氮在地下水中迁移转化规律
同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究
同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究地下水作为重要的水资源之一，被广泛应用于供水和灌溉等领域。
然而，由于人类活动和自然原因，地下水污染问题日益严重，给人们的生态环境和健康带来了严重威胁。
因此，地下水污染溯源研究具有重要的科学和应用价值。
其中，同位素示踪方法作为一种有效的技术手段，被广泛应用于地下水污染溯源的研究中。
同位素示踪法是利用元素同位素的特点来追踪和确定地下水中各种污染物的来源和流动路径。
同位素指的是同一个元素的原子个数相同但质量不同的不同原子，例如氢同位素有氢-1、氢-2、氢-3等等。
不同的同位素的比例在不同的物质来源中也不相同，这就成为追踪物质来源的一种指示。
首先，同位素示踪法可以通过分析地下水中污染物的同位素组成，确认污染物的来源。
不同地质环境中地下水的同位素特征有所差异，各种污染源也具有不同的同位素组成。
通过对地下水样品中的同位素进行测定分析，可以确定污染物来自哪个或哪些污染源。
例如，氮同位素在化肥和污水中的同位素组成有所不同，可以通过测定地下水中氮同位素组成的差异来追踪和识别化肥和污水对地下水的污染。
其次，同位素示踪法可以揭示地下水中污染物的迁移和转化过程。
污染物在地下水中的迁移过程中，会发生一系列的生物、物理和化学反应，导致同位素组成的变化。
通过对地下水样品中不同位置及不同时间的同位素进行测定，可以揭示污染物在地下水中的迁移路径和转化过程。
例如，硝酸盐是地下水中常见的污染物之一，硝酸盐在地下水中的转化过程中，氮同位素的比例会发生变化，通过测定地下水中硝酸盐氮同位素比例的变化，可以推断硝酸盐的转化过程和迁移路径。
此外，同位素示踪法还可以评估地下水的补给来源和补给速率。
地下水的补给来源和补给速率对地下水的质量和数量具有重要影响。
通过测定地下水中同位素的组成和比例，配合水文地质调查资料，可以评估地下水的补给来源和补给速率。
例如，氢氧同位素在降水中的比例与地下水中的比例具有明显的相关性，通过测定地下水中氢氧同位素的组成和比例，可以揭示地下水的补给来源和补给速率。
2 第三章 地下水的无机化学成分
第三章地下水中的无机化学成分地下水是一种复杂的溶液，地下水中含有70多种元素，地下水中的无机化学成分，按其存在形式和数量可分为四组：（1）大量组分一般含量大于100mg/L，主要是常规的离子形式，Cl－、SO2－4、HCO－3、CO3－、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋等，另外H+、、NH4+、NO2－、NO3－、H3SiO4－Fe3+、Fe2+等也列入大量组分。
大量组分决定水化学类型。
（2）微量组分一般含量小于10mg/L，常见的是Br、I、F、B 、Mo 、Li 、Cu、Pb 、Zn、P、As、Sr、Ba 、Ni 、Co等数十种。
微量组分不决定水化学类型。
（3）放射性组分U 、Th、Ra、Rn等。
（4）气体组分N2、O2、CO2、CH4、H2S、H2等。
第一节地下水中的大量组分一、氯离子（Cl－）1、迁移性能Cl－具有很强的迁移性能，其原因有三个方面：（1）不形成难溶化合物，Cl－离子与水中大量组分的阳离子（K、Na、Ca、Mg）所形成的化合物溶解很大，例如，30o C时，CaCl2=1020mg/L，NaCl=361.5mg/L，MgCl2=553mg/L。
（2）不被胶体所吸附。
（3）不被生物所吸附。
2、分布规律地下水中的Cl－含量从几mg/L至100mg/L以上均有。
地下水中的Cl－含量随地下水矿化度的增高而增高。
在高矿化度水中，占阴离子首位，形成氯化物水。
3、来源主要有三个方面：（1）有机来源：三废水、化肥、农药、动物及人类的排泄物。
（2）无机来源：盐矿、含盐的沉积物、岩浆岩中含Cl矿物、火山喷出物等。
（3）大气降水：二、硫酸根（SO42－）1、迁移性能迁移性能较强，仅次于Cl －。
SO 42－的迁移性能受下列四个因素控制： （1）水中SO 42－易与Ca 2＋、Ba 2＋、Sr 2＋等离子形成难溶盐。
（2）热带潮湿地区土壤中的Fe(OH)2－、Al(OH)22＋胶体可以吸附SO 42－。
农村饮用地下水氮污染转化特性及其防治论文
农村饮用地下水氮污染转化特性及其防治【摘要】饮水安全问题是当今全社会普遍关注的话题。
最大的问题在于使用地下水源的农村，地下水的污染以氮污染最为普遍。
