黑龙江省海伦地区浅层地下水中“三氮”分布特征及来源解析

李丽君，刘强

（中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110034）

地下水“三氮”（硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮）污染作为农业活动与生活污染的主要特征［1］，随着人口增加、城市化发展、工业废水的大量排放以及农业氮肥的过量施用［2］，地下水中“三氮”污染问题愈加严重。人体内硝酸盐和亚硝酸盐能够在各种含氮有机化合物作用下，形成稳定的、致癌和致突变性的各种亚硝基族化合物，对人体健康造成危害。有研究表明［3］，地下水中氮的赋存形态和转化方式与地下水中砷元素的富集相关，进而影响着地下水资源的可持续利用和居民健康。

目前，“三氮”的迁移转化规律研究取得了一定进展。付坤［4］通过室内模拟柱实验明确了温度和水压对“三氮”迁移转化的作用。张晓沛［5］通过对“三氮”迁移转化相关组分的浓度变化趋势及“三氮”转化机理研究，提出了再生水地下安全贮存的氮素阈值浓度。地下水因其流动缓慢、交替程度弱、自净能力差的特点，一旦被污染就难以恢复，且修复成本很高，因而从污染源头开展防控具有重要的现实意义。地下水污染具有隐蔽性、复杂性和滞后性，地下环境的不确定性和多种污染源的混合作用也给地下水中“三氮”的源解析带来很大的困难。因此，控制地下水“三氮”污染尤其是硝酸盐氮（NO3−-N）污染问题，精准识别地下水中“三氮”污染来源，显得尤为重要［6］。环境样品中污染物的源解析方法主要包括化学质量平衡模型（CMB）［5］、稳定同位素法（SIAR）［7］、正定矩阵因子分析模型（PMF）［8］。化学质量平衡模型［5］简单、快速、成本低，但是不能区分同一类污染源排放出的污染物的差异及每种污染物的贡献率。稳定同位素法由于仪器设备造价较高，在应用上也受到不同程度地限制［6］。刘楠涛等［9］、陈盟等［10］研究结果证明了PMF 方法作为一种新型源解析受体模型，在因子载荷和源因子得分方面更具可解释性和明确的物理意义。目前PMF 模型在地下水介质中“三氮”源解析方面应用的研究鲜见报道，且此领域的研究有待深入。

地下水中重金属含量与“三氮”含量之间存在相关性。许燕颖等［11］研究表明重金属的化学形态及迁移能力与其水环境中NH4+-N 的活度密切相关，通过测定重金属含量可以推测“三氮”的分布及来源。气相分子吸收光谱法是一种准确性高、线性范围宽且不受样品颜色和浊度干扰的含氮化合物的实用分析手段。该方法分析过程不需化学分离，所用化学试剂少，且不使用有毒试剂，已被广泛应用于水质亚硝酸盐氮、氨氮、硝酸盐氮、总氮、硫化物等物质的分析测定［12］。本文通过气相分子吸收光谱法测定海伦地区浅层地下水中“三氮”含量，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定地下水中重金属元素含量，采用内梅罗综合污染指数法［13］对研究区地下水中“三氮”的污染状况进行水质污染综合评价，着重研究“三氮”的分布特征，并采用Pearson 相关系数、主成分分析法定性识别研究区地下水中“三氮”来源，并采用PMF 模型对“三氮”来源的贡献率进行定量解析，以期为海伦地区地下水的综合利用提供科学依据。

1 研究方法

1.1 研究区概况

海伦市行政区划属黑龙江省绥化市，位于通肯河流域，海伦河及扎音河属于通肯河的支流［14］，中温带大陆性季风气候。水文地质构造上，东北部位于小兴安岭隆起，西南部位于松嫩凹陷带的北部边缘。由于地处两个不同的构造单元，水文地质条件相对复杂。含水岩组分主要为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙、裂隙水和基岩裂隙水。与河北保定平原地下水化学类型HCO3-SO4型不同［15］，海伦地区水化学类型为HCO3-Ca 型，少量可见 HCO3-Ca•Na型。海伦地区作为松嫩平原具有代表性的商品粮产区，其农业用水量居于地区全年用水量首位，占比为93.22%，地下水质量总体较好，但个别地区地下水中Al、NO3−、Ni、耗氧量较高，导致地下水质量不佳［13］。

