松花江流域氮时空分布特征及源解析研究

摘要

松花江流域是我国氮污染较为严重的流域之一,为了研究松花江流域氮时空变化特征和主要来源,结合松花江流域2003—2018年国控断面NH 4+-N、TN及相关指标的监测数据和典型断面采样检测数据,采用季节性Kendall检验法分析了松花江流域ρ(NH4^+-N)、ρ(TN)和ρ(COD Mn)的历史变化趋势,利用Origin 8.0软件绘制了ρ(NH4^+-N)、ρ(TN)和ρ(COD Mn)的沿程分布图及水期规律图,并采用氮氧稳定同位素技术解析了水体中氮的主要来源.结果表明:①松花江流域城市污染排放对水体氮浓度具有较大影响,城市下游断面氮浓度远高于城市上游断面,并且松花江流域支流氮浓度高于干流.②时间维度上,松花江流域水体中不同水文期ρ(NH4^+-N)和ρ(TN)变化规律为枯水期>平水期>丰水期,ρ(COD Mn)变化规律为枯水期<平水期<丰水期.③季节性Kendall检验法分析结果显示,松花江流域90.0%的断面ρ(NH4^+-N)呈下降趋势,62.5%的断面ρ(TN)呈上升趋势,且上升趋势断面主要集中在支流伊通河、阿什河上.④13个典型采样断面δ15 N-NO3(硝酸盐氮同位素)和δ18O-NO3(硝酸盐氧同位素)值域范围分别为1.52‰~11.15‰、-13.82‰~1.32‰,水体氮主要来源于含氮肥料、土壤侵蚀造成的有机氮输入以及人畜排泄物和城市生活污水输入.研究显示,近15年来松花江流域干流水体氮污染情况呈好转趋势,但重要支流水体氮污染仍严重,城市污染排放是流域水体氮污染的重要影响因素之一,需要加强对城市生活污水及化肥和粪肥等农业面源输入的管控.