通过对原有资料的整理研究，对比找出地下水氮污染转化的最佳途径，探索其防治的方法，旨在为彻底解决饮水安全问题提供帮助。
【关键词】饮用地下水;氮污染;转化;防治0.引言自2007年11月份，国家决定加大重点饮用水水源地污染防治工程的建设，饮用地下水的安全问题便被提上了纲程。
据悉，我国64%城市地下水污染严重，而由于化肥、农药的大量使用严重污染了地下水水质，加上村民大多使用手压井直接抽取浅层的地下水，因此农村往往成为地下水污染的最直接受害者，严重的导致各种癌症的高暴发率。
近些年来，国内外研究发现许多地区地下水中存在着硝态氮污染问题等[1]。
为此，国内外均展开了一系列措施，进行调查研究模拟。
据了解国内研究的地区有：东北海伦地区、河南省偃师市、河南省林州市、山东临沂市等等。
1.氮如何污染地下水在土壤中，都有铵态氮和硝态氮存在，带正电荷的铵被带负电荷的土壤胶体所吸跗，不会向下移动或从土壤中淋失，而带负电荷的硝态氮不被土攘胶体所吸跗，可以随水流自由移动，同时土壤中的微生物通过正常的生理过程产生硝态氮。
所以不管施入的氮是何种形态，硝态氮在土壤中无所不在；除外来的氮源外，土壤本身的有机质分解也释放硝态氮，这些氮对作物亦有效，但同外源氮-样，也会被淋失，使地下水硝酸盐浓度增加，以致污染水源[2]。
2.硝态氮污染地下水途径2.1 通过包气带渗入农田施用的氮肥，除一部分被植物吸收外，剩余部分残留在土壤里。
在降水时，随雨水渗入地下污染地下水。
2.2 地表水侧向渗入生活污水和工业废水排入河道，不仅污染地表水，而且污染了的地表水又成为地下水的污染源。
降雨时农田径流带入地表水体的氮化物占各种活动排入水体氮素的51%，施氮肥地区氮素的流失比不施地区高3～10 倍。
地表水侧向渗入污染的特征是：污染影响仅限于地表水体的附近，呈带状或环状分布；污染程度取决于地表水的污染程度、河道沿岸地质结构、水动力条件以及距岸边的距离。
含氮污染物在地下水中迁移转换模型的参数分析
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（ ｈｏ ｆＭａｈ ｍ ｔ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓ ｈｎ ｎｖｒｉ ｆＧ ｏｃ ｎ ｅ ， ｈ ｎ ４ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｓ ｏｌ ｔｅ ａｉ ｄＰ ｙｉ ，Ｃ ｉａＵ ｉｅｓｔ ｏ ｅｓｉ ｃ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ ｏ ｃａ ｃ ｙ ｅ ｓ
收稿 日期 ： ｏ６ １ ６ ２ｏ一ｌ一ｏ
Ａｎａｙ ｉ ｆＰａ ａ ｅ ｅ ｓ ｏ ａ ｓ ｒ ｉ ｏ ｅ ｌ ｓｓｏ ｒ ｍ ｔｒ ｎ Ｔｒ ｎ ｐｏ ｔｎｇ Ｍ ｄ ｌ
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值算例 讨论 含水率（ 、 物吸收速 率和微生物降解 系数 （－对污染物运移 的显著影 响 ， 植 ．） ： Ｉ 揭示 了植物 吸收和微
生 物 降 解对 治 理 地 下 水 污 染 的 重 要 性 。
关键词： 数学模型； 有限差分法； 参数分析
中图 分类号 ：６１ Ｐ ３
文献标 识 码 ：Ａ
氮元 素是 人 类生 活和 环境 中不 可缺少 的重要 组分 ， 过量 含 氮 污染 物 的排 放 直接 影 响 到 生 态 但
环境 及人 类 的 可 持续 性 发 展 。工 业 废水 ， 市 生 城 活 污水 ， 垃圾渗 漏 以及农 药 、 化肥 等污染 物 已经给
生态学中的氮循环
生态学中的氮循环氮是地球上最常见的元素之一，它存在于空气中、土壤中、水中和所有有机物中。
在生物系统中，氮是生命所需的重要元素之一，它参与了多种生物代谢过程。
而生态学中的氮循环则是指各种生物、非生物和化学过程将氮的不同形态转换为有机氮和无机氮（氨、硝态氮、亚硝态氮等）的物质循环过程。
氮循环的主要环节：氮固定、氨化、硝化、反硝化和矿化氮固定是氮循环中最重要的过程之一。
氮固定过程将空气中的氮通过生物固定（如豆科植物根圈内的根瘤菌）或非生物固定（如雷电、太阳辐射）的方式，固定成无机氮形式（氨、硝酸盐等）。
氨化则是生态系统中的重要过程之一，是指将营养物转换为氨的过程。
氨化由微生物媒介的蛋白质分解过程产生，并通过根际微生物将其转化为其他有机氮化合物。
硝化则是把氨或有机氮化合物转化为硝酸盐的过程，其中涉及到两种硝化菌：氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸氧化细菌（NOB）。
