利用N和Sr同位素示蹤農(nóng)業(yè)區(qū)巖溶地下河系統(tǒng)硝酸鹽污染來源.pdf

1、我國西南巖溶區(qū)位于亞熱帶，水熱條件良好，水資源儲(chǔ)存量相當(dāng)豐富。巖溶區(qū)地下水是巖溶區(qū)水資源主要賦存形式，受地質(zhì)、構(gòu)造、水文地質(zhì)等自然條件控制，其特殊的雙層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，缺乏土壤覆蓋使其極易遭受污染，尤其在農(nóng)業(yè)區(qū)，巖溶地下河作為當(dāng)?shù)鼐用竦纳钌a(chǎn)用水，其水質(zhì)優(yōu)劣更尤為重要。
　　 重慶市青木關(guān)地下河是西南巖溶槽谷區(qū)典型的地下河，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平較為落后，土地利用方式主要以耕地為主，流域內(nèi)建有部分采石廠和廢棄的煤窯。地下河下游出口袁家溝(姜家

2、泉)為附近居民生活供水的重要水源之一，其水質(zhì)好壞直接關(guān)系到居民的健康狀況。本研究對(duì)青木關(guān)流域地下水動(dòng)態(tài)特征、影響因素和硝酸鹽污染來源進(jìn)行分析研究，有助于深入了解地下水的形成、分布及其時(shí)空變化規(guī)律，為地下水的開發(fā)利用和治理提供依據(jù)。
　　 首先，本文利用已建立的氣象站、監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)地下河流量和物理特征，控制輸出系統(tǒng)的流量和主要物理指標(biāo)包括水溫(T)、電導(dǎo)(EC)、pH值的變化特征。并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合野外現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)闡述了青木關(guān)地下河全年

3、的物理變化規(guī)律。
　　 其次，本文采用野外取樣、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室分析相結(jié)合的方法，對(duì)青木關(guān)地下河流域各種水體進(jìn)行連續(xù)取樣分析，觀測(cè)和取樣過程從2008年4月持續(xù)至2009年6月(1次/月)?，F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)內(nèi)容包括水溫(T)、電導(dǎo)(EC)、pH值和Ca2+、HCO3-等實(shí)測(cè)值。實(shí)驗(yàn)室分析包括主要陽離子K+、Na+、Ca2+、Sr2+、Mg2+；主要陰離子HCO3-、NO3-、SO42-、Cl-。通過以上分析，得出青木關(guān)地下河的全年化學(xué)變

4、化特征。
　　 第三，研究區(qū)處于農(nóng)業(yè)區(qū)，因此本文對(duì)于農(nóng)業(yè)活動(dòng)頻繁的“施肥活動(dòng)”時(shí)段進(jìn)行了加密監(jiān)測(cè)，觀測(cè)和取樣過程為從2008年5月6日持續(xù)至2008年6月2日(1次/2天)。觀測(cè)內(nèi)容和指標(biāo)與上面相同。通過分析揭示了農(nóng)業(yè)活動(dòng)強(qiáng)烈擾動(dòng)下，短時(shí)間尺度巖溶地下水的變化規(guī)律以及地下水質(zhì)與農(nóng)忙季節(jié)變化之間的響應(yīng)關(guān)系。
　　 第四，本文分析了青木關(guān)地下河各水體的氮、鍶同位素特征，利用同位素方法和水化學(xué)分析方法，辨別和區(qū)分了自然因素與人

5、為因素對(duì)地下水質(zhì)的影響以及示蹤了農(nóng)業(yè)區(qū)巖溶地下河硝酸鹽的主要來源。
　　 最后，本文得出以下結(jié)論：青木關(guān)地下河水質(zhì)具有明顯的季節(jié)變化特征；姜家泉全年大部分時(shí)間水質(zhì)比較好，但在農(nóng)忙季節(jié)受人類活動(dòng)的影響比較強(qiáng)烈，水體極易遭到污染；利用氮同位素與鍶同位素，結(jié)合水化學(xué)方法，表明上游水田和地下河入口巖口落水洞作為輸入端，顯示出受到施肥的影響。而以石灰?guī)r為主的地下河出口姜家泉在經(jīng)過巖溶管道水-巖相互作用后，87Sr/86Sr比值高于0.70