联用地下水年龄和稳定同位素解析硝酸盐污染源的演变
发布时间：2021-07-16 20:54
地下水硝酸盐污染危害人体健康,是一个全球性环境问题。为了实现地下水硝酸盐污染的有效防控,需要准确识别其污染来源与变化趋势。工业化和城镇化背景下高开采强度含水层硝酸盐的来源尤为复杂多变,是地下水硝酸盐源解析中的难点。本研究选取滹沱河冲洪积扇为典型区,综合利用地下水定年、硝酸盐氮氧同位素和多元统计方法,揭示强烈开采含水层中硝酸盐的污染源变化规律,识别出城镇化背景下地下水硝酸盐污染的主控闪素,建立了典型冲洪积扇含水层硝酸盐污染源演化的概念模式,为实现地下水硝酸盐污染的有效防控提供了关键科学依据。取得主要结论:（1）滹沱河冲洪积扇地下水NO3-含量时空分布差异显著:时间上,高含量硝酸盐（>15mg/L,以N计）由零星点状分布（1991年）逐步扩展至面状分布（2014年）,且在垂向上由50米以浅延伸至60-120m;空间上,高含量硝酸盐主要分布于城镇区、滹沱河河道带两侧及南部栾城污灌区。（2）联用3H-3He法和3H测年时间序列法计算研究区地下水年龄,建立了浅层地下水年龄结构。根据地下水年龄和采样时间,构建了地下水硝酸盐输入的时间序列。（3）利用氮氧同位素和地下水年龄,分别从定性和定量的层...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１人类活动影响下自然界中的氮循环过程（Ｒｉｖｅｔｔｅｔａｌ．，２００８）??滹沱河冲洪积扇地区地下水一直以来都是农业用水和城市供水的主要来源
?第２章研究区概况???第２章研究区概况??２．１交通与位置??研究区位于太行山东麓的山前倾斜平原地带，滹沱河冲洪积扇中上部。行政区划??包括石家庄市辖区、鹿泉区、栾城区、藁城区、正定县、灵寿县、无极县等区县（图??２－１）。地势西高东低，从西向东缓慢倾斜，海拔高程为６０－１１０?ｍ，地面坡降平均为??１．２％〇??Ｎ??■Ｊ??ｚ??Ｉ??＊?＇??、、??ｊ?厂图例??丨，汛台市？古会??？?地鈒市??，?ｒ＇ｆ?［?——高速公路??〇?５〇?ｉ〇ｒ?卜研姐??图２－１研究区交通位置图??作为环渤海地Ｒ的重要城市，研究区有着显著的区位优势和便捷的交通条件。京??广、石太、石德、朔黄四条铁路在此交汇，是中国铁路运输的重要枢纽。区内公路四??通八达，高速公路（京港澳、京珠、石太、青银、石黄、石安等）、国道（１０７、２０７、??１０??
