岩溶含水层氮迁移转化机理研究取得重要进展

来源:地调局岩溶地质研究所 作者:任坤 发布时间:2022-12-01
   岩溶水是重要的水资源,在我国岩溶含水层为超过1亿人口提供饮用水源。NO3在水环境中具有易溶性和高迁移性。近些年由于工农业活动、旅游活动、生活污水等导致岩溶水遭受NO3污染的现象多有报道。岩溶区“三水”转化迅速,不利于反硝化过程的进行,岩溶含水层一旦遭受NO3污染,其作为饮用水源的安全风险更大。为有效防控岩溶区地下水NO3污染,需要对地下水中氮来源及转化过程开展研究。通过多年持续研究,中国地质调查局岩溶地质研究所在岩溶含水层氮迁移转化机理研究方面取得重要进展。

岩溶所水资源研究团队采用多同位素和水化学相结合的手段,结合土地利用类型和水文地质条件,研究了多氮来源输入条件下岩溶含水层中氮的行为特征。氮氧同位素(δ15N-NO3δ18O-NO3)和溶解无机碳碳同位素(δ13C-DIC)相结合证实了岩溶泉水中硝化作用的存在;溶解无机碳碳同位素(δ13C-DIC)作为辅助手段成功验证了研究区钻孔内地下水反硝化作用的存在。同时,研究指出由于高NH4+污废水的输入和高溶解氧条件的存在,岩溶管道内发生了强烈的硝化作用,硝化作用产生的NO3占据岩溶管道出口NO3通量的50%以上,可成为受纳水体的潜在污染源。该工作不仅为研究岩溶区氮循环提供了新思路,还为枯水期岩溶区地下水的管理及修复治理提供了新方向。 

相关研究成果日前以Nitrate sources and nitrogen dynamics in a karst aquifer with mixed nitrogen inputs (Southwest China): Revealed by multiple stable isotopic and hydro-chemical proxies为题,在国际水资源Water Research》发表。