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正热电离质谱法测定硝酸盐中的氮和氧同位素

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一、硝酸盐中氮和氧同位素的正热电离质谱法测定(论文文献综述)

郭浩然[1](2017)在《测定水体硝酸盐氮、氧同位素组成之化学转化法的改进研究》文中研究说明硝酸盐是生物可利用氮的重要形式之一。30年来,硝酸盐氮、氧同位素研究已经逐步成为氮循环研究最重要的方法之一,为大气、水、土壤、生物的硝酸盐来源和过程的研究提供了许多新的见解。水体硝酸盐的来源和分布特征是评价水环境的质量和氮循环过程机制的关键因素。然而,现有的水体硝酸盐氮、氧同位素组成的分析方法在提高转化效率、缩短反应时间、自动进样等方面尚存在着值得改进的空间。本研究对测定硝酸盐氮、氧同位素组成的化学转化法进行了硝酸盐镉还原步骤、氧化亚氮测定仪器的改进和亚硝酸盐叠氮化反应效率的测定;确定了一套适用于淡水和海水测定的、简化实验步骤、缩短测定时间并提高样品测定效率的改进的方法和流程,并将其应用于厦门近岸海域水样的测定,获得以下主要结果:(1)对硝酸盐镉还原步骤的改进是用铵锌镉还原法替代海绵镉还原法和镉柱还原法。铵锌镉法硝酸盐还原效率最佳的pH范围为6~8。若水样的pH在此范围,无需调节pH。简化的硝酸盐镉还原测定方法:加入0.8mL氯化镉溶液(20g/L)、0.8mL氯化铵溶液(250g/L)和3cm×1Ocm的洁净锌卷(99.9%)于水样中,在220r/min条件下振荡15min。既缩短时间,又提高了效率。(2)测定得到在5~100μmol/L的硝酸盐浓度范围内,叠氮化反应的效率>99%,铵锌镉法还原的最大效率为92.9%;可以推测氮、氧同位素在化学转化法的亚硝酸盐叠氮化反应过程中不会发生分馏,但可能在改进的硝酸盐还原步骤中发生同位素分馏。(3)改装Gas-Bench连续流气体引入装置的进样盘、加倍延长Nafion水阱长度并优化色谱柱分离温度,建成一套以60mL顶空瓶作为水样反应器、自动顶空进样无需Pre-Con冷阱预富集的测定N20的装置,简化仪器结构,节省液氮。(4)制作氮、氧同位素校正曲线的斜率为0.47和0.89,与已有报道的结果相符;氧同位素校正曲线斜率为0.89,比已有报道的结果更趋近理论值1;表明采用铵锌镉法缩短的硝酸盐还原流程可能会抑制样品中氧同位素的交换,使测定结果更为精确。对同一批水样用铵锌镉法和镉柱法的测定结果在误差允许范围内无显着差异,表明改进的方法可靠,从简化测定流程和缩短实验时间的角度出发,铵锌镉法值得推广。(5)对厦门近岸海域海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定结果(δ15NAir值+4.9~+6.1‰,δ180v-sMcw值-2.1~+14.2‰)与已有报道的结果相符。根据两条断面、6个站位的测定结果,可以判断厦门近岸海域硝酸盐主要来自九龙江径流,此来源的硝酸盐因工业废水和生活污水的排放经生物同化作用导致δ15N偏正、δ18O偏负,同时也受到台湾海峡潮流的影响,该来源硝酸盐因生物固氮作用、硝化作用导致δ15N偏负、δ18O偏正。因此,可以认为厦门近岸海域硝酸盐是径流与潮流混合后的结果。

王磊[2](2016)在《地下水中硝酸盐氮污染源解析 ——以沈阳浑河傍河区为例》文中认为浑河傍河区域是沈阳市重要的供水水源地,硝酸盐氮又是该区地下水的主要污染物之一,开展该区地下水中硝酸盐氮来源的源解析,对地下水的开发及保护具有重要的意义。本文对研究区进行了场地调查并收集大量资料,采用传统水化学分析与聚类分析相结合的方法,对研究区内地下水的水化学特征与污染特征进行分析总结;通过氮氧稳定同位素技术,对研究区地下水硝酸氮污染源进行初步识别,并结合因子分析提取出公共因子,揭示影响地下水水化学作用的因素,进一步识别区内硝酸盐氮的污染来源;最后,借助基于贝叶斯分析的同位素源解析模型SIAR,解析了研究区各个硝酸氮污染源的贡献率,得到如下结论:(1)研究区南、北两区水化学类型具有明显差异。南部以HCO3-Ca·Na型为主;北部水化学类型主要为Cl·SO4-Mg·Na型。根据水化学特征的差异将研究区划分为A、B两区,A区分布于研究区南部浑河傍河沿岸,呈现出偏碱性特征,还原性明显,B区为研究区西北部细河区域,呈偏中性特征,氧化性明显。(2)氮氧稳定同位素分析结果显示,粪便以及污水污染是本区地下水硝酸盐氮的污染的主要来源,而大气沉降以及土壤自身的氮等自然环境因素对研究区地下水硝酸盐氮的污染的影响较小。研究区A、B区的硝酸盐氮的迁移转化作用存在差异。A区硝酸盐氮主要受到反硝化作用,而B区硝酸盐氮受到的主要为硝化作用。(3)因子分析结果表明,研究区南部硝酸盐氮污染主要来源于农业氨肥及具有较高氮同位素值的粪肥来源,而北部硝酸盐氮主要来源于污水及粪便等污染。(4)SIAR模型解析结果显示,自然源(大气沉降)对研究区水体硝酸盐氮污染的贡献较低,而人为源(粪肥污水+硝态肥)为研究区水体硝酸盐氮主要污染源。对研究区北部水体硝酸盐氮污染贡献率最高的为粪肥及污水污染,约为60.5%,其余的大气沉降污染及硝态肥污染贡献率大致相同,分别为19.5%、20%。

吴文欢[3](2016)在《基于氮、氧同位素识别永安江河流氮源研究》文中认为洱海流域是云南人口密度较为密集的地区,随着流域内种植业和畜牧业的发展,大量的氮磷污染入湖,近年来洱海的富营养化现象呈上升趋势。据统计,洱海流域污染负荷的70%左右来源于入湖河道,其中氮源污染是洱海面临的首要污染问题,因而掌握入湖河流氮源的来源及其季节性变化,就可以采取有针对性的措施,从源头上控制入湖污染,进而遏制洱海的富营养化。本文以洱海北部三条入湖河流之一的永安江为研究对象,在永安江沿程共设置9个采样点,进行了为期10个月的常规水质指标监测,结果显示永安江水体氮污染是水体主要污染因子,总体水质评价劣于地表水Ⅴ类水,严重影响了洱海的水质状况,其时空变化明显,总体旱季污染程度比雨季要严重。对永安江沿程9个采样点进行为期7个月的氮氧同位素值监测,采用离子交换树脂法对永安江所采水样同位素测试进行预处理,经EA-IRMS来测试δ15N-NO3-和δ18O-NO3-值。根据测得的δ15N-NO3-和δ18O-NO3-值,结合实地调查分析和参考文献中的污染源典型特征值,对永安江河水的氮污染来源进行定源分析,得出目前永安江流域氮源的主要污染源来自于流域内牲畜粪便、含氮化学肥料、农村生活污水和土壤氮,并对这四种主要污染源也进行了氮氧同位素δ15N值和δ18O值测试。利用IsoSource混合模型将以上四种氮污染源的同位素值作为端元,计算河流中氮源的相对贡献比例,根据定量计算确定四种污染源对永安江河水氮素的贡献比例,结果发现:永安江河水中氮源来源的比例随时间变化,牲畜粪便在不同月份的贡献比例在32.3%49%,含氮化学肥料的贡献比例在29.8%41.2%,生活污水贡献比例占5%18.5%,土壤氮贡献比例在8.1%19.4%,该结果表明牲畜粪便的随意堆放、流失和农田化肥的流失量占永安江流域氮源污染来源的60%80%,对永安江水水质影响极大。为了更好地识别来自村落和农田面源的氮污染对于流域的影响,本文分别以农田尾水及村落沟渠污水为来源对象分析,结果显示,农田面源污染约占永安江氮源污染60%70%,村落污染约占30%40%,所以主要污染来自于农田面源污染,也与近年来该区域的经济作物大面积种植有关。

