北京市某远郊区地下水中硝酸盐污染来源研究

发布时间：2017-08-10 03:08

  本文关键词：北京市某远郊区地下水中硝酸盐污染来源研究

  更多相关文章： 水化学特征 硝酸盐污染 环境同位素 污染来源

【摘要】：本文以北京市某远郊区为研究对象,针对该区存在多种潜在硝酸盐污染源以及地下水已受到硝酸盐污染的现状,基于对研究区内水文地质条件的分析,结合地下水不同时期的测试数据,采用统计分析方法总结了研究区内地下水的水化学特征。以硝酸盐氮氧同位素技术为基础方法,定性判别了硝酸盐污染来源;并运用混合同位素模型计算了不同污染来源的贡献率。主要研究成果如下:(1)地下水水化学类型以HCO_3-Ca·Mg型为主,其次是HCO_3·SO_4-Ca·Mg型,最后是HCO_3-Ca·Mg·Na型。通过对所采地下水中TDS、Cl-、NO_3-空间分布及时间变化特征分析,得出三个指标浓度分布呈现一致性,均在研究区中南部平原区域浓度较高。(2)研究区地下水中DO浓度较高,且随NO_3--N浓度减少其δ~(15)N值增加的趋势不明显,这说明含水层的条件不适宜反硝化作用的发生。由于地下水各采样点间(丰水期采样点DW11、DW12除外)硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O特征值范围很接近,不能精确指示硝酸盐污染来源。初步判断地下水中硝酸盐的来源主要包括氨肥、土壤氮、动物粪便及生活污水。(3)在冲洪积扇上部及前缘,监测点地下水中NO_3--N浓度范围为3.91~16.22mg/L。δ~(15)N与NO_3--N浓度的关系、NO_3--N与Cl-浓度相关性、因子分析结果表明枯水期该区地下水主要受生活污水污染。在丰水期,除了生活污水,地下水中Cl-/Br-的比值与Cl-浓度的关系也说明地下水受化粪池污水影响,主要是降水对动物粪便的淋滤作用使得地下水中NO_3--N浓度升高。(4)在冲洪积扇前缘以下监测点地下水中,NO_3--N浓度普遍高于其他地区监测点的值。采样点位于农田和居民密集的地区,地下水中硝酸盐主要来源于生活污水、肥料(包括粪肥和化肥)污染。Cl-/Br-与Cl-关系、δ~(15)N与NO_3--N浓度相关性表明丰水期硝酸盐污染来源于生活污水与肥料(包括粪肥和化肥),各污染来源所占比重顺序为污水或粪便≥化肥土壤有机氮。δ~(15)N与NO_3--N浓度的关系以及因子分析结果表明枯水期地下水中硝酸盐主要来自化学肥料的使用,其次为生活污水。
【关键词】：水化学特征 硝酸盐污染 环境同位素 污染来源
【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】：2016
【分类号】：X523
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-19
• 1.1 研究背景及选题意义10-11
• 1.2 地下水中硝酸盐的主要来源及影响因素11
• 1.3 硝酸盐来源识别方法研究进展11-17
• 1.3.1 氮氧同位素方法研究进展12-14
• 1.3.2 水化学方法研究进展14-16
• 1.3.3 IsoSource同位素混合模型研究16-17
• 1.4 研究内容及技术路线17-19
• 1.4.1 研究内容17-18
• 1.4.2 技术路线18-19
• 第2章 研究区概况19-26
• 2.1 自然地理概况19-20
• 2.1.1 气象水文19
• 2.1.2 地形地貌19-20
• 2.2 区域地质背景特征20-21
• 2.3 区域水文地质特征21-22
• 2.3.1 含水层分布与埋藏条件21-22
• 2.3.2 地下水补径排条件22
• 2.3.3 地下水动态特征22
• 2.3.4 地下水化学特征22
• 2.4 地下水开发利用现状22-23
• 2.5 样品的采集和分析23-26
• 2.5.1 采样前的准备23
• 2.5.2 采样点的选择23-24
• 2.5.3 样品的采集与分析24-26
• 第3章 研究区地下水化学特征分析26-45
• 3.1 研究区内潜在污染源调查26-27
• 3.2 地下水环境背景值的确定27-30
• 3.2.1 背景样本的选取原则28
• 3.2.2 异常值的剔除28-29
• 3.2.3 背景值的确定29-30
• 3.3 地下水水化学分类30-32
• 3.4 地下水污染特征32-44
• 3.4.1 地下水化学数据变化特征32-34
• 3.4.2 研究区地下水中TDS的变化特征34-38
• 3.4.3 研究区地下水中氯离子的变化特征38-41
• 3.4.4 研究区地下水中硝态氮的变化特征41-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 地下水中硝酸盐来源的确定45-59
• 4.1 反硝化作用的确定45-46
• 4.2 定性识别地下水中硝酸盐污染来源46-55
• 4.2.1 水体化学特征判断硝酸盐污染来源46-48
• 4.2.2 同位素值判断硝酸盐污染来源48-50
• 4.2.3 利用卤素离子判断硝酸盐污染来源50-52
• 4.2.4 利用因子分析判断硝酸盐污染来源52-55
• 4.3 定量识别地下水中硝态氮污染来源55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第5章结论与建议59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 建议60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 个人简介66
• 参加科研项目66

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