安徽淮北矿区地表水氮的富营养化特色及源头剖析（一）

两淮沉陷区大面积沉陷导致一系列水情景成果，安徽水体富营养化是淮北化特泛滥钻研者关注的热门。氮是矿区水体富营养化的紧张限度因子，水体中氮含量超标对于沉陷区周边生态情景产生较大影响。地表的富地表水中氮源头包罗大气氮沉降以及原始土壤有机氮、水氮色及斲丧以及生涯污水、营养源农业化肥以及农药的剖析运用等。传统分说氮源头的安徽方式运用重大且服从较为粗拙，氮氧双晃动同位素(δ15N、淮北化特δ18O)是矿区一种识别氮源头的实用工具，并能实用识别地表水中氮的地表的富生物地球化学历程。氮氧同位素模子可能合计水体区别源头氮的水氮色及贡献率，运用较多的营养源为IsoSource模子，其可能将种种潜在传染源贡献的剖析可能组合都呈现进去且提供一个各传染源头的平均值，不光能合计出传染源的安徽贡献比例，还能合计出潜在的传染源头，定量分说区别源头氮的影响。淮北临涣矿区地表水中氮传染严正且氮源头机制尚不清晰，今运用多重晃动同位素以及化学合成方式，揭示区别规范地表水中氮的主要源头及转化历程，基于IsoSource模子，定量识别区别传染源的贡献比例，以期为钻研区地表水中氮的源头提供定性及定量的意见。

1 资料与方式

1.1 钻研区概况

临涣矿区位于淮北市濉溪县境内，东距宿州市区约30 km, 北距淮北市区约40 km, 天文位置在E116°34′25″～E116°44′27″,N33′36′50″～N34°40′47″ 之间。钻研区属季风严热带半潮湿天气，四季清晰，平均气温14.1 ℃。整年春春天多西熏风，夏日多东—西冬风。浍河是流经该区域的最大河流，从矿区中部经由，河水自西流向东，包河是浍河的一条干流，两者在安徽省濉溪县交汇。香顺沟为衔接浍河与沉陷积水区的紧张沟渠，将浍河河水引入沉陷积水区作为其水源补给。钻研区腹地当地层自下而上分说为奥陶系、石炭系、二叠系、第三系以及第四系。果然水水力梯度笔陡，径流较弱，果然水水位差较小，地表水与果然水之间水力分割不清晰[19,20]。

1.2 采样点布设与样品网络

2018年10月，在浍河、包河从鄙俚—鄙俚布设9个采样点(R1—R9)网络河水样品，在采煤沉陷区布设11个采样点(S1—S11)网络沉陷区积水样品，采样点扩散见图1。所有采样点均用GPS定位。现场运用pH仪(WTW pH3110型)、溶氧仪以及便携式水质检测仪(WTWoxi315i型)测定pH值、消融氧(DO)、电导率(EC)、消融性总固体(TDS)等水质参数。每一个样点网络表层水样5 L,取样前均用原水重复冲洗样瓶3～5次，采样时快捷装满样品瓶，保障瓶内无气泡不留顶空，密封，在高温条件下保存，运回试验室待测。监测名目包罗硝酸盐氮(NO-3-N)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a)、化学需氧量(COD)以及氯离子(Cl-)。水样带回试验室后运用0.45 μm的醋酸纤维滤膜过滤，用于合成氮氧同位素的水样径自分装。

1.3 样品合成

水样中NO-3-N、NH3-N、TN、TP、Chl-a、COD浓度分说接管《水质硝酸盐氮的测定 紫外分光光度法》(HJ/T 346—2007)《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535—2009)《水质 总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(HJ 636—2012)《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》(GB 11893—89)《水质 叶绿素a的测定分光光度法》(HJ 897—2017)《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》(HJ 828—2017)等方式测定。Cl-浓度运用离子色谱仪(ICS-1500型)测定。

δ15N-NO-3以及δ18O-NO-3在中国迷信院地球情景钻研所同位素试验室测定，接管改善后的阴离子树脂替换法解决同位素样品。氮同位素质谱合成接管Flash EA以及Delta Plus陆续流同位素比值质谱联用系统，氧同位素质谱合成接管高温裂解元素合成仪(TC/EA)衔接Delta Plus陆续流同位素比值质谱联用系统。同位素样品的千分偏差值表白式为δsample‰=(Rsample-Rstandard)/Rstandard×1 000‰,氮、氧同位素比值接管15N/14N、18O/16O呈现。氮参考规范为国内上通用的同位素参考规范IAEA-N3(δ15N=4.7‰)以及本试验室规范KNO3(δ15N=6.3‰)。

2 服从与品评辩说

2.1 地表水中氮的扩散特色

临涣矿区各采样点水质参数监测值见表1。由表1可知，临涣矿区地表水样品部份呈弱碱性，TDS值较高，为高矿化度水质规范。EC较大的变换幅度表明地表水的水文地球化学参数泛起较大的空间差同性，主要受区别传染物及人造历程的影响。沉陷积水区NH3-N、NO-3-N、TN值均超过河水，有70%的地表水样品TN值超过《地表水情景品质规范》(GB 3838—2002)中Ⅳ类水质规范限值(1.5 mg/L),传染严正。全副样点的TN值超过2.0 mg/L,清晰偏离部份样本，主要因为该类样点左近有渔业养殖行动，饵料的投放以及鱼类的渗透物都市削减水体中氮含量。

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