张俊萍[4](2015)在《利用N、O同位素技术研究太滆运河中氮的分布特征及来源》文中指出本研究以太湖和涌湖之间的重要水系太滆运河为研究对象,分别于2013年春季(04月)、夏季(07月)、秋季(11月)对太滆运河的水体样品和周边主要污染源(生活污水、农业化肥、工业废水、大气降水和土壤)样品进行了采集分析。通过对水体中的氮、磷营养物质浓度进行分析,评估太滆运河水体的富营养状况;对不同氮污染源的同位素特征值的分析确立了不同污染源的同位素端元值,结合质量守恒原理建立了氮污染源端元混合模型,并对太滆运河重要污染源的贡献比率进行定量化估算。太滆运河水体中的总氮、硝酸盐、氨氮、总磷、磷酸盐的浓度分别在2.0~5.5mg/L、1.0~4.8mg/L、0~1.6mg/L、0~0.7mg/L,显示该河流处于富营养化水平;TN/TP反映出4月和11月太滆运河中大部分水域富营养化水平受到磷素的限制,而在7月太滆运河中大部分水域适合水体中藻类生长,说明太滆运河在夏季入湖河段具有发生大面积蓝藻水华现象的风险。在春季、夏季和秋季,太滆运河水体中的硝酸盐氮同位素平均值分别为+16.20±5.47‰、+10.79±3.83‰、+8.57±2.59‰;氧同位素值平均值分别为-3.21±5.24‰、-0.74±2.49‰、-0.42±1.74‰。结合不同污染源的同位素特征值,同过端元混合模型计算得到:在春季、夏季和秋季,生活污水的贡献率分布在39%~100%之间,化肥和工业废水的氮贡献率分布在0~65%之间,而雨水的贡献率相对较小分布在0~13%之间。总体而言,太滆运河的最主要氮污染源为生活污水;其次为化肥以及工业废水;雨水的贡献率相对较小。随着季节的变化,生活污水的贡献率从春季到秋季有所降低;化肥以及工业废水从春季到秋季有所增大,雨水的变化则相对比较稳定,反映出不同氮源的贡献也存在明显的时空差异。

张俊萍,宋晓梅[5](2014)在《稳定同位素追踪水体中的氮来源的研究现状》文中研究表明氮是水体中的主要污染物之一。近几十年来,随着工农业的发展,使得水体中氮的污染呈上升趋势,并在今后可能会持续,最根本的解决方法是找到源头,从根本上切断污染途径以达到消除氮源的污染。在查阅相关文献的基础上,阐述了水中用同位素追踪研究氮的来源的研究进展和存在的问题,对于评价氮的污染现状、污染控制和环境管理具有十分重要的意义。

