毕业论文（本科生）题目同位素方法在张掖地区水污染研究中的应用学生姓名指导教师学院资源环境学院专业水文与水资源工程年级 2007级兰州大学教务处诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业设计（论文），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
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论文作者签名：指导教师签名：日期：同位素方法在张掖地区水污染研究中的应用指导教师马海艳兰州大学资源环境学院（730000）摘要张掖农业区氮盐污染普遍存在，为保证供水安全和有效治理污染的水体，有必要查明其污染源，从根本上预防氮污染。
基于不同成因的硝酸盐具有不同氮同位素组成和含氮物质间的分馏作用机理，可利用15N来示踪硝酸盐中氮的来源。
文章通过对沿黑河流域自莺落峡到流域下游罗城乡和张掖东南山丹县区域采集土样水样并对其进行离子的测定,分析发现硝酸根的浓度变化范围为 0.01-0.037 mg/L，均值为0.023mgL（n=19），15N变化范围为-8.81‰-31.66‰，均值为12.8（n=17）。
说明其主要污染来源为粪肥污染和土壤有机氮，这与当地的农业发展和自然状况相吻合。
为氮污染的治理提供了依据.关键词氮污染张掖15N同位素来源Application of Nitrogen Isotopes to the study of water pollution in Zhangye AreaThe Tutor : MaHaiyanLanzhou University ,Lanzhou 730000 ;AbstractThe nitrogen pollution widespreadly exists in Zhangye agricultural region. In order to ensure the security of supporting water and bringing the water pollution under control effectively，it is necessary to manage nitrogen pollution . So that we can prevent nitrogen pollution fundamentally .And we should do it from the source firstly. We can use the Nitrogen Isotopes to tracer the source of Nitrogen source basing on the theory of the different cause of NO has different composition of Nitrogen Isotopes and of fractionation mechanism of nitrogenous compounds due to the nitrogenous source being different. The analysis show that concentration value of nitrogen range from 0.01 mg/L to 0.037 mg/L, the average value of it is 0.023 mg/L（n=19）.The Nitrogen Isotopes value range from -8.81‰ to 31.66‰,and the average value is 12.8‰（n=17）by determining the water sample and soil sample origining from Heihe river basin which is from Luoying gorge to Luocheng county, and from Maying river which is in Shandan county，eastsouth of Zhangye. We can determine that the main source of Nitrogen is from manure and soil ogranonitrogen , which meet the local agricultural development and environment. It Justify the management of Nitrogen pollution.Key words：nitrogen pollution Zhangye 15N isotope source.目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (6)1.研究区概况 (7)2.研究方法 (9)2.1样点的布设和采集 (9)2.2测定的指标和方法 (9)2.3示踪原理 (9)3.数据的分析和结果 (10)3.1氮污染研究 (10)3.2地表水的污染源 (12)3.3地下水的氮污染 (14)4. 结论和建议 (15)参考文献 (16)致谢 (17)前言随着张掖地区的工农业的发展，由此也带来了各种污染，水体中氮含量增加，尤其是硝酸盐已成为水体主要污染物之一。
