,13個地下水樣品 δ15N平均值為 13.52‰,較高的δ15N值域落在糞便或含糞便的污水區(qū)域,再次說明人畜糞便和生活污水是該區(qū)淺層地下水中 N的主要污染源,其他來源的N(包括土壤有機氮和化肥)的比例相對較少,可能有少部分的混合.

反硝化是受硝酸鹽污染地下水中重要的水體自凈過程,并且由于地下環(huán)境缺氧等而普遍存在.水中氧含量的多少是衡量水體自凈能力的一個指標,在反硝化作用過程中,其可與 NO3--N競爭成為電子受體,從而影響反硝化作用的進行.Gillham 等[15]在野外調(diào)查研究中經(jīng)統(tǒng)計分析認為,地下水環(huán)境中反硝化作用的 ρ(DO)上限為2.0mg/L;Desimone等[16]對地下水NO3--N污染暈的監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn),在DO濃度為2~6mg/L的條件下仍有反硝化作用的存在,但反硝化速率很小.根據(jù)所測的 DO濃度發(fā)現(xiàn),除 g1、g2采樣點的ρ(DO)>6.0mg/L外,其余各點的ρ(DO)均在1.33~5.24mg/L的范圍內(nèi),平均值為 3.65mg/L;而地表水中DO濃度在0.82~12.91mg/L之間,平均值為6.54mg/L.總體來說地表水中的 ρ(DO)高于地下水,這是由于地下水處于一個相對封閉的環(huán)境,隨著硝化作用的進行,逐漸消耗水中的 DO;而地表水相對來說比較開放,可不斷接受空氣中氧的補給.因此,在包氣帶通氣性良好的環(huán)境中,NO3--N是氮污染的主要存在形態(tài);在飽水巖層缺氧的還原性環(huán)境中,NH4+-N是污染地下水氮素的主要存在形態(tài)[17].本研究發(fā)現(xiàn),桂林東區(qū)地下水中 DO與硝酸鹽的 δ15N值呈負相關關系(圖 6),說明地下水環(huán)境中反硝化消耗了一定量的硝酸鹽.其分餾常數(shù)可以用簡化了的瑞利方程[18]表示:

式中:δs為反應剩余底物的 δ15N;δs,0為反應初始底物的δ15N;ε為分餾常數(shù);f為反應分數(shù);s為剩余底物濃度;s0為初始底物濃度.

實際上,由于一系列生物地球化學的反應,實際進入地下水中的硝酸鹽濃度較難確定,特別是在巖溶區(qū),地下水對降水的響應速度非???暴雨或持續(xù)降雨可使硝酸鹽快速下滲到地下水中.因此可以把雨季地下水中的硝酸鹽濃度當作反硝化作用的初始濃度,枯水季節(jié)地下水中的硝酸鹽濃度作為反應剩余底物的濃度.由此可計算出分餾常數(shù)為-3.1‰.并且由公式 δ18ONO3= 2/3δ18OH2O+ 1/3δ18OO2可計算出反硝化前的δ18O初始值為1.28‰.

本研究中,地下水與地表水中溶解有機碳(DOC)的平均濃度為 6.8mg/L,較高的有機碳含量可能是地下水中反硝化作用的促進因素,但是反硝化對氮同位素的影響也許不是主要的,還需進一步的研究證實.

圖5 桂林東區(qū)地下水δ15N-1/[NO3--N]和δ18O-1/[NO3--N]關系Fig.5 Relationships of δ15N, δ18O and 1/[NO3--N]for groundwater in the study area

圖6 DO與δ15N-NO3-(‰)的相關關系Fig.6 Relationship between δ15N-NO3-and dissolved oxygen

在氮氧同位素樣品取樣時段,桂林東區(qū)地下水的氧化還原電位平均為189.89mV,地表水的氧化還原電位平均為 184.08mV,均遠低于 250mV,也為反硝化作用的發(fā)生提供了有利條件.此外,據(jù)王松等[19]利用氮氧同位素對桂林寨底地下河硝酸鹽來源的研究顯示δ15N與δ18O線性關系不明顯(線性比不在1.3~2.1范圍內(nèi)),表明地下河水在運移過程中反硝化作用較弱,也可作為該地區(qū)硝酸鹽存在狀態(tài)的一個參考.