方晶晶[6](2014)在《河北平原邯郸地区地下水硝酸盐污染来源及迁移转化过程的多元素同位素及微生物(E.coli)示踪》文中认为随着工业化、城市化、现代化的发展,工业和生活“三废”的大量排放导致土壤、地表水和地下水的污染日益加重。硝酸盐是地下水中最为普遍的污染组分之一,人们摄取过量硝酸盐容易引起高铁血红蛋白症,还会引发食管癌、胃癌和肠癌等。地下水中硝酸盐的污染具有多源性、隐蔽性及难治理性。为了防治硝酸盐污染、判断硝酸盐的来源,确定硝化和反硝化的氮循环转化过程至关重要,只有确定了硝酸盐的来源及迁移转化规律,防治措施才能对症下药,取得事半功倍的效果。但由于自然界氮循环复杂的物理、化学和生物过程,使得传统水文地球化学方法难以识别硝酸盐的污染来源。由于不同氮来源的硝酸盐的δ15N值存在重合,使得用其结果判断存在多解性,因此仅利用氮同位素示踪硝酸盐的污染仍不能准确判定硝酸盐污染来源,尤其是对于有机氮化物硝化作用形成的N03-更是如此。随着同位素测试技术的发展,利用N03-中的15N和18O同位素来研究N03-的来源、污染机理和氮循环过程在一定程度上弥补了仅利用δ15N值识别其来源的不足,但对于复杂的系统仍存在较大的局限性。因此,本研究依托导师周爱国教授国家自然科学基金项目“硝酸盐三氧同位素在线测试新技术及其在地下水污染研究中的应用”(N0.40972157)和马传明副教授国家自然科学基金项目“天然水中亚硝酸盐氮氧同位素测试技术及其在水文地质中的应用”(N0.40802057)的资助,在典型的食管癌高发区-河北邯郸地区,尝试应用多元素(N、O、C、Cl)同位素及微生物技术(E.coli)分析研究地下水的水质特征及其演化规律、地下水的NO3-的δ15N和δ18O同位素、溶解性有机碳的δ13C同位素、氯化物的δ37Cl同位素的分布特征和微生物技术(E.coli),识别地下水中硝酸盐的来源,为食管癌高发区地下水硝酸盐污染的防治和安全饮水提供科学依据。研究区位于河北省南部,西部紧邻太行山中低山及丘陵区,东部为山前和漳河冲积平原,地层出露较全。含水岩组划分为岩溶裂隙含水岩组、基岩裂隙含水岩组、碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组和松散岩类孔隙含水岩组。地下水主要由大气降水、河流入渗、侧向径流、河渠灌溉回渗补给等,整体流向自西向东,排泄方式主要以侧向径流、蒸发和人工开采为主。本研究的对象主要为松散岩类孔隙含水岩组。通过地面调查,在研究区由西向东沿着地下水流向,选择不同地貌、地层、岩性和水文地质单元采集地下水样品32组,所有样品都进行了pH值、温度、电导率、主要阴阳离子、水的氧、氘同位素组成(δ18O、δ2H)、硝酸盐氮氧同位素组成(δ15N、δ18O)、溶解性有机碳的碳同位素(δ13C)、氯化物中的氯同位素组成(δ37Cl)及微生物技术(E.coli)测定。通过对测试结果的综合对比分析,取得以下认识:(1)河北平原邯郸地区地下水水化学特征具有明显的规律性西部山区水水化学类型一般为HC03-Ca和HCO3-Ca-Mg水,第四系孔隙水受到了轻微污染,出现了大面积HCO3SO4-Ca、HCO3·Cl-Ca-Mg、HCO3·Cl-Na-Mg、HCO3·Cl·SO4-Na·Mg、 HCO3·Cl-Na型水。主要离子含量由西向东逐渐递增,局部存在工业、生活和采矿污染。(2)地下水的补给来源主要为大气降水研究区地下水样品的δ180和δ2H都落在大气降水线附近,表明地下水的来源主要为大气降水。(3)地下水中硝酸盐的浓度与食管癌的发病率与死亡率呈正相关关系研究区西部地下水中硝酸盐含量高于东部平原,西部食管癌发病率和死亡率高于东部,这种情况表明了食管癌发病率和死亡率与地下水中硝酸盐含量呈正相关;磁县前史村(HD009) NO3含量达38.66mg/L,高于饮用水卫生标准的≤30mg/L。承压水中NO3-含量一般较低。东部属于地下水的微承压-承压区,地下水的隔水顶板对污染物的入渗起到了较好的阻隔作用,同时承压水含水层位于深部,属于厌氧条件,还原条件起主要作用,有利于反硝化作用的进行,因而N03-含量较低。武安市马家庄乡宋家井村(HD008) NO3含量高,据现场调查其附近是矿区,其主要污染源为工、矿企业排污废水。地表岩性的防污性能对浅层地下水的硝酸盐污染具有重要的作用,地表岩性颗粒粗,渗透性好,防污性能较差,各种来源的硝酸盐容易进入地下水造成污染。(4)δ13CDOC值及微生物(E·coli)特征①研究区地下水中δ13CDOC与DOC呈现一定的负相关关系,即随着DOC浓度的减少,而δ13CDOC偏正,其原因可能是动物粪便和生活污水直接影响地下水中DOC的碳同位素值。②杆菌E-coli检出点27、19、4的δ13CDOC值都较负,出现此现象的原因可能是这些样点附近有养殖区,动物粪便及城市污染输入,导致地下水微生物活动加剧,增强了生物成因碳的比重。(5)37Cl同位素特征①氯化物与硝酸盐的分布规律研究区Cl-和N03-在空间上的分布具有高度的相关性,高值区分布在磁县,主要受工矿企业废水排放的影响;山前平原区(非承压水区)Cl-和N03-的分布关系基本上呈正相关关系,东部平原(承压水区)Cl-和N03-的分布是高Cl-和低N03-。④δ37Cl与Cl-、δ18OH2O、δ2HH2O和地下水埋深的关系第四系孔隙水和岩溶水的δ37Cl值随着Cl-离子浓度增大而变小甚至变成负值;地下水的18OH2O和2HH2O同位素分馏机理与37Cl同位素的分馏机理不同,因而地下水中的δ37Cl值与水的δ180和δ2H值无明显的相关性;西部山区丘陵岩溶水Cl-浓度和δ37Cl值与岩溶水的埋深有明显的负相关性,Cl-含量随埋深的增大而减小,岩溶水的δ37Cl值随着埋深的增大而偏负;第四系孔隙水Cl-浓度和637Cl值与第四系孔隙水的埋深没有相关性,Cl-含量随深度变化不大。③δ37Cl与δ15N的相关性δ37Cl值和δ15N值结合可以区分来源于大气降水中的硝酸盐和来源于土壤中的硝酸盐,同时利用δ37Cl值的差异判断泉水出露地层是碳酸盐还是非碳酸盐;利用δ15N值的差异和δ37Cl值的相关关系,识别出δ15N值来源是化肥还是动物粪便;碳酸盐分布区δ37Cl值和δ180值均较高,可能受到了化肥污染;第四系分布区δ37Cl值低和6180值较高,可能受到了养殖粪便污染。(6)N03-的来源识别利用N03-和δ15N的相关关系,结合水文地质条什和其他信息,对研究区地下水N03-的来源进行识别:①大气来源的氮:其特征是N03--N含量低于25mg/L,δ15N值为负数,其来源主要是生物体(植被腐烂),其分馏机理主要为生物固氮作用;②天然十壤来源的氮:其特征是N03--N含量低于10mg/L,δ15N值介于0-+8%o之间,其来源主要为天然土壤有机氮或腐殖质的硝化或降解;③粪便来源的氮:其特征是N03--N的含量变化范围较大,为24.86~72.16mg/L,δ15N值为高值,为+15.78~+18.35‰之间,其来源主要是禽畜粪便引起的污染,与氨的挥发作用较强所致;④混合来源的氮:其特征是N03-和δ15N含量变化范围较大,由于工业污水的氮同位素比值接近于氮化肥,因而仅靠N03-和δ15N的相关关系难以识别其来源时氮化肥还是工业废水或生活污水,需要结合其他同位素进行识别和区分。δ15NN03值与δ13DOC值基本上呈正相关关系,这表明有机碳同位素分馏与硝酸盐的氮同位素分馏都遵守瑞利(Ralaygh)分馏理论。不同来源的溶解有机碳(DOC)其碳同位素具有不同的变化范围。陆生植物的δ13CDOC平均值为-25‰,C3植物的平均值为-23‰(例如树木,小麦,水稻等),C4植物的δ13CDOC平均值为-13‰(例如玉米,高粱,黍和甘蔗等)。土壤有机质的δ13CDOC值与区域的植物类型有关,泥炭-腐殖士壤中有机物约为-27±5‰。垃圾填埋场受污染严重的地区,δ13CDOC值达-40‰。研究区地下水溶解性有机碳(DOC)的碳同位素范围为-30--38‰,平均值为-32.27‰,与C3植物和陆生植物的δ13DOC相对比有些偏负,根据上述不同来源的溶解有机碳(DOC)的碳同位素不同的变化范围可以判别,研究区地下水中溶解有机碳来自于土壤有机质。而δ15NNO3值与δ13CDOC值的正相关关系可进一步来判断研究区N03-可能来自于土壤有机质氮。研究区地下水δ37C1-δ15NNO3的关系的总趋势是:①岩溶水的δ15NNO3和637Cl呈正相关关系;②第四系孔隙水两者呈负相关关系;③粪便污染δ15NNO3值大δ37Cl值小。涉县岳城水库(HD019)属于地表水,其特点是δ15N值及δ37Cl值都较高。因为水库周边村庄畜牧业较发达,动物粪便是氮污染的主要来源。总的来说,研究区地下水硝酸盐主要来源于动物粪便和化肥。按Savard等(2010)报道,不同的氮源N03-具有不同的氮和氧同位素特征。根据我们的资料作出δ18O-NO3和δ15N-NO3关系图,在本研究区,饮用水中N03-主要有3个来源:①土壤有机质氮;②动物粪肥和污水氮;③化肥氮,其中以土壤有机质氮为主,43.47%,其次是动物粪便,为34.78%,化肥氮21.75%。特别是动物粪肥的来源,都由菌落和E·coli杆菌检出证实。本研究区西部山区、中部丘陵和山前平原均处于地下水补给区,这里正发生着有机质的矿化作用和硝化作用。只有在东部冲积平原浅层承压水区发生着反硝化作用,使地下水中N03-含量减少。此外,在土壤有机质氮、动物粪肥氮和化肥氮之间也会发生着混合作用。在本研究区,尚未发现大气成因的氮源。(7)研究区硝酸盐的迁移转化过程土壤的硝化作用与通气状况、土壤酸度、土壤水分、有机质含量密切相关:而土壤碳源的供应状况、土壤水分湿度、土壤氧供应等则对土壤反硝化作用有明显的影响。硝化作用是研究区氮循环的主要形式,从大气降雨开始,N即从大气经过植被进入岩(土),在固氮作用、同化作用、氨化作用、硝化作用下,不断形成N03-:研究区发生的反硝化作用有两类,一是发生在粪便来源的δ15N和N03-分布区(氨挥发);二是发生在氮肥生产与施用或工业污水源的N03-分布区;食管癌高发区主要分布在硝化作用为主的地区,反硝化作用区多为食管癌低发区。本研究紧密结合河北平原邯郸地区水文地质条件,以地下水循环演化为主线,运用多元素(N, O、C、Cl)同位素及微生物技术(E.coli)对河北平原邯郸地区浅层地下水硝酸盐氮氧同位素组成(δ15N、δ18O)、溶解性有机碳的碳同位素(δ13C)、氯化物中的氯同位素(δ37c1)组成的分布特征及微生物技术(E.coli)进行了系统研究,全方位揭示了地下水中硝酸盐的来源及其与食管癌高发的关系。首次利用δ15N与δ13C、δ15N与δ37Cl等相关关系,在研究区识别出土壤有机质氮、动物粪肥和污水氮和化肥氮这三种不同来源的硝酸盐;为研究区硝酸盐污染的防治和食管癌高发区的安全饮水科学依据,具有一定的科学价值和应用前景。

王丽丽[7](2012)在《基于同位素分析法的氮识别技术及迁移规律研究》文中提出本文研究了适应鹊山水库水体中硝酸盐氮稳定同位素分析的预处理方法。即用阴离子交换方法富集硝态氮和凯氏蒸馏法将硝态氮还原为氨态氮,研究确定了最佳实验条件,同时结合鹊山水库库区的实际情况,监测了引黄条渠和鹊山水库水中硝酸盐氮的丰度值,根据丰度值判断该库区硝酸盐氮的来源。实验结果表明阴离子交换方法的最佳实验条件是:选用OH型阴离子交换树脂(anion exchanger (Ion exchanger Ⅲ, Merck)),该种树脂吸附和洗脱效果均很稳定,不会产生同位素分馏,因此作为富集硝酸盐氮的载体。针对水库水体,交换柱装填的树脂高度为3cm;吸附过程中过柱流速控制在800~900mL/min左右,洗脱时采用浓度为2mol/L的KCl溶液40mL作为洗脱液,洗脱速率控制在15mL/h,洗脱率可以达到95%以上。由于原水中的杂质较多,在经过阴离子交换树脂前,先用Al2O3柱处理水样,结果表明处理后的水样吸附和洗脱效果均较好。因此该方法能够适用于引黄水库的大部分水体中硝酸盐氮的富集。实验结果表明凯氏蒸馏法的最佳实验条件是:最佳定氮合金量为0.7g,最佳蒸馏时间为50min,最佳沸石量为75mg,吸附的最佳环境是15mL0.003mol/L的HCl。实验还研究了3A型沸石分子筛和改性沸石对氨氮的吸附能力和最佳吸附条件,实验结果表明75mg改性沸石的吸附率能够达到95%以上,不会产生同位素分馏。文中结合鹊山水库附近的实地情况,研究了鹊山水库库区硝酸盐氮的来源和迁移规律。水体中硝酸盐氮经条渠沉砂,水库的沉淀等过程,硝酸盐氮的含量逐渐降低,经过水厂的过滤消毒等工艺后,能够达到合格饮用水标准;同时分析研究了鹊山水库水中硝酸盐氮的主要来源,实验结果表明水库水中硝酸盐氮主要来源于生活污水和化肥源,可能也存在土壤矿化有机氮的作用,该问题有待进一步研究。本文对控制鹊山水库水中硝酸盐氮的来源提出了控制措施,对研究中存在的不足和发展方向做了总结。