研究表明，硝酸盐在人体内可被微生物还原为有毒的亚硝酸,人体摄入过量硝酸盐易使消化器官发生癌变并可使婴儿发生青紫症[1],又例河南省林县(现林州市) - 安阳县为食管癌高发区，当地该病的发病率和死亡率长期保持在1 /1000 以上且与当地地下水中的高NO-3有关系[2],并且河流中富集大量的硝酸盐，将导致水体富营养化，破坏正常的河流生态系统。
因此对于氮污染的治理因该引起足够的关注，由于氮污染一旦发生，很难治理，所以最根本直接的途径就是找到氮污染源，切断氮的污染途径，然而氮具有多来源的特点, 包括大气、雨水中的尘埃、工业和生活污水、城市生活垃圾、土壤和含水层介质、含氮的化学物质、化肥农药、牲畜排泄物和植物腐殖体、以及工业生产过程中合成的含氮物质[3]。
传统的方法只是简单的测定污染源的排放数据和水体中硝酸盐的含量来确定硝酸盐污染，由于氮污染存在多源性，且相互之间可能存在干扰，使得这种方法存在着严重的弊端，即不能直接有效的确定出硝酸盐的来源。
随着同位素技术发展和应用的不断成熟，同位素技术为确定但污染来源提供了可行性。
理论上, 不同N 来源的硝酸盐具有不同的N同位素组成[4], 因此可以利用硝酸盐中N同位素区分硝酸盐的不同来源并示踪氮的循环过程,以弥补传统方法的不足, 从而提供一种直接识别污染源的手段。
最新氮同位素技术提供了源识别的直接手段已有的研究结果表明，不同来源的硝酸盐具有不同的同位素组成，雨水的δ15N 值在- 1. 08 % ～ 0. 21 % 变动[5]多数陆地物质的δ15N组成为－ 20‰～ 30‰，例如人工合成化肥δ15N 大多在0‰± 4‰左右[6,7]，土壤有机氮的δ15N 可以在4‰～ 9‰[6,8,9]范围内变化. 人畜排泄物的δ15N 值为8‰～20‰[6,10]. 而城市排污中，主要来源于生活排泄物的氮同位素值较高，可高于10‰，如有工业来源或其他生活垃圾，可能会低于10‰[10].通过河水氮同位素研究可以较好的示踪河水氮素的来源为有效控制硝酸盐排放源提供依据。
1.研究区概况张掖市位于甘肃省西北部，位居全国第二大内陆河黑河中上游,河西走廊中段，东邻武威和金昌，西连酒泉和嘉峪关，南与青海省毗邻，北和内蒙古自治区接壤，属大陆性气候，气候特点是干燥少雨，年平均气温6℃,发源于祁连山的黑河从莺落峡出山口流入张掖市经城西流向正北。
区内气候干旱, 年降水量130. 5mm, 年蒸发量2002. 5mm。
农业是主导产业, 城区周围大部分为农田灌溉区, 主要作物有小麦、玉米、稻谷、油籽、葵花、瓜果和蔬菜等。
工业兴于50 年代, 有化肥、造纸、电力、食品加工等企业, 主要集中分布在西北部的五里墩、张掖老城区和东北部张掖火车站一带,全区有耕地400万亩（含山丹军马场），有可垦荒地300多万亩；有大小河流26条，年径流量26.6亿立方米，地下水的储量十分丰富；有草原2600多万亩；有森林580多万亩，森林覆盖率达9.2％；全年日照3000小时。
图1 研究区地理位置图采样点主要分布在研究区黑河水系中的两条较大的河流，一条为黑河的干流，一条为东南地区的山丹县马营河流域的黑河支流，黑河干流中游地区包括甘肃省的山丹、民乐、张掖、临泽、高台等县（市），属灌溉农业经济区，人口121.20万人，耕地390.87万亩，农田灌溉面积289.38万亩，林划灌溉面积44、95万亩，牲畜143.28万头（只），粮食总产量99.29万吨，人均粮食819千克。
山丹马营河是黑河水系的最东支流，发源于祁连山北麓，海拔高4260米，流域面积4400平方公里，主河道长176公里。
从白石崖渠尾到李桥水库入口的灌区，位于山丹县中部，东靠永昌，西邻张掖，北过龙首山与内蒙古阿拉善右旗接壤，南依祁连山北麓，流域面积2136平方公里.，全长36公里，流域面积1164平方公里，马营、李桥、陈户等乡镇18万亩农田灌溉和12万多人受益。
黑河流域气候具有明显的东西差异和南北差异。
南部祁连山区，降水量由东向西递减，雪线高度由东向西逐渐升高。
中部走廊平原区降水量由东部的250mm向西部递减为50mm以下，蒸发量则由东向西递增，自2000mm 以下增至4000mm以上。
中部走廊平原，光热资源丰富，年平均气温2.8 ~7.6℃，日照时间长达3000 ~ 4000小时，是发展农业理想的地区。
南部祁连山区海拔2600—3200m地区年平均气温2.0 ~ 1.5℃，年降水量在200mm以上，最高达700mm，相对湿度约60％，蒸发量约700mm；海拔1600 ~ 2300m的地区，气候冷凉，是农业向牧业过渡地带。
南部山区海拔每升高100m，降水量增加15.5 ~ 16.4mm；平原区海拔每增加100m，降水量增加3.5 ~ 4.8mm，蒸发量减小25 ~ 32mm。
2.研究方法2.1样点的布设和采集采样点主要分布在张掖地区黑河干流沿流域自莺落峡到流域下游罗城乡部分和和东南山丹县马营河流域，分别对村舍，水库，农田等主要农业区进行采样，共采集26个样品，其中地下水样7个，河水样9个，泉水样4个，土样6个。
水样分析项目为: NO-3、NO-2和NH4+，并对河水、污水样和NO-3浓度较高的地下水水样分析NO-3 - 15N；土样分析项目为NO-3及其15N。