氮和氧同位素示踪伊洛河河水硝酸盐来源及转化过程

河流硝酸盐(NO3-)浓度及氮和氧同位素组成(315N-NO3-和δ18O-NO3-)可以辨识河水NO3受自然过程和人为输入的影响,但流域不同土地利用方式对河水NO3-来源及转化过程的影响尚不明确,特别是山区人为输入对河水NO3-的影响仍不清楚.选择土地利用空间异质性显著的伊河和洛河作为研究对象,借助水体水化学组成,氢氧同位素(δD-H2O和δ18O-H2O)、δ15N-NO3-和δ18O-NO3-,辨识不同土地利用方式影响下河水NO3-来源及转化途径.结果表明:① 伊河与洛河河水ρ(NO3-)均值分别6.57和9.29 mg·L-1,δ15N-NO3-均值分别为9.6‰和10.4‰,δ18O-NO3-均值分别为-2.2‰和-2.7‰;结合δ15N-NO3-和δ18O-NO3-分析,伊河和洛河水中NO3-主要受多来源混合控制,同时洛河存在脱氮作用,但伊河生物去除作用较弱.②综合考虑干流和支流河水δ15N-NO3-和δ1δ18O-NO3-空间分布,结合贝叶斯同位素混合模型,计算洛河和伊河河水硝酸盐来源,发现洛河上游和伊河上游森林植被广泛,但生活污水和粪肥影响较大;上游土壤有机氮和化学肥料贡献比例大于下游;下游生活污水和粪肥贡献继续增加.研究结果证实点源污染(城镇生活污水和粪肥)对伊洛河流域河水NO3-来源的影响,同时面源污染(化肥)贡献并未随着下游农业活动增加而升高.因此需要重视伊洛河流域内点源污染的有效治理,保障黄河流域生态文明高质量发展.