万瑜[8](2012)在《水稻田地下水污染源解析》文中研究说明近年来,粮食供给的压力随着人口的增长而不断增大,增施氮肥则是提高粮食产量的最主要手段。但是盲目增加氮肥使用量会导致氮肥利用率降低,大量的氮素通过挥发、淋洗和径流等途径进入环境,造成了一定程度的污染,甚至对人的身体健康造成危害。本实验就水稻田氮污染源解析这一课题进行了较为详细的研究,选取了浙江省湖州市双林镇水稻田耕作系统作为研究对象,论证污染物输入对水稻田土壤以及地下水三氮(铵态氮:NH4+-N,硝态氮:NO3--N,亚硝态氮:NO2--N)分布特征的影响规律,利用氮、氧同位素方法辨明水稻田地下水氮污染源。本研究得到下几个结论:(1)在0~90cm土层中,有机质含量范围为3.78~54.16g/kg,全氮含量范围为0.14~1.90g/kg,全磷含量范围为0.20~0.78g/kg,全钾含量范围为1.78~3.41g/kg,与第二次土壤调查结果相比,均有了不同程度的下降,说明测土配方施肥具有一定的成效;土壤有机质含量与全氮含量呈正比关系;耕作期土壤NH4+-N平均值为32.15mg/kg,N03--N平均值为2.99mg/kg;闲置期土壤NH4+-N平均值为22.45mg/kg, NO3--N平均值为1.13mg/kg。对比相关资料,土壤NH4+-N含量显着高于其他地区。(2)研究区域浅层地下水已受到了污染。参照我国地下水质量标准(GB714848-93),发现SO42-和NH4+-N是主要的污染指标,平均浓度分别达到了191.30mg/L和0.28mg/L,来源分别为土壤N与有机肥,可见本区域地下水污染与农田施肥密切相关;无论是耕作期还是闲置期,水稻田土样与水样中NH4+-N含量变化均具有较为一致的变化规律,同时,土样与水样中NO3--N含量则没有显着的相关性。地下水NH4-N与NO3--N时空变异呈现相同的规律,灌溉对地下水NO3-N、NH4-N的分布有很大影响。(3)闲置期水样δ15N值的变化范围为5.5~13.6‰,δ18O值的变化范围为-2.3~8.3‰;耕作期水样δ15N值的变化范围为0.2~15.4‰,δ18O值的变化范围为-1.4~17.2%o;低值的δ15N对应深层地下水,对应低值NO3--N含量,高值的δ15N对应浅层地下水,对应高值NO3--N含量,地下水埋深与地下水中各无机离子没有明显相关性;由同位素数据可以判定:闲置期浅层地下水的硝酸盐来源主要为有机肥,深层地下水的硝酸盐来源主要为土壤N。耕作期地下水的硝酸盐来源主要为土壤N和化肥。

秦燕[9](2010)在《新疆吐—哈地区硝酸盐矿床氮、氧同位素研究及矿床成因》文中进行了进一步梳理硝酸盐类矿产是重要的工业原料,被广泛应用于农业、化工、冶金、建材、轻工、医药及食品方面。近年来,随着我国国民经济的发展,国内对硝酸盐产品的需求增幅很大,对外依存度逐年增加,大量硝酸盐产品长期依赖进口。硝酸盐极易溶于水和被生物吸收,难以富集形成硝酸盐矿床。新疆是我国目前唯一的具有工业价值的大型硝酸盐矿床分布区。最近几年,我国新疆吐—哈盆地硝酸盐矿床的找矿工作取得了重大突破,该地区已探明的硝酸盐储量达到2.5亿吨,仅次于智利Atacama超大型硝酸盐矿床,位居世界第二。但前人对该地区硝酸盐矿床的研究程度较低,且主要集中在矿床地质方面,同位素地球化学方面的研究尚属空白。本文对该地区库姆塔格、小草湖、吐峪沟、沙尔钠硝石矿床和吾宗布拉克、大洼地钾硝石矿床进行了野外地质调查,并沿南北方向横跨吐-哈盆地的剖面,采集了不同空间位置和不同类型的硝酸盐矿石样品、盐土样品、地表水和含矿卤水样品。对样品的矿物成分、水溶组分的含量、光释光年龄、硝酸盐的氮、氧同位素等进行了系统分析。取得到以下创新成果:1.建立了水样及土样中硝酸盐和硫酸盐的提取纯化方法;建立了国内第一个硝酸盐的△17O分析方法;建立了硝酸盐的δ15N、δ18OΣO2分析方法,研制了以铂金丝为加热元件的石英反应炉,避免了硝酸盐与石英管之间的氧同位素分馏。分析精度达到国际同类实验室先进水平。2.新疆吐-哈地区硝酸盐的δ15N值变化范围很大,为0.7‰~27.6‰。不同类型硝酸盐矿床的氮同位素组成明显不同。盐湖沉积形成的乌宗布拉克钾硝石矿床δ15N值最高,15.0‰~27.6‰,平均22.7‰。其次是液-固共存的大洼地钾硝石矿床,δ15N=2.9‰~6.3‰,平均5.4‰。小草湖、库姆塔格、吐峪沟及沙尔钠硝石矿床的δ15N值相近,0.7‰~6.0‰,平均3.5‰,与大气及大气成因硝酸盐的δ15N相似。在横穿吐-哈盆地剖面上,硝酸盐的δ15N呈现北高南低的变化趋势。根据氮同位素提出吐-哈地区的硝酸盐主要来自大气沉降,乌宗布拉克钾硝石矿床的615N升高与其在搬运和演化过程中发生较强烈的生物反硝化作用有关,硝酸盐的δ15N在剖面上的变化也是由生物反硝化作用造成的。3.新疆吐-哈地区钠硝酸石矿床中硝酸盐矿物的δ18O值异常高,35.4‰~47.9‰,平均42.3‰,与生物等其它来源的硝酸盐明显不同,提出该地区硝酸盐主要是大气成因的。大洼地钾硝石矿床的氧同位素组成与钠硝石矿床的相似,δ180=44.9‰~46.0‰,平均45.3‰。乌宗布拉克钾硝石矿床的δ180值相对较低,为30.2‰~36.3‰,平均32.0‰,但仍较微生物形成的硝酸盐的δ180(-10‰~10‰)明显偏高。乌宗布拉克钾硝石矿床的δ18O值较低与其在迁移和演化过程中发生较强烈的生物反硝化作用有关。4.新疆吐-哈地区钠硝石矿床中硝酸盐矿物的△17O分布在12.2‰~27.9‰之间,平均18.4‰,存在非常明显的非质量分馏效应。大洼地钾硝石矿床的△17O值为14.3‰~18.4‰,平均16.2‰,较钠硝石矿床的值稍低。吾宗布拉克钾硝石矿床的△170值最低,3.9‰~12.4‰,平均7.4‰。吐-哈地区的硫酸盐矿物也存在弱的氧同位素非质量分馏效应,△17O=0.1‰~1.7‰,平均0.7‰。这是首次在国内发现氧同位素非质量分馏现象,也是国际上首次在内陆地区发现氧同位素非质量分馏效应。光化学反应被认为是地球上氧同位素非质量分馏效应的唯一形成机制。吐-哈地区硝酸盐氧同位素非质量分馏效应的存在,证明该地区硝酸主要来自大气,同时有少量硫酸盐也是大气成因的。根据全球大气成因硝酸盐的△170平均值24.7‰和吐-哈地区钠硝石矿床中硝酸盐的△17O平均值18.4‰,计算出大气成因硝酸盐所占比例为75%。考虑到硝酸盐在迁移和演化过程中的反硝化作用,75%代表大气成因硝酸盐所占比例的最小值。5.新疆吐-哈地区硝酸盐矿床中硝酸盐的δ180与δ15N之间具有较弱的反相关关系;△17O与δ15N之间呈现明显的反相关关系,表明二者的变化主要受同一种作用控制。与钠硝石矿床相比,乌宗布拉克钾硝石矿床的δ15N值由3.5%o升高到22.7%o,变化幅度为19.2%o;δ18O值由42.3‰降至32.0‰,变化幅度为10.3‰。二者的变化比例为刚好为2:1。硝酸盐的δ15N与△17O之间也按照2:1的比例同步变化。这表明该地区钠硝石矿床与钾硝石矿床具有相同的物质来源,二者氮、氧同位素的差异主要由生物反硝化作用引起。6.吐-哈地区钠硝石矿床含矿地层的光释光年龄约为350Ka,表明硝酸盐矿床成矿作用发生在350ka之后,中更新世晚期。7.在上述研究的基础上,建立了该地区硝酸盐的成矿模式。中更新世晚期,该地区地壳抬升,气候由冷湿转向干燥,至更新世晚期发展为极端干燥环境。大气成因硝酸盐通过雨水、气溶胶等方式沉降到地表,通过雨水、风力等形式发生短距离迁移。在极度干燥的条件下早期沉降在地层中的硝酸盐等易溶盐类随水溶液沿着砂砾的空隙或裂隙等毛细管向地表运移富集,溶解度较低的硫酸盐首先达到饱和,在矿体下部沉淀富集形成石膏等硫酸盐带,同时该阶段有部分钠硝矾形成;溶解度较大的氯化物和硝酸盐继续向上运移,在矿体的上部氯化物达到饱和,沉淀形成氯化物带;溶解度最大的硝酸盐最后沉淀,在矿体的最上部形成钠硝石带。部分硝酸盐等成矿物质,被地表水带到盐湖之中,经过长时间的生物作用、蒸发浓缩和分异演化,溶解度最大的硝酸钾在盐湖演化的最后阶段沉淀下来,形成钾硝石矿床。因此钾硝石矿床的成矿时代晚于钠硝石矿床。硝酸盐的成矿作用持续时间很长,硝酸盐品位与地形之间的关系可能就是硝酸盐二次搬运和富集的结果。

