近年来,在我国东部高潜水位采煤沉陷区,大规模的采煤活动导致沉陷积水面积扩大,沉陷区地表水环境质量受人为和自然活动的严峻挑战。临涣矿区是淮北市主力开发的矿区,作为矿区周边居民的生产生活主要水源,对生态环境及居民的身体健康极其重要。研究发现临涣采煤沉陷区水体营养盐总体含量较高,一些塌陷水域出现了富营养化,氮污染不仅带来了环境污染、生态平衡破坏等问题,也威胁着人类健康。研究区水体氮污染严重且来源复杂,论文在充分调研国内外研究现状和现场勘查的基础上,主要以安徽淮北临涣采煤沉陷区为研究对象,采集了地表水（河水和沉陷积水区）样品共20个,植物、鱼类样品共20个,测试分析水样的常规水化学指标和氮氧同位素值,植物和鱼类样品的氮同位素值。本研究对淮北临涣矿区地表水进行水化学特征分析和富营养化评价,应用同位素技术示踪矿区内河水和沉陷积水区中氮的来源,利用统计分析方法识别分析水生生物（植物、鱼类）氮同位素空间变化特征并探讨生态环境因子对其影响。结果表明:1、地表水TDS含量变化范围为557.60mg/L²137.85mg/L,平均值为960.07mg/L,属于高矿化度水类型。地表水阳离子主要为Na⁺、Mg²⁺,阴离子主要为SO₄^2-、HCO₃^-。河水和沉陷区的水化学类型分别为:Na⁺-Mg²⁺-HCO₃^-型和Na⁺-Cl^--SO₄^2-型。Gibbs图分析结果表明临涣矿区地表水离子组成受到蒸发作用和岩石风化作用的影响。2、临涣采煤沉陷区地表水综合营养状态指数（TLI）为62.34,处于中度富营养化水平,TN为最大贡献指标。沉陷积水区TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N含量均高于河水。研究区营养盐浓度受到温度和降雨量因素的影响,高流量季节营养盐含量低于低流量季节营养盐含量。3、河水δ¹⁵N变化范围为9.2‰¹5.2‰,平均值为11.02‰,δ¹⁸O变化范围为-1‰².9‰,平均值为1.07‰;沉陷积水区δ¹⁵N变化范围为-2‰⁷.8‰,平均值为4.15‰,δ¹⁸O变化范围为-8.9‰⁸.7‰,平均值为-1.53‰。河水氮的主要来源为污水和有机粪肥的使用,沉陷积水区氮的主要来源土壤有机氮、含氮肥料、生活污水和粪肥。同时,河水和沉陷积水区溶解氧含量充足并没有发生明显的硝化、反硝化反应。4、IsoSource模型计算结果显示,河水中氮来源的比重顺序为粪肥与生活污水（66.6%）>土壤氮（8.2%）>含氮肥料（25.2%）。沉陷积水区中氮来源的比重顺序为含氮肥料（52.0%）>土壤氮（18.0%）>粪肥污水（30.0%）。河水到沉陷积水区氮来源及其贡献率存在空间差异是受到周边土地利用类型的影响。5、临涣矿区河水植物样品δ¹⁵N范围为7.2‰⁸.7‰之间,采煤沉陷积水区植物样品δ¹⁵N范围为3.9‰⁶.9‰之间。临涣矿区河水鱼类样品δ¹⁵N范围为11.7‰¹6‰之间,临涣矿区沉陷积水区鱼类样品δ¹⁵N范围为3.6‰⁹.8‰之间。单因素方差分析显示,采样点位置对水生生物δ¹⁵N值有显著影响,水生动植物的δ¹⁵N值受到水体营养水平的显著影响,人类活动产生的外源污染物均含有相对较高的¹⁵N同位素比例,从而影响水生生物的δ¹⁵N值。采煤沉陷区水资源对矿区社会经济和生态环境可持续发展十分重要,明确地表水氮来源可以为采煤沉陷区控制氮负荷提高水资源综合治理和高效利用提供科学依据,应用氮稳定同位素技术研究水生态系统中水生生物同位素的变化规律,不仅可以反映水生生物地球化学循环的传递过程及其变化特征,还可以为生态系统评价和生态环境修复提供基础科学依据。