1.2 样品采集与分析

地下水样品采集根据GPS 坐标定位，在海伦河流域、扎音河流域，采集浅层水水样40 件。含水介质主要是空隙水及孔隙-裂隙水，埋藏介质多为承压水，含水层为白垩系及第四系水系，具体采样点位见图1。地下水样品的采集及保存按照《地下水环境监测技术规范》（HJ/ T 164—2004）及《地下水质分析方法 第2 部分：水样的采集和保存》（DZ/T 0064.2—2021）规定。分别采用《水质 氨氮的测定 气相分子吸收光谱法》（HJT 195—2005）、《水质 亚硝酸盐氮的测定 气相分子吸收光谱法》（HJ/T 197—2005）及《水质 硝酸盐氮的测定 气相分子吸收光谱法》（HJ/T 198—2005）测定地下水中氨氮、亚硝酸盐氮及硝酸盐氮；采用《地下水质分析方法 第51 部分：氯化物、氟化物、溴化物、硝酸盐和硫酸盐的测定 离子色谱法》（DZ/T 0064.51—2021）测定地下水中硝酸盐氮、氯离子、氟离子和硫酸根；《地下水质分析方法 第80 部分:锂、铷、铯等40 个元素量的测定 电感耦合等离子体质谱法》（DZ/T 0064.80—2021）测定地下水中Mn、Cd、Pb、Zn、Cu、Co、Ni 金属元素；《地下水质分析方法 第11 部分：砷量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法》（DZ/T 0064.11—2021）测定地下水中的砷；《地下水质分析方法 第26 部分：汞量的测定冷原子吸收分光光度法》（DZ/T 0064.26—2021）测定地下水中的汞。

图1 研究区地下水采样点及“三氮”含量空间分布示意图Fig. 1 Schematic diagrams of groundwater sampling points and“three nitrogen” content in the study area. a—ammonia nitrogen; b—nitrate nitrogen; c—nitrite nitrogen.

1.3 仪器与主要试剂

气相分子吸收光谱仪（型号GMA 3376，上海北裕分析仪器股份有限公司）；离子色谱仪（型号ICS-3000，美国 Dionex 公司）；电感耦合等离子体质谱仪（型号iCAP-RQ，美国ThermoFisher 公司）；双道原子荧光光度计（AFS-3100，北京海光仪器有限公司）。

主要试剂：亚硝酸钠基准物（优级纯）；硝酸钠基准物（优级纯）；氢氧化钠、溴酸盐、柠檬酸、浓盐酸、无水乙醇、无氨去离子水等，以上试剂无特殊说明时，均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。亚硝酸盐氮标准储备溶液（0.500mg/mL）、硝酸盐氮标准储备溶液（1.00mg/mL）。

1.4 测试质量控制方法

为保证分析数据的有效性和分析方法的准确性，地下水中“三氮”测试的质量控制参照《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）、《地下水污染调查评价样品分析 质量控制技术要求》（DD 2014-15）以及《地质矿产实验室测试质量管理规范》（DZ/T 0130—2006）的要求，对测试过程进行全流程质量控制。每20 个样品为一个批次，每个批次的测试过程中均设有实验室空白、标准物质、实验室重复样及外部监控样品质量控制，无标准物质时采用样品基体加标控制。实验室空白均小于2 倍方法检出限，样品基体的加标回收率在80%～120%之间，实验室重复样相对偏差（RD）均在15%以内。外部质控样合格率100%。氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮均采用气相分子吸收光谱法测定。测定氨氮的方法检出限为0.020mg/L，硝酸盐氮方法检出限为0.006mg/L，亚硝酸盐氮方法检出限为0.003mg/L，地下水样品除测定“三氮”含量外，同时测定微量重金属元素含量及阴离子含量。质控结果见表1。

表1 样品测试质量控制结果统计Table 1 Statistics of recovery rate and relative deviation.

1.5 数据分析

1.5.1 数据处理

采用 WPS Office 2016、SPSS 22.0 进行地下水中“三氮”、重金属含量、阴离子相关性的统计和分析，采用Coredraw X5.0 软件得到地下水中“三氮”含量空间分布图。

1.5.2 污染特征评价方法

内梅罗综合污染指数法［13］被广泛应用于水环境评价领域，该方法不仅能够得出单个测试项目的污染指数，而且能够得到整个流域采样点不同“三氮”测试结果的综合污染指数，反映整个研究区“三氮”的综合污染状况。《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中Ⅲ类水化学组分含量中等，适用于满足集中式生活饮用水水源及工农业用水。本文以“三氮”Ⅲ类水限值为标准，计算内梅罗综合污染指数，与相应的等级标准指数相对照，即可得到评价等级。其中硝酸盐氮Ⅲ类水限值20mg/L，氨氮0.5mg/L，亚硝酸盐氮1.0mg/L，根据内梅罗综合污染指数值，按表2［16］划分地下水污染级别。评分分值越大，说明该指标对地下水环境产生的污染影响越大。分值若出现不同类别标准时相同的情况，评分从优不从劣。

表2 内梅罗综合污染指数分级标准［16］Table 2 Nemerow comprehensive pollution index classification standard［16］.