4 結論

4.1 桂林東區(qū)峰林平原巖溶水系統(tǒng)氮污染存在較大的風險.從調(diào)查結果看,6月份桂林東區(qū)地下水中硝態(tài)氮含量平均值為 12.52mg/L,超標率為38.8%,而在12月份的旱季,該區(qū)水體中硝態(tài)氮含量較低,僅有少數(shù)采樣點的硝酸鹽含量超標;旱季和雨季的氨氮和亞硝態(tài)氮含量均較低,雖然氨氮和亞硝態(tài)氮含量在旱季有所增加,但基本未超標.

4.2 根據(jù)該區(qū)地下水中硝酸鹽氮氧同位素特征可知,該區(qū)地下水硝酸鹽來源為家畜糞便和生活污水,也可能有土壤有機氮和化肥的混合.該區(qū)地下水中反硝化作用較弱,存在空間差異性,發(fā)生反硝化作用較明顯的采樣點一般分布在受污染較嚴重的居民生活區(qū),而反硝化作用不明顯的采樣點一般位于補給區(qū)的山前地帶,基本沒有人類活動.

4.3 通過對該區(qū)地下水中溶解氧含量及氧化還原電位的監(jiān)測,該區(qū)地下水中反硝化作用的速率比較慢.另外,在氮氧同位素樣品取樣時段,桂林東區(qū)地下水與地表水的氧化還原電位均低于250mV,還原性物質(zhì)含量較高,為反硝化作用的發(fā)生提供了可能的條件.

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致謝:感謝巖溶所測試中心和中國科學院地環(huán)所同位素實驗室在樣品測試方面的幫助,感謝陳國富、周文亮、張紅波、梁毅等在野外取樣中的幫助.

Application of15N and18O to nitrogen pollution source in karst water in Eastern Guilin.

WANG Kai-ran1, GUO

Fang2, JIANG Guang-hui2*, BIAN Hong-yan3(1.Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130021, China;2.Institute of Karst Geology, Key Laboratory of Karst Dynamics, Guilin 541004, China;3.Institute of South China Karst, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China). China Environmental Science, 2014,34(9):2223~2230

To determine the characteristics of nitrogen contamination and its migration conversion process in Eastern Guilin karst aquifer, 27 samples of ground and surface water were collected during the rainy season and dry season respectively. The results showed that as the main form of inorganic nitrogen, NO3--N of groundwater in Eastern Guilin was highly contaminated. In rainy season, average concentration of NO3--N was 12.5mg/L for the groundwater samples, exceeding groundwater drinking standard line (10mg/L) suggested by the world health organization (WHO). In dry season, the average concentration of NO3--N in groundwater was 8.8mg/L. Although it had a significant decrease, also it still stayed on the verge of the limitation. Only a few surface water samples had high concentration of NH4+and NO2-due to directly discharged of the sewage, while the concentration of NO3-were low. In this region, δ15N values of nitrates in groundwater ranged from 5‰~25‰, and the values of δ18O ranged from 5‰~10‰, indicating that nitrate source of the groundwater were livestock excrement and living sewage, and also probability of fertilizer and soil organic nitrogen-mixing. At the same time, isotope fractionation generated by microbial nitrification couldn’t be ignored. N and O isotope ratios in part of the sample points were in the range of 1.3~2.1, while another part of the samples were not within this range, indicating that the denitrification was not distinct in the groundwater, and it had spatial heterogeneity.

N and O isotopes;nitrogen pollution;migration and transformation;Eastern Guilin;karst water

P64,X523

A

1000-6923(2014)09-2223-08

王開然(1987-)男,山東陽谷人,吉林大學博士研究生,主要從事水文地質(zhì),地下水污染等方面的研究.

《中國環(huán)境科學》獲評“RCCSE中國權威學術期刊(A+)”

2013-12-05

中國地質(zhì)調(diào)查項目(1212010916063);國家自然科學基金資助項目(41102161,41172231)

* 責任作者, 副研究員, bmnxz@126.com

《中國環(huán)境科學》在武漢大學中國科學評價研究中心發(fā)布的第三屆中國學術期刊評價中被評為“RCCSE中國權威學術期刊(A+)”.中國學術期刊評價按照各期刊的各指標綜合得分排名,將排序期刊分為A+、A、A-、B+、B、C 6個等級,評價的6448種中文學術期刊中有1939種學術期刊進入核心期刊區(qū),其中權威期刊(A+)327種,核心期刊(A)964種,擴展核心期刊(A-)648種.此次獲得“RCCSE中國權威學術期刊(A+)”稱號的環(huán)境類期刊有3種.

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