岩(Yan)溶(Rong)关(Guan)键(Jian)带(Dai)的(De)水(Shui)中(Zhong)氮(Dan)、(?)硫(Liu)酸(Suan)盐(Yan)和(He)碳(Tan)的(De)分(Fen)解(Jie)来(Lai)源(Yuan)及(Ji)其(Qi)转(Zhuan)化(Hua)机(Ji)制(Zhi)

摘(Zhai)要(Yao)

在(Zai)喀(Ka)斯(Si)特(Te)关(Guan)键(Jian)带(Dai)（(?)KCZ）(?)，(?)采(Cai)矿(Kuang)和(He)城(Cheng)市(Shi)化(Hua)活(Huo)动(Dong)产(Chan)生(Sheng)的(De)多(Duo)种(Zhong)污(Wu)染(Ran)物(Wu)会(Hui)对(Dui)饮(Yin)用(Yong)水(Shui)和(He)灌(Guan)溉(Gai)所(Suo)必(Bi)需(Xu)的(De)重(Zhong)要(Yao)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)资(Zi)源(Yuan)构(Gou)成(Cheng)威(Wei)胁(Xie)。(?)尽(Jin)管(Guan)它(Ta)们(Men)很(Hen)重(Zhong)要(Yao)，(?)但(Dan)人(Ren)们(Men)对(Dui)这(Zhe)些(Xie)污(Wu)染(Ran)物(Wu)在(Zai)高(Gao)密(Mi)区(Qu)复(Fu)杂(Za)的(De)水(Shui)文(Wen)和(He)土(Tu)地(Di)利(Li)用(Yong)中(Zhong)的(De)相(Xiang)互(Hu)作(Zuo)用(Yong)仍(Reng)然(Ran)知(Zhi)之(Zhi)甚(Shen)少(Shao)。(?)在(Zai)本(Ben)研(Yan)究(Jiu)中(Zhong)，(?)我(Wo)们(Men)利(Li)用(Yong)多(Duo)种(Zhong)同(Tong)位(Wei)素(Su)和(He) MixSIAR 模(Mo)型(Xing)揭(Jie)示(Shi)了(Liao)氮(Dan)、(?)硫(Liu)酸(Suan)盐(Yan)和(He)碳(Tan)的(De)转(Zhuan)化(Hua)机(Ji)制(Zhi)和(He)来(Lai)源(Yuan)，(?)并(Bing)使(Shi)用(Yong) ArcGIS 进(Jin)行(Xing)了(Liao)空(Kong)间(Jian)建(Jian)模(Mo)中(Zhong)的(De)水(Shui)文(Wen)和(He)表(Biao)面(Mian)分(Fen)析(Xi)。(?)通(Tong)过(Guo)δ(?)D-H₂O 和(He) δ(?)¹⁸O-H₂O 的(De)分(Fen)析(Xi)结(Jie)果(Guo)证(Zheng)明(Ming)了(Liao)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)之(Zhi)间(Jian)存(Cun)在(Zai)频(Pin)繁(Fan)的(De)交(Jiao)换(Huan)过(Guo)程(Cheng)。(?)硝(Xiao)化(Hua)作(Zuo)用(Yong)主(Zhu)要(Yao)发(Fa)生(Sheng)在(Zai)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)，(?)同(Tong)时(Shi)反(Fan)硝(Xiao)化(Hua)过(Guo)程(Cheng)也(Ye)起(Qi)到(Dao)了(Liao)重(Zhong)要(Yao)作(Zuo)用(Yong)。(?)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)的(De)无(Wu)机(Ji)氮(Dan)主(Zhu)要(Yao)来(Lai)自(Zi)土(Tu)壤(Rang)氮(Dan)（(?)分(Fen)别(Bie)为(Wei) 48% 和(He) 49%）(?)。(?)污(Wu)水(Shui)和(He)粪(Fen)便(Bian)是(Shi)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)无(Wu)机(Ji)氮(Dan)的(De)次(Ci)要(Yao)来(Lai)源(Yuan)，(?)其(Qi)中(Zhong)城(Cheng)市(Shi)占(Zhan)41%，(?)矿(Kuang)区(Qu)占(Zhan)38%。(?)值(Zhi)得(De)注(Zhu)意(Yi)的(De)是(Shi)，(?)无(Wu)机(Ji)硫(Liu)氧(Yang)化(Hua)在(Zai)城(Cheng)市(Shi)和(He)矿(Kuang)区(Qu)之(Zhi)间(Jian)表(Biao)现(Xian)出(Chu)显(Xian)着(Zhuo)的(De)空(Kong)间(Jian)差(Cha)异(Yi)，(?)使(Shi)得(De)地(Di)下(Xia)水(Shui)比(Bi)地(Di)表(Biao)水(Shui)更(Geng)容(Rong)易(Yi)受(Shou)到(Dao)硫(Liu)污(Wu)染(Ran)。(?)地(Di)下(Xia)水(Shui)与(Yu)地(Di)表(Biao)水(Shui)频(Pin)繁(Fan)互(Hu)换(Huan)，(?)对(Dui)地(Di)下(Xia)水(Shui)造(Zao)成(Cheng)较(Jiao)高(Gao)的(De)污(Wu)染(Ran)风(Feng)险(Xian)。(?)此(Ci)外(Wai)，(?)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong) CO₂ 和(He)HCO₃ 的(De)主(Zhu)要(Yao)来(Lai)源(Yuan)是(Shi)水(Shui)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan)反(Fan)应(Ying)和(He)土(Tu)壤(Rang)呼(Hu)吸(Xi)。(?)研(Yan)究(Jiu)发(Fa)现(Xian)硫(Liu)化(Hua)物(Wu)氧(Yang)化(Hua)会(Hui)增(Zeng)强(Qiang)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan)溶(Rong)解(Jie)，(?)从(Cong)而(?)导(Dao)致(Zhi)高(Gao)密(Mi)带(Dai)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan)溶(Rong)解(Jie)释(Shi)放(Fang)的(De)二(?)氧(Yang)化(Hua)碳(Tan)增(Zeng)加(Jia)。(?)这(Zhe)些(Xie)发(Fa)现(Xian)增(Zeng)强(Qiang)了(Liao)我(Wo)们(Men)对(Dui)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)氮(Dan)、(?)硫(Liu)和(He)碳(Tan)的(De)转(Zhuan)化(Hua)机(Ji)制(Zhi)和(He)相(Xiang)互(Hu)作(Zuo)用(Yong)的(De)理(Li)解(Jie)。(?)这(Zhe)些(Xie)知(Zhi)识(Shi)对(Dui)于(Yu)准(Zhun)确(Que)控(Kong)制(Zhi)和(He)处(Chu)理(Li)库(Ku)里(Li)水(Shui)污(Wu)染(Ran)至(Zhi)关(Guan)重(Zhong)要(Yao)。(?)