，成为一条纳污河道，??对周边地下水造成严重的污染。石津灌渠是本区较大的人工渠，水源引自黄壁庄水库，??向周边区县提供农田灌溉用水。??１２００?－Ｉ??■??１０００?－?＿?Ｉ??．??｜?８００－?Ｔ??Ｓ?６００－?｝＼＼?Ｌｊｌｌ?＇＇，ｌＡ＼??ｉ?＿：?ｒ?■?■?ｉ?ｉ??■??２００－?■??ｉ?｜?？?ｉ?＇?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?＇??１９５０?１９６０?１９７０?１９８０?１９９０?２０００?２０１０?２０２０??年份??图２－２研究区年平均降水量变化曲线（数据源自中国气象科学数据共享服务网??ｈｔｔｐ：／／ｃｄｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｈｏｍｅ．ｄｏ）??２．２．３社会经济概况??研究区所在的石家庄市是河北省的政治、经济、文化、科技和信息中心，是京、??津、冀区域南部经济和社会发展的支撑点。自建国以来，随着工农业的发展，人民生??活水平不断提高，特别是在改革开放政策的引导下，石家庄己经形成以农业为基储??工业为主导、三大产业均衡发展的经济结构。??石家庄市是河北省粮、棉主产区，主要农作物除小麦、玉米等粮食作物外，还有??梨、枣、核桃等多种经济作物。改革开放以来，随着农业机械化加快实施和种植、养??殖业结构调整，农村经济展现出突飞猛进的发展态势。??石家庄是全国较大的医药基地和纺织基地之一，通过不断的调整和优化工业结构，??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生水灌溉区农田包气带及地下水中硝酸盐分布特征及来源研究[J]. 敦宇,张焓,杨征伦,唐常源,张兆吉. 中国生态农业学报(中英文). 2019(11)
[2]全国地下水质分布及变化特征[J]. 李圣品,李文鹏,殷秀兰,金爱芳. 水文地质工程地质. 2019(06)
[3]银川平原潜水氚分布特征与年龄[J]. 程中双,李英,陈宗宇,崔文夏,薛忠岐. 干旱区资源与环境. 2019(02)
[4]华北农区浅层地下水硝酸盐分布特征及其空间差异性[J]. 王仕琴,郑文波,孔晓乐. 中国生态农业学报. 2018(10)
[5]滹沱河冲洪积扇地下水硝酸盐的污染特征及污染源解析[J]. 张千千,王慧玮,翟天伦,花勐健. 水文地质工程地质. 2017(06)
[6]Chemical and Isotopic Responses to Intensive Groundwater Abstraction and Its Implications on Aquifer Sustainability in Shijiazhuang,China[J]. Zhongshuang Cheng,Yongbo Zhang,Chen Su,Zongyu Chen. Journal of Earth Science. 2017(03)
[7]污水灌溉对地下水水质的影响效应研究:以栾城污灌区为例[J]. 王志强,廖媛,顾栩,蔡鹤生,马腾. 环境科学与技术. 2016(03)
[8]华北平原地下水演变机制与调控[J]. 石建省,李国敏,梁杏,陈宗宇,邵景力,宋献方. 地球学报. 2014(05)
[9]降水和开采变化对石家庄地下水流场影响强度[J]. 王电龙,张光辉,冯慧敏,严明疆,田言亮,王金哲. 水科学进展. 2014(03)
[10]近50年来石家庄地区地下水流场演变驱动力分析[J]. 冯慧敏,张光辉,王电龙,严明疆. 水利学报. 2014(02)
博士论文
[1]河北平原邯郸地区地下水硝酸盐污染来源及迁移转化过程的多元素同位素及微生物（E.coli）示踪[D]. 方晶晶.中国地质大学 2014
[2]农业活动对区域地下水变化影响研究[D]. 刘中培.中国地质科学院 2010
硕士论文
[1]利用环境示踪剂研究滹沱河冲洪积扇地下水补给强度及其变化[D]. 刘君.中国地质科学院 2009
本文编号：3287745
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１人类活动影响下自然界中的氮循环过程（Ｒｉｖｅｔｔｅｔａｌ．，２００８）??滹沱河冲洪积扇地区地下水一直以来都是农业用水和城市供水的主要来源
?第２章研究区概况???第２章研究区概况??２．１交通与位置??研究区位于太行山东麓的山前倾斜平原地带，滹沱河冲洪积扇中上部。行政区划??包括石家庄市辖区、鹿泉区、栾城区、藁城区、正定县、灵寿县、无极县等区县（图??２－１）。地势西高东低，从西向东缓慢倾斜，海拔高程为６０－１１０?ｍ，地面坡降平均为??１．２％〇??Ｎ??■Ｊ??ｚ??Ｉ??＊?＇??、、??ｊ?厂图例??丨，汛台市？古会??？?地鈒市??，?ｒ＇ｆ?［?——高速公路??〇?５〇?ｉ〇ｒ?卜研姐??图２－１研究区交通位置图??作为环渤海地Ｒ的重要城市，研究区有着显著的区位优势和便捷的交通条件。京??广、石太、石德、朔黄四条铁路在此交汇，是中国铁路运输的重要枢纽。区内公路四??通八达，高速公路（京港澳、京珠、石太、青银、石黄、石安等）、国道（１０７、２０７、??１０??
