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《中国地质大学(北京)》 2013年
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浑河傍河区地下水水化学特征及氮污染来源同位素识别

沈杨  
【摘要】:傍河水源地是我国北方地区常见的地下水开发类型之一,近年来由于水资源匮乏和水坏境恶化等问题对该类型水源地构成了严重威胁。充分掌握地下水水化学特征,辨识其污染来源,对于科学开发利用傍河水源地,防治地下水污染具备十分重要的意义。本研究旨在查明沈阳李官堡傍河水源地的水化学变化特征与污染来源,在对该水源地开展野外污染调查、水化学样品采集等工作的基础上,结合聚类分析和因子分析两种多元统计分析方法对研究区地下水环境进行系统分析,同时运用硝酸盐氮的氮氧同位素技术进一步识别区内氮素污染来源。主要得出以下结论: ⑴水化学类型分析和水化学聚类分析表明:研究区南北两部地下水的水化学特征差异明显,南部特征为Eh值偏低,pH值偏高,处于相对还原环境中,为NH_4~+浓度高值区,以HCO_3·SO_4-Ca·Na型地下水为主;而北部特征为Eh值偏高,pH值偏低,处于相对氧化环境中,为TDS、Cl-和NO_3~-浓度高值区,除存在Cl·SO_4-Ca·Na型和SO_4·Cl-Ca·Na型地下水之外,还混有HCO_3·SO_4-Ca·Na型地下水。 ⑵水化学因子分析结果说明:研究区地下水水化学特征主要受三组因子控制,依次为浑河影响较小的矿物风化溶解、阳离子交换作用、地表污染物的淋溶等水化学作用;受浑河下渗作用影响较大的容易产生NH_4~+污染的水化学特征分布区;受Fe、Mn共存的氧化还原环境控制的水化学特征分布区。据各因子控制区分布特征推断出南部NH_4~+污染主要来源于浑河下渗与农业活动;北部NO_3~-和NH_4~+污染主要来源于居民日常生活和工业活动等地表污染的垂向入渗。 ⑶改善后的反硝化细菌法样品中NO_3~-的总量最低限为15ug,δ~(15)N的测试精度较优,标准偏差优于0.780‰,δ~(18)O的测试精度较差,一般优于1.805‰。此外,利用0.1MKCL和超纯水这两种不同的浸提液前处理土壤样品对δ~(15)N和δ~(18)O测试结果无较大影响。 ⑷氮氧同位素分析结果说明:南北两区NO_3~-的来源差异性不是很大。地下水中NO_3~-主要来源于粪便污水,少部分来源于氨肥施用。南部表层土壤中NO_3~-则主要来源于土壤铵和氨肥,少量来源于氮肥;北部表层土壤中NO_3~-主要来源于粪便污水。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X523

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