研(Yan)究(Jiu)目(Mu)的(De)

这(Zhe)项(Xiang)研(Yan)究(Jiu)的(De)目(Mu)的(De)是(Shi)解(Jie)开(Kai)氮(Dan)、(?)硫(Liu)酸(Suan)盐(Yan)和(He)碳(Tan)在(Zai)喀(Ka)斯(Si)特(Te)关(Guan)键(Jian)带(Dai)（(?)Karst Critical Zone）(?)的(De)水(Shui)中(Zhong)的(De)来(Lai)源(Yuan)和(He)转(Zhuan)化(Hua)机(Ji)制(Zhi)。(?)具(Ju)体(Ti)来(Lai)说(Shuo)，(?)研(Yan)究(Jiu)人(Ren)员(Yuan)想(Xiang)了(Liao)解(Jie)这(Zhe)些(Xie)污(Wu)染(Ran)物(Wu)在(Zai)复(Fu)杂(Za)的(De)水(Shui)文(Wen)和(He)土(Tu)地(Di)利(Li)用(Yong)中(Zhong)的(De)相(Xiang)互(Hu)作(Zuo)用(Yong)，(?)以(Yi)及(Ji)它(Ta)们(Men)在(Zai)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)之(Zhi)间(Jian)的(De)交(Jiao)换(Huan)。(?)他(Ta)们(Men)使(Shi)用(Yong)多(Duo)种(Zhong)同(Tong)位(Wei)素(Su)和(He)MixSIAR模(Mo)型(Xing)来(Lai)研(Yan)究(Jiu)这(Zhe)些(Xie)问(Wen)题(Ti)。(?)

