随着社会经济的发展以及人口数量的增加,大量含有高浓度氮素的工业废水和生活污水排入河流,引起了一系列生态环境问题,如水质恶化、水体富营养化、藻类大量爆发以及生物多样性减少等。氮素超标目前已成为中国乃至全球范围内河流的主要水污染问题,严重影响河流的水环境质量。因此,如何有效控制河流氮素水平,缓解氮污染的危害,成为当前亟待解决的环境问题之一。汉江中上游作为我国南水北调中线工程的水源地,其水质状况也引起了广泛的关注。本研究针对汉江上游水体氮污染问题,选取汉江上游段和汉江上游支流金水河为研究对象（前者受人类活动干扰较大,后者极少受到人为干扰）,采用氮氧同位素技术并结合方差分析、主成分分析和聚类分析等统计分析方法,分析和对比了两流域的氮污染时空分布特征,并针对水体中硝酸盐和悬浮颗粒物进行了来源解析,揭示其生物地球化学意义,以期为汉江流域的水质管理和水污染治理提供参考。主要结果如下:（1）NO₃^-N是汉江上游水体中氮的主要存在形式,NO₃^-N与TN浓度的时空分布规律较为一致,部分地区水质较好,人类活动频繁的区域氮浓度急剧增加。年际动态显示,在 2013-2014、2014-2015、2015-2016三个年度中,2014-2015年度的NO₃^-和TN浓度显著高于其它年度。该年度水质最差,氮含量较高。2015-2016年度汉江中上游的水质有所改善,污染程度减轻。根据水体中的氮存在形式与其来源的关系,发现汉江中上游在2014-2015年度受农业活动影响较大,而2015-2016年度主要受城市以及工业污水的污染。总体上,该流域水体氮含量呈现明显的季节动态变化规律,丰水期的氮素浓度较枯水期高,氮污染程度在年际间变化趋势较明显。（2）汉江上游河段各季节水体硝酸盐的来源明显不同。2013年秋季和冬季属于非生长季节,水体主要受到工业废水及生活污水的影响。2014年4月（春）水体硝酸盐主要来源于土壤有机氮、大气沉降和化肥,仅少数几个位于城市内的样点受工业废水的影响严重。2014年7月（夏）少数河段硝酸盐来源于生活污水或者动物粪便,多数河段受到土壤有机氮或工业废水的影响。2015年4月（春）水体硝酸盐的来源较多,但是受到降雨量的限制,其来源主要为化肥、生活污水、土壤有机氮、及工业废水。2015年7月（夏）水体硝酸盐氮同位素的平均水平较高,水体硝酸盐主要来源于降水、生活污水、动物粪便及化肥。2014年11月（秋）和2015年1月（冬）,水体硝酸盐主要来源于降雨、工业废水及土壤有机氮,冬季时降雨来源可以忽略。2015年11月到2016年7月,广泛的同位素值分布体现了这一时期水体中硝酸盐来源的复杂性。利用主成分分析对水环境因子与氮同位素变化的关系进行分析发现,浊度与水体硝酸盐的氮同位素值相关性最大。结合氮污染的特征,于2016年11月对几个代表性样点进行了水体硝酸盐的氧同位素分析,结果清晰准确地识别了各样点水体硝酸盐的来源,且水体中硝酸盐浓度的变化受到硝化作用和反硝化作用的影响。（3）金水河流域中,硝态氮是水体可溶性无机氮的主要存在形式,丰水期的氮浓度较枯水期更高,11月份水体氮浓度最低。氮素的空间分布特征显示,金水河中游河段氮含量较低,水质较好,而上、下游河段相对受到一定人为活动的干扰。（4）金水河流域水体中硝酸盐主要来源于大气沉降、化肥、土壤有机氮和生活污水。悬浮颗粒氮主要来源于大气沉降和农业化肥,且不同季节来源差异较大,其中冬季主要受到人类活动的影响。这可能与陆源氮输入及水体中复杂的氮循环过程有关悬浮颗粒物的δ15N-SPM值7月份最高,1月份和11月份次之,4月份最低。除了1月份硝化作用占主导因素以外,各个季节都存在一定的同化与分解作用,并且7月份强烈的分解作用导致其较高的δ15N-SPM值。金水河水体中氮含量在空间分布上变化特征不明显。