贾小妨[10](2010)在《山东省地下水硝酸盐分布规律及溯源研究》文中指出随着工农业生产的迅速发展,地下水的硝酸盐氮(NO3--N)污染已成为世界性的环境问题,地下水中过量的NO3--N会以直接或间接的方式危害人们的健康,地下水中硝酸盐的来源很多,而且一旦污染,其治理代价非常大,最根本的解决办法就是找到硝酸盐的来源,从根源上减少NO3-向地下水的输送。本文针对山东全省农村地区,对地下水NO3-的含量及分布规律进行研究,并采用离子交换色层法对NO3--N浓度大于10mg/L的地下水进行预处理,做进一步溯源研究,同时对已存在的NO3--δ15N值数据库进行补充与完善,为查明污染物来源,从根源上切断污染源,治理硝酸盐污染提供理论依据。研究结果如下:1本实验所采用的Bio-rad3公司生产的AG1-X8(Cl-型,200-400目)阴离子交换树脂对NO3-的吸附效果很好,吸附率能达到98%以上,采用15ml-6M的HCl溶液对已吸附的NO3-进行洗脱,洗脱效果较好,洗脱率达到94%以上,已能满足同位素测定的需要,其优点很多,值得在水文地质工作中推广。由不同浓度梯度(10,30,50,100mgN/L)的KNO3标准溶液转化成的AgNO3直接经TC-EA转化为N2和CO引进IRMS进行δ15N和δ18O的测定,省去了以往繁琐的转化步骤。其δ15N测定结果的标准偏差为0.22‰,δ18O的标准偏差为0.4‰,重现性较好,测试精度已达到国外同类研究水平,能满足水体硝酸盐溯源和水文地质研究的要求。2在所采集的地下水样中,以NO3--N浓度为依据,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类水所占的比例分别为28.89%、10.67%、31.56%、11.11%、17.78%。71.12%的地下水可直接饮用,28.89%的地下水受到硝酸盐污染,不能直接饮用。果树和蔬菜种植体系下地下水NO3-超标比例较高,粮棉油作物种植体系下的地下水超标比例相对较低,这主要是由蔬菜和果树种植体系下氮肥施用量较高,而粮棉油作物种植体系下氮肥施用量相对较低造成的。总体上,山东省地下水NO3-含量状况已不容乐观,必须采取一定的措施进行保护,应合理施肥,提高肥料利用率,以避免因地下水NO3-污染而引发的严重后果。3以市区为单位,地下水NO3--N平均含量状况为:滨州、聊城、德州、菏泽地下水NO3--N平均含量较低,低于10mg/L;莱芜、淄博、烟台、潍坊地下水NO3-平均含量较高,高于20 mg/L;济南、青岛、枣庄、临沂、威海、日照、济宁、泰安地下水NO3-平均含量中等。地下水NO3--N的平均含量随埋深的变化没有呈现出明显的规律性,有可能受当地土壤质地的影响很大或是受地下水补给途径的影响,也可能与采样点的选取以及多少有关;不同作物类型下地下水NO3--N平均含量从小到大依次为:粮棉油作物、露地菜、果树、设施蔬菜。此外,通过本研究还发现,硫酸根浓度与硝酸根浓度显着相关,且硫酸根浓度随着硝酸根浓度的增大而增大。4山东地区含水层没有发生明显的反硝化作用,可以根据地下水NO3-的δ15N值反映源的氮同位素特征。如以研究区域整体为单位,有35.45%地下水样品的NO3--N来自于粪肥污染,有27.1%的地下水样品是受化肥污染,还有37.45%的地下水样品的NO3--N污染来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。如以地下水中NO3--N平均浓度高于20mg/L的淄博、烟台和潍坊为研究单位,则淄博地区的地下水NO3--N污染有22.22%来自于粪肥污染,有22.22%来自于化肥污染,还有55.56%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染;烟台地区的地下水NO3--N污染有55.56%来自于粪肥污染,有5.56%来自于化肥污染,有38.88%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染;潍坊地区的地下水NO3--N污染有16.13%来自于粪肥污染,有48.39%来自于化肥污染,还有35.48%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。

二、硝酸盐中氮和氧同位素的正热电离质谱法测定(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、硝酸盐中氮和氧同位素的正热电离质谱法测定(论文提纲范文)

(1)测定水体硝酸盐氮、氧同位素组成之化学转化法的改进研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 海洋中的氮循环
    1.2 氮、氧同位素组成
    1.3 海洋氮循环中的氮、氧同位素分馏
    1.4 氮、氧同位素的分馏系数
    1.5 硝酸盐氮、氧同位素及其在海洋氮循环研究中的作用
    1.6 硝酸盐氮、氧同位素的测定方法及研究进展
        1.6.1 氨蒸馏法
        1.6.2 氨吸收法
        1.6.3 离子色谱法
        1.6.4 细菌反硝化法
        1.6.5 化学转化法
        1.6.6 研究进展
    1.7 本论文研究的内容与意义
第二章 化学转化法的改进
    2.1 前言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验仪器与试剂
        2.2.2 pH值对铵锌镉法还原效率影响的测定
        2.2.3 叠氮化反应的效率的测定
        2.2.4 对Gas-Bench连续流气体引入装置的改装
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 pH值对铵锌镉法还原效率的影响
        2.3.2 叠氮化反应的效率
        2.3.3 改进的进样装置
        2.3.4 改进的分离装置
    2.4 小结
第三章 改进方法的可靠性检验
    3.1 前言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验仪器与试剂
        3.2.2 方法与流程
        3.2.3 同位素校正曲线的制作
        3.2.4 镉柱还原法和铵锌镉法比对实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 氮、氧同位素的分馏效应检验
        3.3.2 与镉柱还原法的比对结果
    3.4 小结
第四章 厦门近岸海域水样硝酸盐氮、氧同位素组成
    4.1 前言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 采样地点和时间
        4.2.2 水样硝酸盐氮、氧同位素组成的测定
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
第五章 结论
    5.1 化学转化法的改进
    5.2 方法有效性验证
    5.3 创新与不足
参考文献
附录
致谢