，成为一条纳污河道，??对周边地下水造成严重的污染。石津灌渠是本区较大的人工渠，水源引自黄壁庄水库，??向周边区县提供农田灌溉用水。??１２００?－Ｉ??■??１０００?－?＿?Ｉ??．??｜?８００－?Ｔ??Ｓ?６００－?｝＼＼?Ｌｊｌｌ?＇＇，ｌＡ＼??ｉ?＿：?ｒ?■?■?ｉ?ｉ??■??２００－?■??ｉ?｜?？?ｉ?＇?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?＇??１９５０?１９６０?１９７０?１９８０?１９９０?２０００?２０１０?２０２０??年份??图２－２研究区年平均降水量变化曲线（数据源自中国气象科学数据共享服务网??ｈｔｔｐ：／／ｃｄｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｈｏｍｅ．ｄｏ）??２．２．３社会经济概况??研究区所在的石家庄市是河北省的政治、经济、文化、科技和信息中心，是京、??津、冀区域南部经济和社会发展的支撑点。自建国以来，随着工农业的发展，人民生??活水平不断提高，特别是在改革开放政策的引导下，石家庄己经形成以农业为基储??工业为主导、三大产业均衡发展的经济结构。??石家庄市是河北省粮、棉主产区，主要农作物除小麦、玉米等粮食作物外，还有??梨、枣、核桃等多种经济作物。改革开放以来，随着农业机械化加快实施和种植、养??殖业结构调整，农村经济展现出突飞猛进的发展态势。??石家庄是全国较大的医药基地和纺织基地之一，通过不断的调整和优化工业结构，??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生水灌溉区农田包气带及地下水中硝酸盐分布特征及来源研究[J]. 敦宇,张焓,杨征伦,唐常源,张兆吉. 中国生态农业学报(中英文). 2019(11)
[2]全国地下水质分布及变化特征[J]. 李圣品,李文鹏,殷秀兰,金爱芳. 水文地质工程地质. 2019(06)
[3]银川平原潜水氚分布特征与年龄[J]. 程中双,李英,陈宗宇,崔文夏,薛忠岐. 干旱区资源与环境. 2019(02)
[4]华北农区浅层地下水硝酸盐分布特征及其空间差异性[J]. 王仕琴,郑文波,孔晓乐. 中国生态农业学报. 2018(10)
[5]滹沱河冲洪积扇地下水硝酸盐的污染特征及污染源解析[J]. 张千千,王慧玮,翟天伦,花勐健. 水文地质工程地质. 2017(06)
[6]Chemical and Isotopic Responses to Intensive Groundwater Abstraction and Its Implications on Aquifer Sustainability in Shijiazhuang,China[J]. Zhongshuang Cheng,Yongbo Zhang,Chen Su,Zongyu Chen. Journal of Earth Science. 2017(03)
[7]污水灌溉对地下水水质的影响效应研究:以栾城污灌区为例[J]. 王志强,廖媛,顾栩,蔡鹤生,马腾. 环境科学与技术. 2016(03)
[8]华北平原地下水演变机制与调控[J]. 石建省,李国敏,梁杏,陈宗宇,邵景力,宋献方. 地球学报. 2014(05)
[9]降水和开采变化对石家庄地下水流场影响强度[J]. 王电龙,张光辉,冯慧敏,严明疆,田言亮,王金哲. 水科学进展. 2014(03)
[10]近50年来石家庄地区地下水流场演变驱动力分析[J]. 冯慧敏,张光辉,王电龙,严明疆. 水利学报. 2014(02)
博士论文
[1]河北平原邯郸地区地下水硝酸盐污染来源及迁移转化过程的多元素同位素及微生物（E.coli）示踪[D]. 方晶晶.中国地质大学 2014
[2]农业活动对区域地下水变化影响研究[D]. 刘中培.中国地质科学院 2010
硕士论文
[1]利用环境示踪剂研究滹沱河冲洪积扇地下水补给强度及其变化[D]. 刘君.中国地质科学院 2009
本文编号：3287745
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