研(Yan)究(Jiu)方(Fang)法(Fa)

a. 在(Zai)喀(Ka)斯(Si)特(Te)关(Guan)键(Jian)带(Dai)的(De)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)收(Shou)集(Ji)样(Yang)本(Ben)，(?)并(Bing)分(Fen)析(Xi)其(Qi)δ(?)D-H₂O和(He)δ(?)¹⁸O-H₂O值(Zhi)，(?)以(Yi)确(Que)定(Ding)水(Shui)之(Zhi)间(Jian)的(De)交(Jiao)换(Huan)频(Pin)率(Lu)。(?)

b. 使(Shi)用(Yong)MixSIAR模(Mo)型(Xing)来(Lai)确(Que)定(Ding)氮(Dan)、(?)硫(Liu)酸(Suan)盐(Yan)和(He)碳(Tan)的(De)来(Lai)源(Yuan)和(He)转(Zhuan)化(Hua)机(Ji)制(Zhi)。(?)

c. 使(Shi)用(Yong)ArcGIS进(Jin)行(Xing)空(Kong)间(Jian)建(Jian)模(Mo)和(He)表(Biao)面(Mian)分(Fen)析(Xi)，(?)以(Yi)了(Liao)解(Jie)污(Wu)染(Ran)物(Wu)在(Zai)复(Fu)杂(Za)土(Tu)地(Di)利(Li)用(Yong)中(Zhong)的(De)分(Fen)布(Bu)。(?)

结(Jie)论(Lun)

我(Wo)们(Men)证(Zheng)明(Ming)了(Liao)多(Duo)种(Zhong)同(Tong)位(Wei)素(Su)方(Fang)法(Fa)（(?)N、(?)S、(?)C、(?)H、(?)O）(?)和(He)MixSIAR模(Mo)型(Xing)在(Zai)揭(Jie)示(Shi)复(Fu)杂(Za)土(Tu)地(Di)利(Li)用(Yong)模(Mo)式(Shi)下(Xia)岩(Yan)溶(Rong)临(Lin)界(Jie)区(Qu)（(?)KCZ）(?)污(Wu)染(Ran)物(Wu)来(Lai)源(Yuan)和(He)转(Zhuan)化(Hua)机(Ji)制(Zhi)的(De)复(Fu)杂(Za)性(Xing)方(Fang)面(Mian)的(De)有(You)效(Xiao)性(Xing)。(?)硝(Xiao)化(Hua)作(Zuo)用(Yong)是(Shi)城(Cheng)市(Shi)和(He)矿(Kuang)区(Qu)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)氮(Dan)循(Xun)环(Huan)的(De)主(Zhu)要(Yao)过(Guo)程(Cheng)。(?)相(Xiang)反(Fan)，(?)地(Di)下(Xia)水(Shui)中(Zhong)的(De)硝(Xiao)化(Hua)作(Zuo)用(Yong)相(Xiang)对(Dui)较(Jiao)弱(Ruo)。(?)反(Fan)硝(Xiao)化(Hua)作(Zuo)用(Yong)对(Dui)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)氮(Dan)循(Xun)环(Huan)的(De)贡(Gong)献(Xian)最(Zui)小(Xiao)。(?)土(Tu)壤(Rang)是(Shi)地(Di)下(Xia)水(Shui)（(?)48%）(?)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)（(?)49%）(?)中(Zhong)无(Wu)机(Ji)氮(Dan)的(De)主(Zhu)要(Yao)贡(Gong)献(Xian)者(Zhe)。(?)在(Zai)城(Cheng)市(Shi)和(He)矿(Kuang)区(Qu)，(?)污(Wu)水(Shui)和(He)粪(Fen)肥(Fei)是(Shi)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)无(Wu)机(Ji)氮(Dan)的(De)次(Ci)要(Yao)贡(Gong)献(Xian)者(Zhe)，(?)占(Zhan)46%～(?)47%。(?)还(Huan)原(Yuan)无(Wu)机(Ji)S的(De)氧(Yang)化(Hua)作(Zuo)用(Yong)是(Shi)SO₄²的(De)主(Zhu)要(Yao)来(Lai)源(Yuan)。(?)矿(Kuang)区(Qu)地(Di)下(Xia)水(Shui)由(You)于(Yu)与(Yu)地(Di)表(Biao)水(Shui)频(Pin)繁(Fan)交(Jiao)换(Huan)，(?)易(Yi)受(Shou)黄(Huang)铁(Tie)矿(Kuang)氧(Yang)化(Hua)的(De)SO₄²污(Wu)染(Ran)。(?)同(Tong)位(Wei)素(Su)值(Zhi)表(Biao)明(Ming)，(?)水(Shui)、(?)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan)和(He)土(Tu)壤(Rang)呼(Hu)吸(Xi)之(Zhi)间(Jian)的(De)相(Xiang)互(Hu)作(Zuo)用(Yong)是(Shi)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)中(Zhong)CO₂和(He)HCO₃的(De)主(Zhu)要(Yao)来(Lai)源(Yuan)。(?)此(Ci)外(Wai)，(?)当(Dang)产(Chan)生(Sheng)H⁺和(He)SO₄²时(Shi)，(?)硫(Liu)化(Hua)物(Wu)氧(Yang)化(Hua)可(Ke)以(Yi)增(Zeng)强(Qiang)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan)的(De)溶(Rong)解(Jie)，(?)增(Zeng)加(Jia)CO₂的(De)释(Shi)放(Fang)。(?)这(Zhe)些(Xie)发(Fa)现(Xian)从(Cong)各(Ge)种(Zhong)定(Ding)量(Liang)来(Lai)源(Yuan)为(Wei)硫(Liu)化(Hua)物(Wu)氧(Yang)化(Hua)和(He)碳(Tan)酸(Suan)盐(Yan)溶(Rong)解(Jie)的(De)耦(Ou)合(He)提(Ti)供(Gong)了(Liao)有(You)价(Jia)值(Zhi)的(De)见(Jian)解(Jie)。(?)了(Liao)解(Jie)这(Zhe)些(Xie)过(Guo)程(Cheng)有(You)助(Zhu)于(Yu)有(You)效(Xiao)的(De)岩(Yan)溶(Rong)水(Shui)管(Guan)理(Li)，(?)并(Bing)了(Liao)解(Jie)人(Ren)为(Wei)因(Yin)素(Su)对(Dui)KCZ中(Zhong)N、(?)S和(He)C的(De)生(Sheng)物(Wu)地(Di)球(Qiu)化(Hua)学(Xue)耦(Ou)合(He)的(De)影(Ying)响(Xiang)。(?)