1.5.3 污染来源评价模型

PMF 模型是由Paatero 等在1994 年首次提出，利用样本组成最优化的分析数据误差，并在求解过程中对因子矩阵的分解作非负约束，进而得到分析结果，用于识别和定量各来源的贡献率。该模型将原始数据集Xij的矩阵分解为两个因子矩阵（源贡献矩阵gik和源成分谱矩阵fjk）和残差矩阵eij。

式（1）中：Cij为第i个采样点处第j个元素的浓度；gik为第k个源对第i个样品的贡献；fkj为第k个源中元素j的浓度；eij为残留误差矩阵，可以通过目标函数Q的最小值来计算。Q的值计算如下：

式（2）中：uij为第i个样品中第j种元素的不确定度，该不确定度是根据特定物种的方法检测限（MDL）、浓度和提供的误差率计算得出的。如果元素浓度大于MDL，不确定度可按以下方式计算：

否则，将通过以下公式估算不确定性：

2 研究区地下水中“三氮”检出结果

对采集的研究区40 件地下水样品中“三氮”及部分重金属及阴离子的含量进行检测，其中Mn 含量范围在ND～3.20mg/L 之间，与《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中Ⅲ类水指标对比，Ⅰ～Ⅲ类水占比40%，Cd 等8 种重金属含量均在10 倍检出限以内，Ⅰ～Ⅲ类水占比100%，阴离子F−含量范围在0.029～0.69mg/L 之间，Cl−含量范围在0.0027～310mg/L 之间，Ⅰ～Ⅲ类水占比97.5%，1 个采样点水样中Cl−超标，超标率2.5%，含量范围在0.46～433mg/L 之间，Ⅰ～Ⅲ类水占比95%；2 个采样点水样中含量超标，超标率5%。

水中“三氮”含量及相关参数如表3 所示，海伦地区浅层地下水中“三氮”检出情况中，硝酸盐氮的检出率100%，检测最大值为123.05mg/L，平均值15.27mg/L；氨氮的检出率77.5%，检测最大值为3.91mg/L，平均值0.33mg/L；亚硝酸盐氮检出率90.0%，检测最大值为0.65mg/L，平均值0.12mg/L。与《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中Ⅲ类水指标对比，硝酸盐氮超标率为20%，最大值超标6.18 倍；氨氮超标率为12.5%，最大值超标7.8 倍。亚硝酸盐氮则无超标点。

表3 研究区地下水中“三氮”含量统计Table 3 Statistics of ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, and nitrite nitrogen contents in groundwater.

与松嫩平原区域已有文献对比可知，研究区地下水中硝酸盐氮及氨氮的最高值及平均值值均低于吴娟娟等［17］研究的松嫩平原地下水中硝酸盐氮及氨氮的总体均值；平均值超出李天宇等［18］提供的松嫩平原地下承压水背景值Ⅰ级（硝酸盐氮2.29mg/L，氨氮0.40mg/L）的38 倍及2 倍，超出于Ⅱ级水背景值（硝酸盐氮4.66mg/L，氨氮0.22mg/L）约20 倍及4 倍，此结果与李圣品等［19］研究表明中国东三省尤其是黑龙江部分地区“三氮”含量超标较为严重的结论一致。与中国中部长三角武进地区太湖平原［20］、西南部成都平原典型区地下水丰水期和枯水期［2］及东南部广花盆地地下水全年［21］相比，海伦地区氨氮含量均值均低于三地氨氮含量平均值，硝酸盐氮均值则均高于三地硝酸盐氮含量均值。与北方部分地区相比，海伦地区氨氮均值高于东部地区北京东北部平原区［22］西北部地区渭河流域关中段［23］以及兰州市地下水［24］中氨氮均值，硝酸盐氮均值则低于北京东北部平原区及兰州市地下水中硝酸盐氮含量均值。海伦地区氨氮含量低于高原湖泊周边地下水中氨氮含量均值，硝酸盐氮含量均值则整体上高于多个湖泊周边［25］。硝酸盐氮最高值高于白俄罗斯维特布斯克地区西部地下水最高值（50mg/L）［26］，硝酸盐氮均值则低于印度拉贾斯坦邦科塔区旱季及湿季地下水中硝酸盐氮均值［27］。

