| 基于稳定同位素和贝叶斯模型的引黄灌区地下水硝酸盐污染源解析 |
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| 引用本文： | 张妍,张秋英,李发东,张鑫,毕直磊,张强. 基于稳定同位素和贝叶斯模型的引黄灌区地下水硝酸盐污染源解析[J]. 中国生态农业学报, 2019, 27(3): 484-493 |
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| 作者姓名： | 张妍 张秋英 李发东 张鑫 毕直磊 张强 |
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| 作者单位： | 西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室 西安 710127,中国环境科学研究院 北京 100012,中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 北京 100101;中国科学院大学资源与环境学院 北京 100190,西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室 西安 710127,西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室 西安 710127,西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室 西安 710127 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（41601017，41771292，41271047）、陕西省自然科学基础研究项目（2017JQ4001）、中国博士后基金项目（2015M572591）和陕西省教育厅科研计划项目（17JK0771）资助 |
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| 摘 要： | 地下水硝酸盐（NO3-）污染已经成为全球严重的水环境问题之一，由于饮用水中高含量NO3-会转化成亚硝酸盐而增加各种疾病和癌症风险，其来源的确定对于NO3-污染的预防和控制非常重要。本文以黄河下游第二大灌区——潘庄灌区为例，首次采用NO3-的氮氧稳定同位素结合贝叶斯模型追溯地下水NO3-的来源并量化各种来源的贡献比例。结果表明，地下水NO3-含量分布在0.1~197.0 mg·L-1，平均值为34.2 mg·L-1。与《生活饮用水卫生标准》中规定的地下水NO3-最大含量[20 mg（N）·L-1，相当于NO3-含量90 mg·L-1]相比，有10%的样品NO3-含量超标。井深<30 m、30~60 m和>60 m的地下水NO3-平均含量分别为25.9 mg·L-1、39.7 mg·L-1和20.1 mg·L-1。空间上，宁津县、武城县、平原县和禹城市有大片区域地下水NO3-含量较高。地下水NO3-的δ15N组成范围为0.72‰~23.93‰，平均值为11.62‰；δ18O组成范围为0.49‰~22.50‰，平均值为8.46‰。同位素结果表明粪便和污水、农业化肥是地下水中NO3-的主要污染来源。这反映了人类活动是引起地下水NO3-污染的主要原因。贝叶斯模型结果显示，粪便和污水对潘庄灌区地下水中NO3-平均贡献率高达56.2%，化肥的平均贡献率为19.3%，大气降水和土壤的平均贡献率分别为6.2%和12.3%。由于污水、粪便和化肥是地下水中NO3-的主要来源，为保护和改善研究区地下水水质，建议加强污水管道建设，强化畜禽粪便的管理以及提高化肥利用效率。
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| 关 键 词： | 氮污染 地下水污染 硝酸盐 同位素 贝叶斯模型 |
| 收稿时间： | 2018-09-29 |
| 修稿时间： | 2018-11-27 |
Source identification of nitrate contamination of groundwater in Yellow River Irrigation Districts using stable isotopes and Bayesian model |
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| ZHANG Yan,ZHANG Qiuying,LI Fadong,ZHANG Xin,BI Zhilei and ZHANG Qiang. Source identification of nitrate contamination of groundwater in Yellow River Irrigation Districts using stable isotopes and Bayesian model[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2019, 27(3): 484-493 |
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| Authors: | ZHANG Yan ZHANG Qiuying LI Fadong ZHANG Xin BI Zhilei ZHANG Qiang |
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| Affiliation: | Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface System and Environmental Carrying Capacity, College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an 710127, China,Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China,Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China;College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China,Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface System and Environmental Carrying Capacity, College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an 710127, China,Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface System and Environmental Carrying Capacity, College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an 710127, China and Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface System and Environmental Carrying Capacity, College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an 710127, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Nitrogen pollution Groundwater contamination Nitrate Stable isotopes Bayesian model |
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