Picarro仪(Yi)器(Qi)的(De)使(Shi)用(Yong)

作(Zuo)者(Zhe)使(Shi)用(Yong)了(Liao)Picarro仪(Yi)器(Qi)（(?)Picarro，(?)Santa Clara，(?)USA）(?)来(Lai)测(Ce)量(Liang)δ(?)¹⁸O-H₂O和(He)δ(?)D-H₂O值(Zhi)。(?)根(Gen)据(Ju)文(Wen)本(Ben)，(?)作(Zuo)者(Zhe)进(Jin)行(Xing)了(Liao)离(Li)散(San)采(Cai)样(Yang)测(Ce)量(Liang)。(?)他(Ta)们(Men)收(Shou)集(Ji)了(Liao)样(Yang)本(Ben)，(?)并(Bing)使(Shi)用(Yong)Picarro仪(Yi)器(Qi)进(Jin)行(Xing)测(Ce)量(Liang)。(?)

Picarro仪(Yi)器(Qi)数(Shu)据(Ju)的(De)使(Shi)用(Yong)和(He)支(Zhi)持(Chi)

作(Zuo)者(Zhe)使(Shi)用(Yong)来(Lai)自(Zi)Picarro仪(Yi)器(Qi)的(De)数(Shu)据(Ju)来(Lai)确(Que)定(Ding)

δ(?)¹⁸O-H₂O和(He)δ(?)D-H₂O值(Zhi)，(?)这(Zhe)些(Xie)数(Shu)据(Ju)用(Yong)于(Yu)确(Que)定(Ding)水(Shui)之(Zhi)间(Jian)的(De)交(Jiao)换(Huan)频(Pin)率(Lu)。(?)这(Zhe)些(Xie)数(Shu)据(Ju)支(Zhi)持(Chi)了(Liao)研(Yan)究(Jiu)结(Jie)论(Lun)，(?)即(Ji)地(Di)下(Xia)水(Shui)和(He)地(Di)表(Biao)水(Shui)之(Zhi)间(Jian)存(Cun)在(Zai)频(Pin)繁(Fan)的(De)交(Jiao)换(Huan)。(?)