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黑龙江省海伦地区浅层地下水中“三氮”分布特征及来源解析

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岩矿测试 2023年第4期42卷 809-822页

作者：李丽君刘强中国地质调查局沈阳地质调查中心辽宁沈阳110034

近年来随着人类活动增加、工业废水的大量排放以及农业氮肥过量施用,使得地下水中“三氮”(即硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮)污染问题愈加严重,对人体带来潜在健康风险。通过地下水“三氮”污染分布及来源作出解析,对于开展污染源头防控... 详细信息

近年来随着人类活动增加、工业废水的大量排放以及农业氮肥过量施用,使得地下水中“三氮”(即硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮)污染问题愈加严重,对人体带来潜在健康风险。通过地下水“三氮”污染分布及来源作出解析,对于开展污染源头防控具有重要的现实意义。本文以黑龙江省海伦地区浅层地下水作为研究对象,采用气相分子吸收光谱法(GMA)及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了地下水中“三氮”及其他金属元素的检出情况,应用内梅罗综合污染指数法对地下水中“三氮”划分水质污染等级,综合运用Pearson相关性分析、正定矩阵因子分析法(PMF)等方法,识别和定量解析污染源及贡献。结果表明:①研究区地下水中硝酸盐氮含量范围在0.021~123.05mg/L之间,平均浓度为15.27mg/L;氨氮含量范围在ND~3.91mg/L之间,平均浓度为0.33mg/L;亚硝酸盐含量范围在ND~0.65mg/L之间。与《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅲ类水指标对比,硝酸盐氮超标率为20.0%,氨氮超标率为12.5%。②内梅罗综合污染指数评价结果表明,研究区地下水水质污染等级一级至三级中度污染地下水占比为92.5%,整体上水质“三氮”污染较轻。海伦地区“三氮”空间分布整体上呈现出氨氮、硝酸盐氮流域中心区近端含量高、远端含量低的趋势。硝酸盐氮及氨氮超标点主要分布在研究区中部的人类活动密集区域。亚硝酸盐氮在空间分布上沿海伦河流向呈现出北高南低的趋势。③正定矩阵因子分析模型(PMF)源解析结果表明,硝酸盐氮主要来源于生活与工业复合源;亚硝酸盐氮主要来源于自然源;氨氮主要来源于生活与农业复合源。与中南部长三角武进地区太湖平原、西南部成都平原及东南部广花盆地地下水相比,海伦地区氨氮含量偏低,硝酸盐氮均值则均高于中南部地区。“三氮”的源解析结果呼应了东三省尤其是黑龙江部分地区“三氮”含量较高的分布特征。海伦地区地下水“三氮”污染程度整体上相对较轻,人类活动对地下水中“三氮”分布的影响较大。

关键词：海伦地区地下水三氮分布特征源解析气相分子吸收光谱法电感耦合等离子体质谱法

新疆克里雅河流域平原区地下水“三氮”的空间分布特征及影响因素

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干旱区资源与环境 2022年第1期36卷 89-95页

作者：葛婷婷周金龙曾妍妍新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水文水资源工程技术研究中心乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052

新疆克里雅河流域绿洲区地下水作为农业生产和生活饮用主要水源之一,研究地下水中"三氮"分布特征和影响因素对该地区地下水保护具有重要意义。通过数理统计方法、空间插值法等对研究区41组地下水水样检测结果进行分析。结果表明:克里雅... 详细信息

新疆克里雅河流域绿洲区地下水作为农业生产和生活饮用主要水源之一,研究地下水中"三氮"分布特征和影响因素对该地区地下水保护具有重要意义。通过数理统计方法、空间插值法等对研究区41组地下水水样检测结果进行分析。结果表明:克里雅河流域平原区地下水中NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N含量随着时间呈增加趋势,其中NO_(2)^(-)-N达到地下水质量标准Ⅲ类水标准,2017年和2021年NH_(4)^(+)-N都存在超标点,超标率分别为6.7%和41.7%,2021年NO_(3)^(-)-N存在超标点,超标率为25.0%;空间上,地下水中"三氮"含量较高地区分布在克里雅河流域中游沿岸的绿洲带上,呈零星分布,该区域受到人类活动影响较大;研究区内地下水"三氮"含量受到自然因素和人为因素共同影响,人为因素占主导地位,氮肥的施用、人畜粪便、生活污水是地下水中氮的主要来源。

关键词：地下水三氮空间分布影响因素克里雅河流域

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污染场地地下水“三氮”空间分布研究

环境工程 2023年第S2期41卷 203-205,208页

作者：黄艳采张忠俊向刚陆雄轩王嘉铭黄卫星贵州省地质矿产勘查开发局一0四地质大队贵州黔南558000

场地污染是产业结构和产业布局优化升级后遗留的一大环境问题,以都匀市某废弃化肥厂为例,利用场地调查及“三氮”检测结果,采用反距离权重法(IDW)对地下水中“三氮”进行插值分析,结合地下水流场构建及地球物理勘探手段,综合分析污染物... 详细信息