3 讨论

3.1 地下水中“三氮”的污染评价

区域地下水水质及污染综合评价［28］是合理开发利用地下水资源、制定地下水污染防治策略及进一步开展污染源解析的科学依据。韩彬等［29］应用单因子法、富营养化指数法和有机污染指数法对海州湾近岸海域海水的质量状况进行了评价分析。罗飞等［30］采用内梅罗综合污染指数法评价了武水河上游区域土壤中重金属的污染程度。许燕颖等［11］同时运用内梅罗综合污染指数法、健康风险评价模型研究了赣江上游典型流域水体“三氮”及重金属的污染等级及空间分布特征与风险评价。

本文采用内梅罗综合污染指数法对海伦地区浅层地下水的“三氮”污染评价结果见表4。从表4 评价结果来看，海伦地区浅层地下水样品中污染等级Ⅰ未污染至Ⅲ级中度污染的样品为37 个，占比92.5%，而Ⅳ级较重污染以上的样品数为3 个，占比7.5%，无Ⅴ级严重污染水，表明研究区地下水整体上“三氮”污染程度相对较轻，优于东北典型农产区流域地下水的水质［31］及齐齐哈尔市的地下水水质［32］。

表4 研究区地下水内梅罗综合污染指数（F）评价结果Table 4 Evaluation results of Nemerow comprehensive pollution index in groundwater in the study area.

3.2 研究区“三氮”空间分布特征

研究区地下水中氨氮含量、硝酸盐氮含量及亚硝酸盐氮含量空间分布特征如图1 中a 至c 所示。

对比《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中水质“三氮”限值可知，图1a 中氨氮含量属于Ⅰ～Ⅲ类水35 个，Ⅳ类水3 个，位于S3、S5、S10 处，Ⅴ类水2 个，分别位于S7、S27 处，40 个采样点中，Ⅳ类水占比7.5%，Ⅴ类水占比5%，氨氮总超标率合计12.5%。空间分布上，Ⅰ～Ⅲ类水主要集中于研究区的北部、西部、东部及中部，Ⅳ类水分布于研究区中部，Ⅴ类水样品点位 S7 的氨氮含量最高（3.913mg/L），位于研究区中心区，氨氮整体空间分布上呈现出中间高、两边低的趋势。

图1b 中硝酸盐氮Ⅳ类水1 个位于S12 处，Ⅴ类水7 个，位于S6、S9、S11、S20、S36、S38、S39 点处，总体Ⅳ类水占比2.5%，Ⅴ类水占比17.5%，硝酸盐氮总超标率合计20.0%。空间分布上，Ⅰ～Ⅲ类水主要集中于研究区的中部、东部及北部，Ⅳ类水位于研究区中部，Ⅴ类水S36、S38、S39 位于研究区西部，硝酸盐氮含量最高值S6（123.05mg/L）及次高值S9（106.97mg/L）均位于研究区中心区域，S20 点则位于北部扎音河流域。硝酸盐氮在研究区整体空间分布上呈现出沿海伦河流域、扎音河流域呈放射状分布，流域中心区近端含量高、远端含量低的趋势。

图1c 表明，研究区亚硝酸盐氮均为Ⅰ～Ⅲ类水。空间分布上，亚硝酸盐氮沿海伦河流呈现出北高南低的趋势。

锁相环在微弱信号跟踪领域的应用近年来愈发成熟,本文在软件锁相环的研究基础上,通过应用基于扩展卡尔曼滤波结合传统软件锁相环方法,提出了在感应式磁力仪数据处理单元DSP中对磁场信号进行优化的方法,通过大量的仿真测试,得到在相同信噪比下对于微弱信号的跟踪精度EKF结合SPLL的方法要优于传统锁相环,该方法为高噪声高动态背景下感应式磁力仪中微弱信号的提取提供了思路,通过在感应式磁力仪中进行实验结果也验证了其可行性。

3.3 地下水中“三氮”源解析

3.3.1 “三氮”数理统计分析

“三氮”的来源可以通过地下水中“三氮”与重金属及阴离子之间的相关性分析加以解析。许燕颖等［11］研究表明，重金属的化学形态及迁移能力与其水环境中N 的活度密切相关，水中N 含量越大，越容易造成重金属再生污染。已有研究表明，Cl−作为自然界中相对稳定的保守离子，不受水环境中物理、化学及微生物作用的影响，其主要来源于人类活动所产生的生活污水以及人畜粪便等，而土壤中N 与Cl−具有相似的迁移方式［24］。

本文采用SPSS 22.0 多元统计分析软件对研究区40 个地下水样品中“三氮”与重金属及阴离子的实测数据进行相关性分析，分析结果见表5。

表5 地下水中“三氮”与重金属及阴离子的Pearson 相关性系数Table 5 Pearson correlation coefficient of heavy metals and negative ions in the groundwater.