AOB将氨转化为亚硝酸盐，而NOB则将亚硝酸盐转化为硝酸盐。
反硝化则是指由某些细菌进行的还原硝酸盐为氮气或亚氮化物（比如利用反硝化过程减轻一些农牧业产生的氮排放）的过程。
最后是矿化，这是生态系统中最基本的过程之一，它表示将有机物中的不同形式的氮转化为无机氮的过程。
此过程最常见于生物自然死亡、食物链的生物的排泄和泥沙沉淀等。
氮循环的生态意义氮循环是生态系统中重要的生态过程，有关氮素的呈现形式对于地表生物环境的稳定性、动态平衡的维护和生物生长发育、繁殖等都具有重要的影响。
不论是到草原、森林等自然生态系统还是到农田、城市等人为生态系统，氮循环的生态意义都不可忽略。
首先，氮循环是调控生态环境的重要手段。
当氮素形态和量的变化影响地表生物土壤的生物化学过程时，氮循环可以通过不断转化状态、主导形态与量的变化等方式来调节土壤微生物群落的数量、组成与作用，以达到生态稳定的目的。
其次，氮循环是生态系统能量流过程中产生能量的重要途径。
尤其是在地下水循环和地下生态系统中，氮循环对于维持自然生物系统的运转、人工生产以及国土环境生态安全保障具有极为重要的生态意义。
氮在土壤中的迁移转化
氮在土壤中的迁移转化(一)植物对土壤中氮的汲取植物从土壤中汲取氮的过程很复杂，就形态而言多为铵态氮和硝态氮。
普通旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高，简单通过质流而蔓延到根部，因此硝态氮(NO3--N)是旱地植物养分主要的氮源之一；而对于水田，如种植水稻的水稻土其氮养分主要是铵态氮(NH4+-N)。
(1)硝态氮植物汲取NO3-量高，且为主动汲取；土壤pH 低时更易汲取NO3-，而NH4+可与之竟争削减植物汲取NO3-。
植物施用大量NO3-时，体内合成的有机阴离子数量增强，无机阳离子Ca2+、Mg2+和K+的堆积也相应增强，从而促使根际的pH升高。
(2)铵态氮 NH4+是植物一种抱负的氮源，在蛋白质合成中若利用NH4+则比NO3-更为节能。
NO3-结合进蛋白质以前必需还原，这是一种消耗能量的过程，还原1分子NO3-需2分子NADH(二磷酸吡啶核苷酸)，而且NH4+在上壤中既不易淋失，也不易发生反硝化作用，损失较少。
当pH为7时，植物汲取NH4+较多，酸度增强则汲取量降低。
根汲取NH4+后，植物组织中无机阳离子Ca2+，Mg2+和K+浓度下降，而无机阴离子PO43-，SO42-和Cl-浓度增强，从而促使根际pH下降。
无论是根际pH升高或下降对根际中营养有效性、生物活性以及污染物的行为都有重要影响。
(二)土壤中氮素转化的重要过程 1．土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化土壤无机氮的微生物固持，是指进入土壤的或土壤中原有的NH4+和NO3-被微生物转化成微生物体的有机氮。
它不同于土壤的NH4+的矿物固定，也不同于NH4+和NO3-被高等植物的同化。
土壤有机氮的矿化，是指土壤中原有的或进入到土壤中的有机肥和动植物残体中的有机氮被微生物分解改变为氨，因此，这一过程又叫氨化过程。
有机氮的矿化和矿质氮的微生物固持是土壤中同时举行的两个方向相反的过程，这两者的相对强弱受到许多因素，特殊是可供微生物利用的有机碳化物(即能源物质)的种类和数量的影响。
渗滤液中氨氮在土壤和地下水中迁移转化实验
了防治渗滤液对土壤和地下水的污染 ，我们通过 入一定体积 不同浓度 的 Ｎ １ ＨＣ 溶液 ，在 ２ ５℃恒
实验 ，采 用 建 模 的方 法 ，对 渗 滤液 中 Ｎ Ｈ 一Ｎ在 温箱 中摇振 ３ ，离心澄清后 ，取上清液测Ｎ ０ｈ
土壤和地下水中迁移转化做了研究 。
１ 模拟 实验
的一种高浓度有机废水 ，由于渗滤液的水质水量 力计读 取土 壤吸 力值 ，并 用来指示 湿润峰 的运 变化大 ，含有多种有害污染物质 ，对周边环境尤 动 ，并通过已测定 的土壤水分特征曲线来求 土壤
其是对土壤和地下水的污染很大 ，对人类的生产 的含水量 。试验 过程 中保持上部密封 ，底部模拟 和生活构成 了威胁 。垃圾填埋场的渗滤液对地下 自由排水。
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１ ４卷第 ２期 ２ 第 ０ ６年 ４月 ０・ ２ ０
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环境卫生工程
Ｅ ｖｒ ｎ ｎａ ａ ｉ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｉ ｍｅ ｔｌＳ ｎ ｔ ｉ ｇｎ ｅｉ ｇ ｏ ａｏ
