随着社会经济的发展和城市化进程的加快，河流和湖泊富营养化逐渐成为影响我国地表水水质和水功能最严重的问题之一。为控制水环境营养盐水平，相关部门投入了大量的时间和资金控制氮的输入。然而，由于流域范围内氮的来源和转化过程极为复杂，流域管理目标和实际水质效应之间还存在一定的差距。精准分析治理前后流域氮循环的差异，有助于量化现行管理方案对氮源削减的成效，诊断水质未能持续改善的成因及机制，从而制定即时有效的流域氮控制策略。 

　　鉴于此，颜昌宙研究团队以城郊小流域——木沥河为研究对象，对比治理前（2019年）后（2020年）木沥河水化学组成和硝酸盐氮氧同位素的时空变化；应用同位素技术和贝叶斯混合模型，分析流域氮源分配和转化的差异。研究结果表明，流域管理实践能显著降低流域中下游氮负荷（2019年 旱季），但是2020年未发现水质有进一步提升。流域范围内，粪肥污水是主要的硝酸盐氮源（36.2 ± 15.8 - 55.0 ± 19.4%），其次是小型污水处理设施（14.0 ± 10.9 - 25.6 ± 11.5%）。流域管理实践能有效控制粪肥污水的输入——与2019年旱季相比，2020年旱季粪肥污水的占比降低了约16.7%（p < 0.01），但是治理前后雨季粪肥污水占比基本持平。另外值得注意的是，2020年雨季和旱季小型污水处理设施的贡献均比2019年同期增加了5.4%（p < 0.01）。在整个流域范围内，浮游生物的同化作用对于硝酸盐的去除发挥着重要的作用，然而流域管理实践整体改善了水体氧化还原环境，有效促进了水体硝化作用。研究建议，为实现木沥河水质持续性的改善，未来流域管理实践要重点关注雨季污水溢流和小型污水处理设施出水管理。本研究揭示了流域氮源和转化对人为管控措施的响应，为优化流域氮管理方案提供了理论指导和技术支持。 

　　相关研究成果以Isotopic and hydrochemical analyses reveal nitrogen source variation and enhanced nitrification in a managed peri-urban watershed为题发表在环境领域国际主流期刊Environmental Pollution上。该研究得到了中国科学院A类战略先导科技专项子课题（XDA23030203）的支持。 

　　论文链接

流域管理同位素技术应用示意图