场地污染是产业结构和产业布局优化升级后遗留的一大环境问题,以都匀市某废弃化肥厂为例,利用场地调查及“三氮”检测结果,采用反距离权重法(IDW)对地下水中“三氮”进行插值分析,结合地下水流场构建及地球物理勘探手段,综合分析污染物的空间分布。结果表明:生产区所在破碎带为污染重点区,区域NH^(+)_(4)浓度高达140.00 mg/L,污染深度约60 m,并且污染物沿地下水下游迁移,影响邻近区域。NO^(-)_(2)分布趋势与NH^(+)_(4)一致,NO^(-)_(3)分布有一定差异性,其浓度值在钻孔ZK2和泉点S2区域较高,水中O_(2)含量以及周边农田对次结果有较大影响。

关键词：污染场地地下水三氮反距离权重法空间分布

土壤含水层处理系统对再生水入渗过程中“三氮”去除的柱试验模拟

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地学前缘 2021年第5期28卷 125-135页

作者：高珩谭行任宇朱乐诚毕二平中国地质大学(北京)水资源与环境学院水资源与环境工程北京市重点实验室北京100083

土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的"三氮"可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中"三氮"的影响具有重要意义。本研究中... 详细信息

土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的"三氮"可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中"三氮"的影响具有重要意义。本研究中,通过高200cm、内径50cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水"三氮"去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO3-N浓度升高,出水中NO3-N浓度平均增长了3.0%~4.1%。在深度115cm以上,中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH4-N去除率和更低的NO3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH4-N的平均去除率提高了20%,而NO3-N的降低了3%~4%,增加了NO3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH4-N平均去除率增加了20%~32%,但对NO3-N影响不明显。渗透流速与NH4-N的去除和NO3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除"三氮"的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。

关键词：再生水土壤含水层处理三氮吸附硝化作用生物炭渗透流速

湖泊湿地系统地表水-地下水相互作用及“三氮”迁移转化

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江西科学 2022年第3期40卷 484-491页

作者：刘春篁董一慧李佳乐张书缘孙谦一周国芳桑闪闪东华理工大学水资源与环境工程学院南昌330013

湿地系统作为地球上最重要的自然生态系统,被称为“地球之肾”,在保护物种多样性、调节径流、改善水质、调节气候等方面发挥着重要作用,但有关湖泊湿地系统中地表水-地下水相互作用以及“三氮”在其中的迁移转化过程研究尚缺乏系统分析... 详细信息

湿地系统作为地球上最重要的自然生态系统,被称为“地球之肾”,在保护物种多样性、调节径流、改善水质、调节气候等方面发挥着重要作用,但有关湖泊湿地系统中地表水-地下水相互作用以及“三氮”在其中的迁移转化过程研究尚缺乏系统分析与总结。目前关于湖泊湿地水文以及地表水-地下水相互作用这两大问题的研究已取得一定发展,深刻揭示了湿地水文过程及地表水-地下水相互作用在自然因素和人类活动影响下的变化机制和规律。“三氮”作为水体中的重要污染物,一直以来是湿地研究中的热点问题,其在湖泊湿地系统中的迁移转化过程不仅受到自身和人类活动的影响,水文条件和地表水-地下水相互作用的改变对其迁移转化也具有一定的影响。梳理了近年来国内外文献,系统总结了湖泊湿地系统的水文地质条件、地表水-地下水相互作用及研究方法、“三氮”迁移转化过程及氮氧同位素的应用等方面的研究进展,对湖泊湿地系统水文过程和物质循环研究有重要借鉴意义和参考价值。

关键词：湖泊湿地系统水文地质条件地表水-地下水相互作用三氮迁移转化

泰安市城区地下水“三氮”污染特征与健康风险评价

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城市地质 2023年第2期18卷 153-159页

作者：孟令华中化地质矿山总局山东地质勘查院山东泰安271000

为探究泰安城区地下水“三氮”污染现状及对人体健康的影响,对118组地下水样品中NO_(3)-N、NO_(2)-N、NH_(4)-N的浓度进行检测,采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对成人和儿童开展健康风险评价。研究结果表明:地下水中NO_(3... 详细信息

为探究泰安城区地下水“三氮”污染现状及对人体健康的影响,对118组地下水样品中NO_(3)-N、NO_(2)-N、NH_(4)-N的浓度进行检测,采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对成人和儿童开展健康风险评价。研究结果表明:地下水中NO_(3)-N、NO_(2)-N、NH_(4)-N的检出率分别为100%、81.36%和37.29%,其中NO_(3)-N超标严重,超标率达50.85%,最大浓度值为111.07 mg·L^(-1),是标准值的5.56倍,说明研究区地下水普遍存在较严重的NO_(3)-N污染,污染程度大小顺序依次为孔隙水>岩溶水>裂隙水。NO_(2)-N和NH_(4)-N通过饮水途径引起的非致癌风险指数远小于1.0,不会对人体产生危害;NO_(3)-N对成人非致癌风险指数范围为0.01~2.73,平均值0.62,儿童非致癌风险指数范围0.01~3.16,平均值0.71,成人和儿童分别有14.41%和23.73%的样点健康风险水平超过了可接受水平,会对人体产生较大危害,应引起重视。