Ｖｏ＿ ４ ｌ １ Ｎｏ ２ ． Ａｐ ｌ ０ ６ ｉ ｒ ２ ０
中圈分类号 ：Ｘ ９ ７９ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ５—８ ０ （０ ６ ０ ２ ６ ２ ０ ）２—０ ２ ０ ０ ０— ３
Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ａ ｄ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｆ ｎ ｏ ＮＨ３ ａ ｓ ｅ ｎ ａ ｓ ｏ ｍａ ｏ ｆ ｌ 一Ｎ ｒ ｍ ｅ ｃ ａ ｅ ｏ ｏ ｌａ ｄ Ｇｒ ｕ ｄ ｔ ｒ ｆ ｏ Ｌ ａ ｈ ｔ ｎ Ｓ ｉ ｎ ｏ ｎ ｗａ ｅ Ｌ ｏ， Ｙ ｎ ｎ ｉ Ｂ ａ ｇ Ｘｉ
１ １ 实 验装 置 和步骤 ． １ １ １ 实验 装 置 ． ．
浓度 ，得￣ Ｎ ４动态吸附模式 ： ！ Ｈ＋ Ｉ Ｊ
氮循环的知识点总结
氮循环的知识点总结氮的来源氮是地球大气中含量最丰富的气体之一，占据大气的78%。
氮气并不容易被生物直接利用，只有少数植物和微生物能够将氧化氮还原成氨，然后再转化成有机氮化合物，以供生物利用。
除了大气中的氮气，氮也存在于土壤中、水体中和生物体内。
一般而言，氮的来源主要有以下几种途径：1. 大气中的氮气：氮气通过闪电活动和化石燃料燃烧等方式进入大气，形成氮氧化物和硝酸盐等氮化合物，随着降水和大气沉降进入土壤和水体中。
2. 土壤中的氮：土壤中的氮主要来源于植物残体的分解、微生物的转化以及大气的沉降。
土壤中氮的主要形式有有机氮和无机氮。
3. 水体中的氮：水体中的氮来源于大气的沉降、植物和动物的排泄物、腐殖质的分解以及人类活动等。
4. 生物体内的氮：生物体内的氮主要来自于食物链的转移和新陈代谢产生的废物。
氮的固定氮的固定是指将大气中的氮气转化为植物可利用的形式。
氮的固定主要是由一些植物和微生物完成的，主要包括以下几种方式：1. 大气固定：少数植物的根系中寄生着一种叫做根瘤菌的微生物，它们能够从大气中固定氮气，将其转化为植物能够利用的氨。
2. 人工固定：人类通过合成氨法等工业生产方式，固定了大量的氮气，用以生产化肥和其他化学品。
氮的转化氮的转化是指在生物体和非生物体的作用下，将氮从一种化合物转化为另一种化合物的过程。
氮的转化主要包括以下几种方式：1. 氮的硝化：氨和有机氮通过细菌的作用，转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
2. 氮的还原：亚硝酸盐和硝酸盐通过一系列的还原反应，转化为氮气或氨。
3. 氮的铵化：硝酸盐和亚硝酸盐转化为氨。
4. 氮的硝化：氨和有机氮通过细菌的作用，转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
氮的循环氮的循环是指氮在地球上不同环境中的循环过程。
氮的循环主要包括以下几种方式：1. 植物吸收：植物通过根系吸收土壤中的氮元素，将其转化为有机氮化合物，供自身生长和繁殖所需。
2. 动物摄取：动物通过食物链摄取植物中的氮元素，将其转化为自身所需的蛋白质和其他有机物质。
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氮在地下水系统中的迁移转化挤数学模型摘要：近年来，我国部分地区地下水硝酸盐污染态势十分严峻，特别是集约化种植区由于施用大量氮肥导致的硝酸盐污染更为严重。
为控制污染，应掌握地下水硝酸盐污染的空间变异规律与分布特征。
采用地统计学方法.结果表明，不同区域地下水硝态氮含量存在一定的差异，存在明显的趋势效应以及变异性，且含量随地下水深度增加而减少。
通过相关性分析，获得与地下水硝态氮含量相关性最高的两个因子（土壤有机质含量和全氮含量），并作为协克里金（Cokriging）插值方法中的协同因子，地下水硝酸盐污染进行插值。
经比较分析，协克里金法比普通克里金法（OrdinaryKriging）的精度高，减少了80％的平均误差。
协克里金法空间插值结果表明，空间分布规律表现在从西南到东北逐渐升高的方向性效应，而地下水硝态氮含量较高的区域主要分布在潍坊、青岛、烟台种植区，如青岛的平度、莱西，潍坊的寿光等农业较发达的种植区。