Pearson 相关系数用于评估两组数据是否符合线性关系，线性相关越强，Pearson 相关系数就越接近1 （线性递增，正相关）或−1 （线性递减，负相关）。一般认为＜0.3 无相关性，0.3～0.7 弱相关性， ＞0.7则具有较强的相关性［10］。表5 中地下水中“三氮”与重金属之间的Pearson 相关系数数据表明，硝酸盐氮与Cd、Co、Ni 之间的Pearson 相关系数分别是0.370、0.329、0.319，均大于0.3，同时在0.05 水平（双侧）显示显著相关，表明硝酸盐氮与Cd、Co、Ni 具有一定的同源性，亚硝酸盐氮与Co 的相关系数为0.327，且在0.05 水平（双侧）显示显著相关，氨氮则与重金属之间无相关性，说明研究区地下水中“三氮”与Co 的来源具有较大可能的同源性。地下水中“三氮”与阴离子之间的Pearson 相关系数数据中，硝酸盐氮与Cl−、的相关系数分别为0.605、0.897，且同时在0.01 水平（双侧）显示显著相关，表明硝酸盐氮与Cl−、阴离子也具有一定的同源性。氨氮及亚硝酸盐氮则与阴离子无相关性。重金属之间的相关性数据可知，Pb、Co、As、Mn 之间、Ni 与Hg 的相关系数均大于0.3，表明以上重金属之间具有一定的同源性。阴离子之间的相关性数据可知Cl−、之间的相关系数为0.796，大于0.7，表明阴离子之间具有较强的相关性，且在0.01 水平（双侧）上显著相关。同时从表5 可以看出，“三氮”两两之间，均呈负相关，表明硝化作用较低［22］。

3.3.2 基于PMF 模型的来源分析

正定矩阵因子分析模型，是利用相关矩阵和方差矩阵对多维变量进行简化从而定量解析不同环境样品中的污染源因子的方法［33］。郭涛等［31］利用正定矩阵因子分析法（PMF）识别了影响东北典型农产区拉林河流域地下水水质的潜在来源。

为分析海伦地区地下水中“三氮”的来源，本文采用正定矩阵因子分析模型（PMF）对Mn、Cd、Pb、Co、Ni、As、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、Cl−、等成分进行源解析。将检测数据导入EPA PMF5.0 软件后，选择工业来源、农业来源、生活来源及自然因素来源共四个要素解释地下水中“三氮”的来源。“三氮”及重金属均被归类为“Strong”（S/N＞1），所有样品的绝大部分残差在−3～3 之间，结果见表6。可以看出，各分析项目拟合曲线R2均大于 0.5，预测值与实测值比值（P/O）区间0.775～0.896，均接近于1，说明 PMF 模型的源解析结果整体较好，四因子情景下模型较为稳定。PMF 模型解析出的地下水中“三氮”及重金属等的源成分谱图见图2。

图2 基于PMF 的各因子对地下水中“三氮”及重金属等含量分布的贡献率Fig. 2 Contribution rate of each factor based on PMF to the distribution of three nitrogen and heavy metals in the groundwater. Factor 1—Living-industrial compound source; Factor 2—Natural source; Factor 3—Agricultural source; Factor 4—Domestic source.

表6 地下水中“三氮”及重金属含量实测值与模拟预测值的拟合结果Table 6 Fitting results of measured value and simulated predicted value of three nitrogen and heavy metal contents in the groundwater.

