通过溶解硫酸盐的稳定同位素组成来追踪和量化喀斯特流域中的硫源

《Isotopes in Environmental and Health Studies》：Tracing and quantifying sulfur sources in karst watersheds through the stable isotope composition of dissolved sulfates

　　喀斯特高坪河流域硫酸盐来源解析及水文过程耦合机制研究，采用水化学与硫氧同位素分析结合SIAR模型，揭示上游地下水-地表水交换驱动石膏溶解（贡献率20.9-30.4%），中游农业用地主导（贡献率23.3-28.3%），下游人类活动加剧（污水贡献20.1%，化肥24.0%），水化学类型向HCO3·SO4·Ca型转变，提出上游地质保护、中游农业优化、下游污水治理的三级管理策略。

　　

摘要

在像高平河流域（中国贵州省遵义市）这样的喀斯特生态系统中，广泛的蒸发岩沉积物和外来酸物质的输入导致水化学成分从以碳酸盐为主转变为以硫酸盐为主。研究硫酸盐（${\mathrm{SO}}_4^{2?}$）的来源及其时空变化对于管理脆弱的喀斯特水资源至关重要。本研究利用水化学、硫氧同位素（$(δ34SSO4）、以及水（δD、δ18OSO4）同位素，并结合SIAR模型，追踪了不同河段和水文季节中硫酸盐的来源。研究结果表明，高平河中的硫酸盐来源于自然和人为因素：在上游，地下水（GW）与地表水（SW）补给过程中的水岩相互作用促使碳酸盐岩中的石膏溶解，贡献了地表水中硫酸盐含量的20.9–21.7%，以及地下水中硫酸盐含量的20.7–30.4%；在中游，由于农业用地占主导地位，土壤中的硫酸盐成为主要来源，分别占地表水硫酸盐含量的23.3–25.8%和地下水中硫酸盐含量的24.6–28.3%，这与土地利用强度密切相关；在下游，密集的人类活动（如污水排放、化肥施用）增加了人为污染，其中污水对地表水和地下水中硫酸盐含量的贡献约为20.1%，化肥施用贡献了24.0%。SIAR模型证实了从自然来源（石膏、土壤硫酸盐）向人为来源的转变，整体水化学成分向HCO3·SO4-Ca类型转变，表明了碳酸盐向硫酸盐的演变过程。这些发现强调了喀斯特地质、土地利用和水文过程在硫酸盐平衡形成中的相互作用。该研究为有针对性的管理提供了数据支持：保护上游的石膏露头，优化中游的农业实践，改进下游的废水处理，从而推动脆弱生态系统中的可持续喀斯特水资源管理。 相关新闻 生物通微信公众号 生物通新浪微博 微信 新浪微博 我要投稿 搜索 国际 国内 人物 产业 热点 科普 热搜：喀斯特水系统|硫酸盐来源解析|硫氧同位素分析|SIAR模型耦合|人地交互作用 急聘职位 高薪职位 知名企业招聘 热点排行 新闻专题 今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用 版权所有 生物通 Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved 联系信箱： 粤ICP备09063491号 $