多个环境标记物与受约束的贝叶斯同位素混合模型相结合,以阐明沿海地下水系统中的酸盐和硫酸盐污染
Lamine Boumaiza1, Romain Chesnaux2, Randy L Stotler3
1University of Texas at Austin, Department of Earth and Planetary Sciences, Jackson School of Geosciences, Austin, TX 78712, USA.
这项研究使用了多标记方法来确定地中海沿海含水层中酸盐和硫酸盐地下水污染源. 肥料是主要的酸盐来源,而合成肥料和土壤衍生硫酸盐则主导了硫酸盐污染.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 水文地质学 水文地质学
- 地质化学 地质化学
背景情况:
- 沿海地下水系统容易受到人类造成的压力因素的影响,需要进行详细的调查.
- 了解地下水污染需要专注的诊断方法来确定污染物的来源和过程.
- 酸盐 (NO3) 和硫酸盐 (SO4) 是农业沿海地区常见的地下水污染物.
研究的目的:
- 整合多标志物方法,以全面了解地中海沿海水层地下水污染情况.
- 为了确定酸盐和硫酸盐污染物的来源和相对贡献.
- 阐明控制污染物发生的生物地球化学循环和主导的水力地球逻辑过程.
主要方法:
- 应用多标记剂方法,包括化学分析和稳定同位素标记剂 (δ15NNO3, δ18ONO3, δ11B, δ34S_SO4, δ18O_SO4).
- 化学和同位素数据的结合,以确定水力地质过程和地下生物地质化学反应.
- 限制贝叶斯同位素混合SIAR模型与特定地点的同位素分离效应,这些效应来自已识别的地下过程.
主要成果:
- 酸盐和硫酸盐度分别达到89 mg/L和458 mg/L.
- 同位素标记器显示了NO3和SO4的多个人为和自然来源,包括肥料,,污水,大气沉积和海洋蒸发物.
- 肥料是酸盐的主要来源 (61%),而合成肥料和土壤衍生硫酸盐对硫酸盐污染的贡献也相似 (30%).
结论:
- 这项研究证明了多指标方法在诊断地下水污染源和过程中的有用性.
- 化/脱化和细菌异样硫酸盐的减少被确定为控制NO3和SO4度的关键过程.
- 描述地下过程对于准确地限制混合模型 (例如,MixSIAR) 和预测污染物的命运至关重要.
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