渭河流域关中段地表水硝酸盐时空变化及其来源辨析

摘要

地表水是人类赖以生存的一种重要物质资源。地表水水质对于沿岸居民的生活用水安全及水生态环境的健康有着直接的影响。目前，随着工业化和城市化的发展，地表水污染日趋严重，威胁着生态环境、人类健康和经济社会的发展。硝酸盐是最主要的地表水污染物之一。地表水硝酸盐污染问题已引起全世界的广泛关注，尤其是对于干旱和半干旱等缺水地区而言。地表水中硝酸盐污染具有多源性、随机性、复杂性及不确定性等特点，因此开展地表水硝酸盐分布特征研究及其源解析对于维持河流健康和保障人类饮水安全具有十分重要的现实意义。本研究选取渭河流域关中段主要河流作为研究对象，结合野外现场实验和室内测试分析，运用水化学和同位素方法研究渭河流域关中段地表水硝酸盐的时空分布特征，揭示地表水硝酸盐主要来源及成因。论文主要成果和研究结论如下:
　　1.在春季、夏季、秋季和冬季渭河流域关中段地表水硝态氮平均含量分别为9.1mg/L、4.5mg/L、8.6mg/L和9.3mg/L，整体低于国家饮用水质量标准(10mg/L)，其各季节浓度超标率(＞10mg/L)分别为14.7％、5.9％、32.4％和35.3％。
　　2.对渭河流域关中段地表水硝酸盐含量进行空间分析得出，研究区硝酸盐污染存在明显的空间异质性特征。整体呈干流污染大于支流的趋势;且山区周围河水硝酸盐污染情况明显好于其余河段。干流中宝鸡段、渭南段以及支流中千河、北洛河、石头河、罗纹河硝酸盐污染较为严重。
　　3.研究区地表水硝酸盐含量的时间动态变化客观地反映了该区域地表水硝酸盐的污染情况。通过对春夏秋冬四季数据的比较，可以明显的看出秋季、冬季、春季硝酸盐含量普遍高于夏季。此外，秋季和冬季硝酸盐含量超标率明显高于春季和夏季。
　　4.渭河流域关中段秋季地表水中氮同位素值的变化范围为+8.3‰～+27.0‰。通过分析研究区地表水溶解氧含量及NO3--N和δ15N-NO3-值之间的线性关系图得出区域内除渭河华阴段和石头河外其余地区未发生明显的反硝化作用。水化学和同位素结果分析表明，渭河流域关中段内硝酸盐污染主要来源于人畜粪便和污水排放，同时受到农业活动中氮肥施用等的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题依据

1．2 国内外研究进展

1．2．1 地表水硝酸盐污染分布及特征的研究现状

1．2．2 水体硝酸盐污染的来源研究

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 研究区概况及研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 自然地理

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气候特征

2．1．4 河流水系与水文特征

2．1．5 社会环境

2．1．6 地表水污染现状

2．2 研究方法

2．2．1 样品采集与保存

2．2．2 样品测定与分析

2．2．3 数据分析与处理

第三章 渭河流域关中段硝酸盐时空分布特征

3．1 渭河流域关中段水化学基本特征

3．2 渭河流域关中段硝酸盐时空分布特征

3．2．1 硝酸盐空间分布特征

3．2．2 硝酸盐季节动态变化

3．3 小结

第四章 渭河流域关中段地表水硝酸盐污染来源分析——以秋季为例

4．1 水化学指标对地表水硝酸盐污染来源的指示作用

4．1．1 水化学特征

4．1．2 Cl-／Na+和SO42-／Ca2+离子含量关系

4．1．3 Cl-与NO3-离子含量关系

4．2 地表水硝酸盐污染来源的氮同位素示踪

4．3 基于水化学和氮同位素的硝酸盐污染源解析

4．4 小结

第五章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的科研成果