关键词：地下水污染特征三氮健康风险泰安市

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广州市地下水环境三氮污染初探

中国地质 2011年第2期38卷 489-494页

作者：刘景涛孙继朝林良俊张玉玺荆继红中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质调查局北京100037

广州市在以经济高度集中、资源快速利用为标志的城市化过程中,对地下水环境的影响是巨大的,其地下水NH4+和NO2-高浓度区主要集中分布于城市中心区,NO3-超标点除相对集中分布在城市中心区外,在城市外围地带和丘陵区都有分布。造成广州市... 详细信息

广州市在以经济高度集中、资源快速利用为标志的城市化过程中,对地下水环境的影响是巨大的,其地下水NH4+和NO2-高浓度区主要集中分布于城市中心区,NO3-超标点除相对集中分布在城市中心区外,在城市外围地带和丘陵区都有分布。造成广州市不同地区的地下水环境三氮污染的原因各不相同,主要为生活和工农业生产等人类活动影响,与河网发育平原区地层沉积特点、地下水形成和赋存条件等自然因素也相关,人类活动对地下水环境的污染途径复杂多样。广州市地下水环境中三氮形态分布受水文地质条件和水文地球化学作用影响明显,主要影响因素有氧化还原环境、包气带岩性、补径排条件、水土环境中的铁锰含量和酸化程度等。

关键词：地下水环境三氮污染广州

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青铜峡灌区土壤中三氮及盐分变化特征分析

干旱区资源与环境 2011年第9期25卷 102-105页

作者：陈伟伟李强坤孙娟胡亚伟黄委会黄河水利科学研究院郑州450003

以宁夏青铜峡灌区田间土壤中非点源污染物(总氮、硝氮、氨氮和盐分)作为研究对象,对土壤剖面进行分析。结果表明:表层土壤中各类污染物含量变化较大,基本上以60 cm深度为分界线,下层变化较小,而且作物生长期前后土壤中不同深度各类污染... 详细信息

以宁夏青铜峡灌区田间土壤中非点源污染物(总氮、硝氮、氨氮和盐分)作为研究对象,对土壤剖面进行分析。结果表明:表层土壤中各类污染物含量变化较大,基本上以60 cm深度为分界线,下层变化较小,而且作物生长期前后土壤中不同深度各类污染物含量变化与灌溉过程、施肥强度等关系密切;土壤中三氮含量变化幅度呈硝氮>氨氮>全氮的趋势,总氮在10月份的含量高于5月份,氨氮、硝氮在10月份的含量低于5月份。盐分在水田土壤中的含量变化幅度要高于旱田。

关键词：灌区田间土壤三氮盐分变化特征

利用HYDRUS-2D软件模拟污染事故后三氮污染物的迁移转化规律

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环境污染与防治 2017年第10期39卷 1071-1076页

作者：尹芝华杜青青翟远征杨洁郭永丽左锐北京师范大学水科学研究院地下水污染控制与修复教育部工程研究中心北京100875 中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部/广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

以某污水处理池泄露污染水环境为例,利用HYDRUS-2D软件构建土壤水分运动和溶质运移模型,模拟三氮在该场地非饱和带垂向以及向下游地表水体的迁移转化过程,为定量预测识别该污水泄漏场地对下伏含水层和下游河流的影响提供技术参考。结果... 详细信息

以某污水处理池泄露污染水环境为例,利用HYDRUS-2D软件构建土壤水分运动和溶质运移模型,模拟三氮在该场地非饱和带垂向以及向下游地表水体的迁移转化过程,为定量预测识别该污水泄漏场地对下伏含水层和下游河流的影响提供技术参考。结果表明:(1)三氮在非饱和带垂向100cm以内明显富集,但富集规律各异;(2)氨氮和亚硝态氮在整个模拟期内并未迁移至潜水面,对下游河流的影响微乎其微,最终污染下伏含水层和下游河流的是硝态氮;(3)硝态氮在污水泄漏事件发生后的第1 095天以0.024 0mg/cm3(即24mg/L)到达下伏潜水面,超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)中Ⅲ类限值(20mg/L);(4)硝态氮在污水泄漏事件发生后的第938天以0.468 5mg/cm3(即468.5mg/L)的峰值到达下游河流,超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中规定的Ⅴ类限值(2.0mg/L)。

关键词：三氮非饱和带迁移转化数值模拟HYDRUS-2D