图2 中，因子1 对Co、Ni、硝酸盐氮、Cl−和等含量的相对贡献率较大，分别达到89.13%、76.48%、69.26%、68.7%和68.9%。同时，Co、Ni 含量平均值为0.58μg/L、3.51μg/L，Cl−和含量平均值为58.51mg/L 和54.50mg/L，变异系数在1.12～1.54，表明阴离子可能受到了人类活动的影响。张鑫［23］研究表明，水化学指标对地表水硝酸盐来源的指示作用，Cl 作为相对稳定的元素，常被具有辨别生活污水和人畜粪便污染水体的作用，可以用该参数来分析水体硝酸盐污染的可能来源。一般情况下，地表水中Cl 来自大气沉降和含盐地下水的含量很少，主要来自生活和工业污水。同时左朝晖［22］研究表明，硝酸盐氮与较大的人类活动有关。推测人类日常生活及工业复合来源为研究区域地下水中硝酸盐氮的主要污染来源。

因子2 对Mn、Pb、As、亚硝酸盐氮、Co 的相对贡献率达到60%以上，除N 外，其他元素在研究区内含量分布的变异系数较小（0.26～0.58），且平均含量分布相对比较均匀，Pb、As 含量平均值为0.648mg/L、3.76μg/L，变异系数分别为0.99、1.52。Co 含量在2.24μg/L。相关研究表明，As 与Sb 在热液矿床中有较强的伴生关系［34］，具有较为相似的地球化学行为［35］，表明受原生地层与工矿等地质背景影响较大。另有研究表明Ni 和Cr 与成土母质有密切联系，土壤中的Cr 受人类活动影响较小［10］；也有研究表明，N 受自然条件影响较多［22］。推测研究区域地下水中亚硝酸盐氮主要来源于自然界天然因素。

因子3 对Cd、Pb 的相对贡献率分别达到65.4%及68.7%，对As 的相对贡献率也达到了18.4%。Cd 含量平均值为0.017μg/L，变异系数为2.31。因子3 对重金属的贡献率远大于“三氮”的贡献率，表明因子3 来源与“三氮”来源无直接相关。因子3 主要通过影响Cd、Pb 而对亚硝酸盐氮产生间接影响。研究表明Cd 普遍存在于化肥和农药中，一般可以作为农业活动的标志元素［36］。Pb 主要来自铅锌矿，Cd 是农业活动的标志元素，杀虫剂、除草剂等也多含有As［10］，且在研究区作为重要的农业区，农业活动十分普遍。推测农业活动来源为研究区域地下水中重金属的主要来源，间接影响着亚硝酸盐氮的分布。

综上所述，研究区地下水中“三氮”污染的主要来源为生活与工业复合源、生活与农业生产活动复合源，进一步表明人类活动是造成海伦地区地下水中“三氮”污染的根本原因。由地下水中“三氮”的空间分布可知，硝酸盐氮污染最高点分布于研究区中心区域，该区域人类生活及工业活动较为发达，与硝酸盐氮污染主要来源于生活与工业复合源的源解析结果一致。氨氮污染点与研究区中部人类活动密集相关，硝酸盐氮超标面积高于氨氮，表明生活与工业活动复合源是影响该区地下水中“三氮”含量的主要因素。

4 结论

本文采用气相分析吸收光谱法测定了地下水中“三氮”含量，采用描述性统计分析、多元统计分析和内梅罗综合污染风险指数分析方法对海伦地区地下水中三氮含量及其相关元素进行研究。结果表明海伦地区浅层地下水中硝酸盐氮含量范围在0.021～123.05mg/L 之间，平均浓度为15.27mg/L；氨氮含量范围在ND～3.91mg/L 之间，平均浓度为0.33mg/L；亚硝酸盐含量范围在ND～0.65mg/L 之间，平均浓度为0.12mg/L。与《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）中Ⅲ类水指标对比，硝酸盐氮超标率20%，氨氮12.5%，亚硝酸盐氮无超标点。研究区地下水三氮污染评价等级Ⅰ级未污染至Ⅲ级中度污染地下水占比92.5%，整体上水质三氮污染较轻。

研究区氨氮空间分布呈现出研究区中间高、四周低的趋势。硝酸盐氮沿海伦河流域放射状分布，中心区近端含量高、远端含量低。亚硝酸盐氮沿海伦河流向北高南低。硝酸盐氮及氨氮污染点主要分布于人类活动密集的研究区中部、流域中心区域。“三氮”PMF 模型定量解析结果表明，研究区地下水中“三氮”污染来源与生活与工业复合源、生活与农业生产活动复合源有关。生活与工业复合源是研究区硝酸盐氮污染的主要来源，生活与农业生产复合源是氨氮污染的主要来源。建议结合研究区“三氮”污染的状况及污染来源，开展“三氮”污染防治规划，加强海伦地区地下水资源保护和可持续开发利用。

致谢：论文审稿过程中匿名专家提出建设性的修改意见，在此致以诚挚的谢意。