(2)地下水中硝酸盐氮污染源解析 ——以沈阳浑河傍河区为例(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 地下水硝酸氮污染概述
        1.1.2 地下水硝酸氮污染来源
        1.1.3 地下水硝酸氮污染危害
    1.2 研究方法进展
        1.2.1 传统水化学方法研究
        1.2.2 多元统计方法研究
        1.2.3 水体污染源解析研究
        1.2.4 氮氧稳定同位素在水体硝酸氮污染源解析中的应用
        1.2.5 硝酸盐污染源贡献率分摊的发展
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 研究区概况
    2.1 自然环境概况
        2.1.1 自然地理
        2.1.2 气象条件
        2.1.3 水文条件
    2.2 地质概况
    2.3 水文地质概况
        2.3.1 地下水赋存类型
        2.3.2 地下水补、径、排特征
第3章 研究区水化学特征
    3.1 研究区用地类型及污染源调查
    3.2 研究区环境污染特征
        3.2.1 研究区地下水环境特征
        3.2.2 研究区地下水污染特征
    3.3 地下水水化学特征分析
        3.3.1 地下水水化学类型
        3.3.2 聚类分析
    3.4 小结
第4章 研究区硝酸氮污染源识别
    4.1 硝酸盐的来源与迁移转化
        4.1.1 水体硝酸盐来源的同位素组成
        4.1.2 硝酸氮来源识别
        4.1.3 硝酸盐迁移转化机理
    4.2 因子分析结合水化学参数识别污染源
    4.3 小结
第5章 研究区硝酸氮污染源解析
    5.1 SIAR基本原理
    5.2 硝酸氮来源贡献率计算
    5.3 小结
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
附录

(3)基于氮、氧同位素识别永安江河流氮源研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 稳定同位素技术应用原理
    1.3 不同氮来源同位素特征值
        1.3.1 大气沉降
        1.3.2 含氮化学肥料
        1.3.3 生活污水
        1.3.4 土壤氮
        1.3.5 牲畜粪便
    1.4 氮、氧稳定同位素的影响因素
        1.4.1 硝化作用
        1.4.2 反硝化作用
    1.5 国内外研究综述
    1.6 研究内容及技术路线
        1.6.1 研究目的及内容
        1.6.2 技术路线
    1.7 研究区域概况
        1.7.1 地理位置
        1.7.2 地貌与地形
        1.7.3 气象与气候
        1.7.4 水资源及水系情况
        1.7.5 流域土地利用现状
        1.7.6 流域农村及其社会经济概况
第二章 实验材料及方法
    2.1 样品采集及预处理
        2.1.1 采样点设置
        2.1.2 永安江流域内主要氮污染源采样
        2.1.3 现有样品预处理方法介绍
        2.1.4 样品预处理具体步骤
    2.2 试剂及材料
    2.3 常规水质监测
    2.4 同位素监测
        2.4.1 测试原理介绍
        2.4.2 测试仪器介绍
        2.4.3 氮氧同位素测试具体步骤
第三章 永安江水体氮时空变化
    3.1 永安江入湖口水体污染物特征
        3.1.1 永安江入湖口氮素监测情况
        3.1.2 永安江入湖口总磷监测情况
        3.1.3 永安江入湖口高锰酸盐指数时间变化情况
    3.2 永安江水体沿程污染情况
        3.2.1 氮素指标沿程分布情况
        3.2.2 总磷沿程分布
        3.2.3 高锰酸盐指数沿程分布
    3.3 本章小结
第四章 永安江水体氮源同位素定性分析
    4.1 永安江水体氮氧同位素情况
        4.1.1 永安江沿程氮氧同位素测试值
        4.1.2 水体反硝化作用和硝化作用分析
    4.2 永安江水体中氮源来源定性分析
    4.3 本章小结
第五章 永安江氮源来源定量分析
    5.1 定量计算混合模型的选择
        5.1.1 质量平衡混合模型
        5.1.2 SIAR混合模型
        5.1.3 IsoSource模型
    5.2 利用ISOSOURCE模型对永安江氮源进行定量计算
    5.3 永安江氮污染的综合分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(4)利用N、O同位素技术研究太滆运河中氮的分布特征及来源(论文提纲范文)

摘要
Abstract
插图清单
附表清单
引言
1 序言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 稳定同位素技术的原理
        1.2.1 氮、氧同位素基本概念
        1.2.2 环境中氮同位素的分馏
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 论基础
        1.3.2 实验技术
    1.4 研究内容
    1.5 研究技术路线
2 研究方法
    2.1 研究区域概况
    2.2 污染源样品的采集
    2.3 环境水样的采集
        2.3.1 采样点的选取
        2.3.2 水样的采集与保存
    2.4 水样分析
        2.4.1 监测项目
        2.4.2 设备与仪器
        2.4.3 离子处理方法
3 结果与讨论
    3.1 水体富营养化状态
    3.2 利用N/P比评价滆湖水域的水体富营养化程度评估
    3.3 示踪污染源混合模型的建立
        3.3.1 定量化太滆运河水体中氮来源方法的确立
        3.3.2 太滆运河水体中污染源同位素特征值
    3.4 太滆运河水体中氮氧同位素值的分布
        3.4.1 2013年04月太滆运河水体中氮氧同位素值的分布
        3.4.2 2013年07月太滆运河水体中氮氧同位素值的分布
        3.4.3 2013年11月太滆运河水体中氮氧同位素值的分布
    3.5 太滆运河水体中氮污染源贡献估算
        3.5.1 太滆运河水体中主要污染源的确定
        3.5.2 太滆运河水体中污染源的季节贡献变化
4 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
附录A
附录B
附录C
致谢
作者简介

(5)稳定同位素追踪水体中的氮来源的研究现状(论文提纲范文)

0 引言
1 同位素示踪的原理
2 氮、氧同位素的指示意义
3 国内外的研究现状
    3.1 预处理技术
    3.2 测定技术
    3.3 同位素追踪技术
        3.3.1 氮同位素追踪技术
        3.3.2 氮、氧同位素追踪技术
        3.3.3 多种同位素联用的分析法方法
    3.4 氮来源的定量化
4 展望

(6)河北平原邯郸地区地下水硝酸盐污染来源及迁移转化过程的多元素同位素及微生物(E.coli)示踪(论文提纲范文)