关键词：地下水硝酸盐污染；空间变异；地统计；协克里金法Abstract：In recent years, groundwater nitrate pollution in some regions of China is very serious. Especially，nitrate pollution in intensive cultivationareas is more serious for the application of a large number of nitrogen fertilizer. The objective of this preliminary research is to investigatethe potential of application geo statistical method to explore spatial variability of groundwater nitrate pollution in Shandong intensivefarming regions in China. Detailed sample data of groundwater nitrate nitrogen were collected in 175 farming sites representing the typicalcropping systems in the study area. Semi-variole of the geo-statistical method was used to analyze the groundwater nitrate nitrogen spatialvariability based on the 175 sample sites data. The results indicated that there was an obvious variability and trend effect that gradually increasingfrom the southwest to the northeast. Furthermore, the concentration decreased with the increase in the depth of groundwater. For obtainingthe spatial variation of groundwater nitrate nitrogen in the whole study area, cokriging method was utilized to interpolate the groundwaternitrate nitrogen pollution with two synergy factors（e.g. soil organic matter content and total nitrogen content）which were the most obviousrelevant with groundwater nitrate nitrogen concentration. Compared with ordinary cringing method, cokriging method achieved higher precisionwith a decrease of 80% of the average error. Cokriging spatial interpolation results showed that areas with higher nitrate nitrogen concentration in groundwater mainly distributed in Weifang, Qingdao, and Yantai intensive farming regions, due to the excessive use of nitrogenfertilizer in these regions. The result suggested that the cokriging spatial interpolation was an effective approach of obtaining the groundwater nitrate nitrogen spatial variability in intensive farming regions. The possible reasons for thespatial variation and distribution characteristics of groundwater nitrate nitrogen were discussed.Keywords：groundwater nitrate pollution; spatial variability; geo statistics; cokriging世界上可供人们使用的淡水只有4.9%，而其中有68%是地下水。
