北京东北部平原区地下水氮素污染源解析及其贡献率研究

来源 :河北地质大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fionazj
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随着城市化进程的加快,人类对地下水环境影响越来越大,地下水污染问题受到了社会的广泛关注,氮污染作为一种普遍的地下水污染物,成为了地下水污染研究的重点。北京市东北部平原地区属于山前平原,地下水赋存条件较好,是北京市重要的水源地,但由于山前平原的水文地质特性,地下水较易受到污染,因此对该地区浅层地下水氮污染的研究十分必要。该研究系统的研究了北京市东北部平原地区的地形地貌和水文地质条件;利用传统水化学分析方法,揭示区域内人为影响下的地下水水化学、氮污染等元素的分布特征;在此基础上使用统计学分析方法识别氮污染源,基于受体贡献率模型和方法计算氮污染源贡献率。主要结论如下列4点所示:(1)研究区溶滤作用强烈,地下水化学类型以HCO3·SO4-Ca·Mg型为主,Cl-浓度分布存在异常,表明研究区水化学特征的影响因素除水文地质条件外,还受到人类活动的影响。研究区地下水中NO3-、As、NO2-、COD、Zn、Fe、Mn、TDS和p H均存在超标现象,其中以NO3-超标最为严重,最高超标8.9倍(以20mg/L计),超标率高达69.01%,其它指标超标率均不高。地下水污染空间分布上,NO3-存在两个浓度高值区域,污染区域相当广泛,由此可见NO3--N为研究区内地下水污染的主要污染物。(2)利用多元统计分析方法,将污染影响因子分为5类,分别为溶滤-迁移作用因子(F1)、地质背景作用因子(F2)、自然条件影响因子(F3)、工业污染因子(F4)和生活污染因子(F5)。其中溶滤-迁移作用因子、地质背景作用因子和自然条件影响因子体现了水文地质及自然作用对地下水质的影响,工业污染因子和生活污染因子体现了人类活动对地下水水质的影响。根据相关性分析结果,NO3-与SO42-、Cl-、TDS、Zn等指标相关性较好,表明NO3-受到较大的人类活动影响;NO2-与NO3-呈现负相关性,与Fe和Mn等呈现正相关性,表明NO2-可能来源于反硝化作用。(3)采用绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行污染源贡献率定量计算,NO3-主要受到溶滤-迁移作用、自然条件和工业污染影响,贡献率分别为27.79%、17.13%、19.80%;NO2-主要受到自然条件影响,贡献率为19.81%,另外还有49.02%的未确定来源;NH4+主要受到生活污染影响,贡献率高达42.71%。(4)根据研究区潜在污染源调查结果及特征污染物估算方法,分乡镇计算了研究区各潜在污染源的氮污染排放量。研究区各乡镇氮污染排放贡献较大的乡镇主要为北小营镇、鼓楼街道、木林镇、十里堡镇、西田各庄镇、赵全营镇和杨镇等7个乡镇,贡献率分别为7.77%、7.98%、17.98%、10.29%、11.92%、7.14%、6.80%。其余16个乡镇氮污染排放较少,以农业化肥施用产生氮污染为主,对研究区氮污染的贡献率仅占20.12%。
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