作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 研究背景及选题意义
    §1.2 国内外研究现状、存在问题及发展趋势
        1.2.1 硝酸盐氮氧同位素的研究进展
        1.2.2 硝酸盐氮氧测试技术的研究现状
        1.2.3 硝酸盐氮氧同位素应用研究进展
        1.2.4 有机碳~(13)C测试技术研究进展
        1.2.5 有机碳~(13)C应用研究进展
        1.2.6 无机氯化物~(37)Cl同位素测试技术研究进展
        1.2.7 无机氯化物~(37)Cl同位素应用研究进展
        1.2.8 水文学中微生物技术研究进展
        1.2.9 邯郸地区水文地质及地下水污染研究进展
        1.2.10 存在问题及发展趋势
    §1.3 研究目标、内容及技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究思路
    §1.4 论文创新点
第二章 研究区概况
    §2.1 自然地理
        2.1.1气象、水文
        2.1.2 河流水系
        2.1.3 地形、地貌
    §2.2 地质构造
        2.2.1 地层
        2.2.2 岩浆岩
        2.2.3 变质岩
    §2.3 水文地质条件
        2.3.1 地下水类型
        2.3.2 水文地质分区
第三章 研究区地下水样品采集与测试
    §3.1 样品采集
        3.1.1 采集点的选取
        3.1.2 取样种类及处理方法
    §3.2 样品测试
    §3.3 测试结果
第四章 研究区地下水水化学特征
    §4.1 地下水水化学类型
    §4.2 地下水常量元素特征
第五章 研究区地下水环境同位素特征
    §5.1 地下水氢氧同位素组成
        5.1.1 大气降水的氢氧同位素组成
        5.1.2 研究区地下水氢氧同位素组成
    §5.2 研究区地下水的补给与地下水循环特征
第六章 地下水碳的生物地球化学及微生物技术(E.coli)
    §6.1 碳同位素的生物地球化学意义
        6.1.1 地下水中碳的演化
        6.1.2 碳同位素在地下水碳的生物地球化学循环中的应用
    §6.2 地下水有机碳的分布特征
        6.2.1 地下水中DOC含量分布特征
        6.2.2 DOC与主要阴阳离子之间的关系
    §6.3 地下水DOC同位素的特征
        6.3.1 研究区地下水DOC同位素的统计特征
        6.3.2 研究区地下水中DOC同位素特征
    §6.4 地下水DOC碳同位素在地下水污染中的应用
    §6.5 微生物技术(E.coli)的分布特征
        6.5.1 E.coli与Cl-和N03.的关系
        6.5.2 δ~(13)C_(DOC)与E.coli的关系
第七章 地下水~(37)Cl同位素组成及指示意义
    §7.1 自然界稳定氯同位素的组成
        7.1.1 海水的稳定氯同位素组成
        7.1.2 深层卤水稳定氯同位素组成
        7.1.3 盐湖卤水稳定氯同位素组成
        7.1.4 浅部地下水的稳定氯同位素组成
        7.1.5 硅酸盐和矿床共生体淋溶液的稳定氯同位素组成
    §7.2 稳定氯同位素分馏机理
        7.2.1 扩散作用引起的稳定氯同位素分馏
        7.2.2 压力梯度下扩散作用引起的稳定氯同位素分馏
        7.2.3 离子渗透作用引起的稳定氯同位素分馏
    §7.3 研究区地下水氯化物与硝酸盐分布关系
        7.3.1 Cl-和~(37)Cl的分布关系
        7.3.2 氯与硝酸盐的分布关系
    §7.4 研究区δ~(37)Cl-Cl~-相关性
        7.4.1 水库水的氯同位素组成
        7.4.2 浅层地下水氯同位素组成
    §7.5 研究区地下水中Cl~-与δ~(18)O_(N03-)和δ~(15)N_(N03-)的关系
    §7.6 研究区δ~(37)Cl-δ~(15)N_(NO3)和δ~(37)Cl-δ~(18)O_(N03)的关系分析
    §7.7 δ~(37)Cl同位素分馏机理
        7.7.1 岩溶水的氯同位素分馏
        7.7.2 第四系孔隙潜水的氯同位素分馏
        7.7.3 第四系孔隙承压水的氯同位素分馏
第八章 地下水中硝酸盐~(15)N和~(18)O同位素组成及其迁移转化
    §8.1 氮同位素的分馏机理
        8.1.1 自然界中的氮循环
        8.1.2 氮的迁移和转化
    §8.2 研究区硝酸盐分布特征及其与食管癌发病率和死亡率的关系
        8.2.1 硝酸盐的分布特征及其与食管癌的关系
        8.2.2 研究区硝酸盐的分布特征
    §8.3 氮同位素分馏机理
        8.3.1 固氮作用
        8.3.2 同化作用
        8.3.3 矿化作用
        8.3.4 硝化作用
        8.3.5 反硝化作用
        8.3.6 离子交换作用
        8.3.7 氨的挥发作用
        8.3.8 氨的厌氧氧化作用
    §8.4 硝酸盐潜在污染源的氮同位素组成特征
        8.4.1 天然土壤中的硝酸盐
        8.4.2 人造化肥形成的硝酸盐
        8.4.3 粪便形成的硝酸盐
        8.4.4 污水形成的硝酸盐
    §8.5 研究区硝酸盐来源及其迁移转化分析
        8.5.1 δ~(15)N_(NO3)与NO_3~-的关系
        8.5.2 δ~(15)N_(NO3)与δ~(13)C_(DOC)的关系
        8.5.3 δ~(15)N_(NO3)与δ~(37)Cl的关系
        8.5.4 δ~(15)N_(NO3)与δ~(18)O_(NO3)的关系
第九章 结论与建议
    §9.1 结论
    §9.2 建议
致谢
参考文献

(7)基于同位素分析法的氮识别技术及迁移规律研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 稳定氮同位素分析法的基本概念
        1.2.1 氮的同位素
        1.2.2 氮同位素的分馏原理
        1.2.3 氮循环过程中的同位素分馏
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 稳定氮同位素分析预处理方法的研究现状
        1.3.2 稳定氮同位素测定方法的研究现状
        1.3.3 应用稳定氮同位素分析法的研究现状
    1.4 论文的研究内容、技术路线和方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线与方法
第2章 水样中NO_3~--δ~(15)N的同位素分析预处理方法的研究
    2.1 主要实验仪器、药品与实验方法
        2.1.1 主要实验仪器和试剂
        2.1.2 实验方法
    2.2 离子交换法实验
        2.2.1 离子交换法的基本原理
        2.2.2 离子交换法实验条件研究
    2.3 蒸馏法实验
        2.3.1 样品的配制
        2.3.2 蒸馏法实验的条件研究
    2.4 吸附剂的选择
        2.4.1 吸附剂的预处理
        2.4.2 吸附剂用量的选择
        2.4.3 吸附环境
    2.5 实验结论
第3章 研究区域概况
    3.1 鹊山水库流域概况
        3.1.1 自然环境概况
        3.1.2 社会经济状况
    3.2 水库工艺流程说明
    3.3 流域监测点的遴选原则
        3.3.1 代表性
        3.3.2 可控性
        3.3.3 长期性
第4章 氮同位素分析法在鹊山水库的应用
    4.1 氮同位素分析法的基本原理
    4.2 采样点周边情况
    4.3 样品采集和分析测定
    4.4 鹊山水库硝态氮来源分析及迁移规律研究
        4.4.1 水库库区硝态氮来源分析
        4.4.2 硝酸盐氮的迁移规律
    4.5 水库硝酸盐氮的控制措施
第5章 结论
    5.1 结论及创新点
    5.2 存在的问题
    5.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间论文发表及科研情况

(8)水稻田地下水污染源解析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 课题研究内容
    1.3 课题创新点
第二章 文献综述
    2.1 农田土壤养分现状
    2.2 土壤氮素损失途径
        2.2.1 淋洗与径流
        2.2.2 挥发
    2.3 影响因素
        2.3.1 施肥情况
        2.3.2 降雨与灌溉
        2.3.3 土壤性质
        2.3.4 耕作方式
    2.4 农田地下水氮污染现状
    2.5 地下水氮污染危害
    2.6 氮、氧同位素方法在地下水氮污染源识别中的应用
        2.6.1 氮、氧同位素的特性
        2.6.2 氮、氧同位素预处理及测定方法
        2.6.3 氮、氧同位素在水体中的应用
    2.7 解决措施
        2.7.1 选择合适的施肥品种和用量
        2.7.2 改进施肥方式
        2.7.3 改进耕作方式
        2.7.4 添加生物抑制剂等物质
        2.7.5 优化水分管理,积极推行氮肥施用安全期间隔
第三章 实验材料与方法
    3.1 研究区域概况
        3.1.1 研究区域概况
        3.1.2 实验区施肥概况
    3.2 采样方案
    3.3 样品分析方法
        3.3.1 土样的测定
        3.3.2 水样的测定
    3.4 数据处理
第四章 实验区土壤理化特征分析
    4.1 土壤营养元素基本情况
    4.2 土壤有机质含量与全氮含量的关系
    4.3 土壤铵态氮、硝态氮含量
    4.4 本章小结
第五章 实验区地下水污染特征分析
    5.1 地下水化学特征差异
    5.2 地下水铵态氮、硝态氮含量与土壤含量的关系
    5.3 地下水铵态氮、硝态氮的时空变异
    5.4 本章小结
第六章 同位素方法在地下水氮污染中的应用
    6.1 地下水δ~(15)N、δ~(18)O值
    6.2 地下水氮污染源的判断
    6.3 地下水氮污染纵向变化
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表及参与学术论文

