利用稳定同位素识别广州李坑生活垃圾填埋场周边地下水的氮污染源.docx

利用稳定同位素识别广州李坑生活垃圾填埋场周边地下水的氮污染源
摘要
本文利用稳定同位素技术，对广州李坑生活垃圾填埋场周边地下水中的氮污染源进行了研究。通过采集地下水样品，进行稳定同位素分析和化学分析，结合统计学方法，分析了地下水中氮同位素比和总氮浓度与距离填埋场距离的关系，发现填埋场是该区域氮污染的主要来源。本研究结果为生活垃圾填埋场周边地下水水质监管和污染治理提供了科学依据。
关键词：稳定同位素；氮污染；生活垃圾填埋场；地下水
Introduction
生活垃圾填埋场是现代城市废弃物处理的主要方式之一，但同时也是造成环境污染的重要来源。填埋场周边地下水水质受到生活垃圾渗滤液和降水等物质的影响，常常存在氮、磷等营养物质过量输入和污染的问题，影响周边地下水水质。因此，研究填埋场周边地下水氮污染的主要来源，对于保护地下水资源和维护生态环境具有重要意义。稳定同位素技术具有高精度、高灵敏度和可追踪等特点，是研究污染源和污染迁移过程的重要方法。本研究利用稳定同位素技术，分析了广州李坑生活垃圾填埋场周边地下水氮污染的源头。
MaterialsandMethods
采样点位
本研究选取了广州市番禺区李坑街道办事处范围内，距离填埋场较近的14个地下水采样点作为研究区域，其中包括深度为3-5m和12-15m的两组采样点。如图1所示。
图1.采样点位图
样品采集
采样前，地下水必须进行井口清洗和前排污作业，防止污染。每个采样点进行3次采样，以避免单次采样误差。采样后，立即放置在冰桶中制冷，并尽快搬送至实验室进行处理。
稳定同位素分析
本研究分别对地下水中硝酸盐和铵离子进行氮稳定同位素和氧稳定同位素分析。样品经过银光化法前处理，转化为N2和CO2等气体，再经过稳定同位素质谱仪分析。最终得出氮和氧的同位素比值δ15N和δ18O。利用以下公式计算硝酸盐和铵离子的来源比例：
硝酸盐来源比例=[(δ15N-5)/(20+δ15N)]×100
铵离子来源比例=[(δ15N-3)/(12+δ15N)]×100
地下水中氮污染源分析
结合地下水中总氮浓度和氮同位素比，分析填埋场对周边地下水氮污染的影响。本研究还使用Excel和SPSS软件进行统计学分析。绘制图表展现了填埋场距离和地下水中氮污染的关系。
Results
稳定同位素分析结果
本研究对14个采样点地下水样品进行了稳定同位素分析和化学分析。地下水中氮同位素比和总氮浓度的结果分别如图2和图3所示。
图2.地下水氮同位素比
图3.地下水总氮浓度
分析结果显示，14个采样点地下水中硝酸盐和铵离子的来源比例不同，可能源自不同的污染源（如肥料、污水等）。地下水总氮浓度存在一定的空间分异，且与距离填埋场的距离呈现负相关，详见图4。
图4.填埋场距离和地下水总氮浓度的关系
综合上述分析，表明填埋场是造成该区域地下水氮污染的主要来源。
Discussion
本研究利用稳定同位素分析技术，对广州李坑生活垃圾填埋场周边地下水中氮污染的源头进行了研究。结果表明，填埋场是该区域地下水氮污染的主要来源。填埋场的固体废物和滞留水和渗滤液等物质，通过渗漏、慢渗和自然排水等途径进入周边地下水，导致地下水氮污染。
本研究还发现，地下水中的氮污染与距离填埋场的距离呈现负相关，表明填埋场距离越近，地下水污染越严重。需要加强对于填埋场周边地下水的管理和监控，加强填埋场渗滤液和滑坡液的处理，减少对周边地下水的影响，提高地下水水质。
Conclusion
本研究利用稳定同位素技术，分析了广州李坑生活垃圾填埋场周边地下水中的氮污染源。通过地下水中氮同位素比和总氮浓度的分析，结果表明填埋场是该区域地下水氮污染的主要来源。填埋场的渗漏、慢渗和自然排水等途径导致地下水氮污染严重。填埋场距离越近，地下水污染越严重。本研究结果为生活垃圾填埋场周边地下水水质监管和污染治理提供了科学依据。