地下水是许多人的重要水源，甚至是惟一的饮用水源。
随着地表水污染的加重而不适合作为饮用水源，人们对地下水的依存程度将不断上升。
然而，无论是在工业发达国家还是发展中国家，由于农村地区大量氮素化肥的施用，生活污水和含氮工业废水的未达标排放及其渗漏，固体废弃物的淋滤下渗，污水的不合理回灌，以及地下水的超量开采等，导致地下水中硝酸盐氮浓度呈上升趋势，成为一个重要的环境问题。
1 地下水硝酸盐污染的过程及危害1.1 硝酸盐污染的来源水污染主要是由于人类的工农业生产和其他社会活动所造成的,地下水中硝酸盐的污染也是如此。
农业施肥、生活污水和含氮工业废水的渗漏、固体废弃物的淋滤下渗、污水的回灌、大气沉降等都会引起地下水中硝酸盐浓度的上升[3]。
1.2 农业施肥造成的污染自20世纪初实现氮素化肥的人工合成以来,全球农作物单位面积产量的大幅度提高在很大程度上依赖于氮素化肥施用量的不断增加。
2002年,我国化肥的施用量达433.9亿kg,其中氮肥215.7亿kg,约占50%。
已有研究表明,过量施用的氮肥仅有30%~40%被农作物吸收利用,大部分氮肥经各种途径进入环境中,尤其是径流和淋溶损失造成许多地表水和地下水中的硝酸盐含量过高[4]。
有研究表明,地下水中的硝酸盐氮引起的污染与氮肥施用量成线性关系[5]。
1.3 生活污水和工业废水的污染任意排放的生活污水及未达标处理的一些工业废水直接排入江、河、湖、海等自然水体,污染地表水,受污染的地表水又经渗透作用进入地下水中污染地下水。
由于此类污水中含有大量的氨氮和有机氮化物,在微生物等的作用下,很容易转化成硝酸盐积累在土壤中,进而污染地下水。
据统计,1999年我国工业和城市生活污水排放总量为401亿t,其中工业废水排量为197亿t,占总排放量的49.1%。
工业废水和生活污水的排放导致全国78%的河湖水体和85%的城市附近水域遭受不同程度的污染,河水的污染进而影响了沿岸地区地下水水质[6]。
1.4 固体废弃物的渗滤下渗污染我国人口众多,居民的生活垃圾数量也很大。
固废和生活垃圾占用大片土地,通过降雨的淋滤渗漏会使污染物随雨水渗入地下含水层,对地下水造成污染。
城市生活垃圾含氮量很高,通过对某水源井区垃圾堆放场附近水源井的监测表明,垃圾渗滤液对地下水有明显的污染,井群周围地下水中硝酸盐含量平均每年以2.6mg/L的速度升高[7]。
另外,由于畜牧业、养殖业的迅速发展,造成其周围的畜禽粪便大量堆积,引起区域性地下水水质污染越来越严重。
如美国农场每年由于畜禽粪便的堆积而进入环境中的氮约有650万t。
些粪便垃圾中所含的氮经淋溶下渗作用进入土壤后,再进一步进入地下水中并被转化为硝酸盐。
所以农场或养殖场周围的地下水中硝酸盐均明显超标,是潜在危险较大的污染源[8]。
1.5 污水回灌引起污染为了缓解水资源短缺及缺水地区或干旱缺水季节灌溉水源不足的问题,污水灌溉得到了广泛应用。
据统计,我国污水灌溉农田面积从1963年的4.2万hm2发展到1998年的361.8万hm2,后者占全国总灌溉农田面积的7.3%[9]。
由于我国污水处理水平较低,污灌水严重超标,污染农田、对土壤和农作物形成危害,而且造成对地下水的污染。
污水灌溉是我国农村水环境恶化的主要原因之一,如北京一个污水灌溉区连续灌溉3年后,地下水中NH4+-N平均每年升高1.04mg/L[10]。
1.6 大气沉降汽车、火车、飞机、锅炉等燃烧石油类燃料、煤炭、天然气,会产生大量的氮氧化物。
大气中的氮氧化物通过干湿沉降到地面,溶于各类地表水,再进入地下水,造成地下水的污染。
有资料表明,美国每年通过大气沉降进入地下水的氮约有320万t[11]。
2地下水硝酸盐转化过程与机理一般认为,有机及无机氮转化为硝酸盐主要经历如下过程(如图1所示): 固化过程,大气中79%是氮气,而大多数生物不能直接利用氮气,通过闪电、生物固氮等自然固氮过程,可将大气中的氮气转化成一氧化氮或被固氮菌固定为无机氮化合物,就可以被植物利用[1]; 矿化-吸收过程,有机氮在微生物作用下被转化为NH4+-N并被植物吸收; 硝化过程,微生物将NH4+-N氧化成NO2--N,进而氧化成NO3--N; 反硝化过程,化合的氮以气态的氮(N2、N2O、NO、NO2)返回大气层中。
氮在饱和土壤层中迁移转化特征的研究表明:氮主要以硝酸根的形式污染地下水,其循环迁移与地下水运动密不可分[2]。
2.1地下水采样与硝态氮测定方法山东农科院于2006年11月利用遥感和地理信息系统技术，侧重于集约化种植区，进行研究区地下水硝酸盐污染抽样。