(9)新疆吐—哈地区硝酸盐矿床氮、氧同位素研究及矿床成因(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义与选题依据
    1.2 研究现状与文献综述
        1.2.1 硝酸盐中的氮同位素的研究
        1.2.2 硝酸盐的氧同位素研究
        1.2.3 氧同位素非质量分馏效应
        1.2.4 硝酸盐和硫酸盐中的氧同位素非质量分馏
    1.3 研究内容与工作量
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 工作量汇总
第二章 吐-哈地区区域地质特征
    2.1 区域地质背景
    2.2 矿床类型
        2.2.1 基岩裂隙充填型钠硝石矿床
        2.2.2 第四系冲洪积物、残坡积物裂隙孔隙充填型钠硝石矿床
        2.2.3 现代盐湖固液并存型钾硝石矿床
        2.2.4 现代盐湖化学堆积型硝酸盐矿床
    2.3 矿床地质特征
        2.3.1 小草湖矿床与库姆塔格矿床钠硝石矿床
        2.3.2 吐峪沟钠硝石矿床
        2.3.3 大洼地钾硝石矿床
        2.3.4 乌宗布拉克钾硝石矿床
第三章 吐-哈地区地形与气候
    3.1 地形地貌
    3.2 气象特征
    3.3 风力
    3.4 水文
    3.5 植物与微生物
第四章 研究方法
    4.1 样品采集
    4.2 样品处理及分析方法
        4.2.1 固体样品中可溶元素含量测定
        4.2.2 固体样品X衍射测定
        4.2.3 硝酸盐、硫酸盐的分离提纯方法
        4.2.4 硝酸盐的δ~(15)N分析方法
        4.2.5 硝酸盐的δ~(18)O_(全氧)分析方法
        4.2.6 硝酸盐的△~(17)O分析方法
        4.2.7 硫酸盐的△~(17)O分析方法
第五章 吐-哈地区硝酸盐矿床氮同位素研究
    5.1 氮同位素分馏机制
    5.2 吐-哈地区硝酸盐矿床氮同位素组成特征
        5.2.1 不同类型矿床硝酸盐氮同位素变化特征
        5.2.2 硝酸盐氮同位素在空间上的变化特征
    5.3 吐-哈地区硝酸盐矿床中氮的来源及演化规律
    5.4 本章小结
第六章 吐-哈地区硝酸盐矿床氧同位素研究
    6.1 氧同位素分馏机制
        6.1.1 硝酸盐中的△~(17)O异常的成因
        6.1.2 形成硝酸盐的光化学反应模型
    6.2 新疆吐-哈地区硝酸盐矿床的氧同位素特征
        6.2.1 硝酸盐的氧同位素分析结果
        6.2.2 硫酸盐矿物的氧同位素分析结果
    6.3 硝酸盐氧同位素变化特征
        6.3.1 不同类型矿床硝酸盐氧同位素变化特征
        6.3.2 硝酸盐氧同位素在空间上的变化特征
    6.4 新疆吐-哈地区硝酸盐中氮、氧同位素综合研究
        6.4.1 吐-哈地区硝酸盐氮、氧同位素关系
        6.4.2 不同矿床氮、氧同位素分布
    6.5 吐-哈地区硝酸盐的来源及氧氮同位素演化
    6.6 本章小结
第七章 吐-哈地区硝酸盐矿床光释光定年
    7.1 样品
    7.2 实验方法
        7.2.1 测量矿物提取
        7.2.2 等效剂量测量
        7.2.3 年剂量测量
    7.3 测年结果
    7.4 本章小结
第八章 吐-哈地区硝酸盐矿床成矿机制
    8.1 成矿物质米源
    8.2 成矿物质迁移形式
    8.3 沉积环境
    8.4 气候
    8.5 成矿机制
    8.6 吐-哈地区硝酸盐矿床找矿方向
结论
参考文献
致谢
个人介绍

(10)山东省地下水硝酸盐分布规律及溯源研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氮、氧同位素组成
        1.2.1 氮同位素组成及指示意义
        1.2.2 氧同位素组成及指示意义
    1.3 水样NO_3~-氮、氧同位素分析及预处理方法
        1.3.1 水样NO_3~--δ~(15)N同位素分析预处理方法
        1.3.2 水样NO_3~--δ~(18)0同位素分析方法
        1.3.3 O同位素测试技术发展进程
    1.4 国内外主要研究成果
        1.4.1 国内主要研究成果
        1.4.2 国外主要研究成果
    1.5 研究目的及意义
第二章 实验材料与方法
    2.1 研究区域概述
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 条件实验操作步骤
        2.2.3 采样方法
        2.2.4 测定指标与测定方法
        2.2.5 AgNO_3样品制备技术路线
    2.3 地下水硝态氮污染评价标准
    2.4 数据分析
第三章 结果与分析
    3.1 条件实验结果与分析
        3.1.1 吸附率的考察
        3.1.2 洗脱率的考察
        3.1.3 δ~(15)N 和δ~(18)0重现性考察
    3.2 山东省地下水水质评价
        3.2.1 总体水质评价
        3.2.2 不同作物种植体系下地下水水质评价
    3.3 山东省地下水NO_3~-分布规律
        3.3.1 不同地点NO_3~-含量状况差异比较
        3.3.2 地下水NO_3~--N含量随埋深的变化规律
        3.3.3 不同作物种植体系下,地下水NO_3~--N含量的变化规律
        3.3.4 硝酸根浓度与硫酸根浓度相关性分析
        3.3.5 NO_3~--N浓度与施肥量的相关性分析
    3.4 山东省地下水NO_3~-溯源研究
        3.4.1 山东省地下水NO_3~--δ~(15)N数值库的补充
        3.4.2 山东省地下水NO_3~--δ~(15)N值与NO_3~--N浓度相关性分析
        3.4.3 山东省地下水NO_3~-来源的确定
第四章 结论与讨论
    4.1 结论
        4.1.1 离子交换色层法中NO_3~-的吸附率和洗脱率
        4.1.2 同位素测定结果的重现性
        4.1.3 山东省地下水水质评价
        4.1.4 山东省地下水NO_3~-分布规律
        4.1.5 山东省地下水NO_3~-的来源
    4.2 讨论
        4.2.1 存在问题
        4.2.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历

四、硝酸盐中氮和氧同位素的正热电离质谱法测定(论文参考文献)

  • [1]测定水体硝酸盐氮、氧同位素组成之化学转化法的改进研究[D]. 郭浩然. 厦门大学, 2017(07)
  • [2]地下水中硝酸盐氮污染源解析 ——以沈阳浑河傍河区为例[D]. 王磊. 中国地质大学(北京), 2016(02)
  • [3]基于氮、氧同位素识别永安江河流氮源研究[D]. 吴文欢. 上海交通大学, 2016
  • [4]利用N、O同位素技术研究太滆运河中氮的分布特征及来源[D]. 张俊萍. 安徽理工大学, 2015(07)
  • [5]稳定同位素追踪水体中的氮来源的研究现状[J]. 张俊萍,宋晓梅. 环境科技, 2014(06)
  • [6]河北平原邯郸地区地下水硝酸盐污染来源及迁移转化过程的多元素同位素及微生物(E.coli)示踪[D]. 方晶晶. 中国地质大学, 2014(11)
  • [7]基于同位素分析法的氮识别技术及迁移规律研究[D]. 王丽丽. 山东建筑大学, 2012(10)
  • [8]水稻田地下水污染源解析[D]. 万瑜. 浙江工业大学, 2012(06)
  • [9]新疆吐—哈地区硝酸盐矿床氮、氧同位素研究及矿床成因[D]. 秦燕. 中国地质科学院, 2010(01)
  • [10]山东省地下水硝酸盐分布规律及溯源研究[D]. 贾小妨. 中国农业科学院, 2010(01)


同位素示踪法论文 地下水质量标准论文 土壤结构论文 地下水监测论文 土壤湿度论文

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