[发明专利]基于多同位素联合示踪的流域氮磷污染物解析方法与系统

权利要求书

1.基于多同位素联合示踪的流域氮磷污染物解析方法，其特征在于，其包括：利用多同位素分别解析流域泥沙和水体氮磷污染物的来源贡献和负荷；其中，所述流域泥沙氮磷污染物的来源贡献和负荷的获得包括：

基于流域出口泥沙沉积物和不同侵蚀类型的土壤的环境放射性核素活度，通过环境放射性核素指纹技术确定不同侵蚀类型对流域出口泥沙沉积物的输出贡献值；其中，所述侵蚀类型包括表层土壤侵蚀和次表层土壤侵蚀；

根据流域出口泥沙输出通量和所得不同侵蚀类型对流域出口泥沙沉积物的输出贡献值获得不同土壤侵蚀类型的泥沙输出通量；

基于流域出口泥沙沉积物和表层土壤侵蚀的来源中不同土地利用和/或植被类型的土壤的脂肪酸碳同位素比值及有机碳含量，通过单体化合物稳定性碳同位素示踪技术确定不同土地利用和/或植被类型土壤对流域出口泥沙沉积物的贡献值；

根据流域出口泥沙输出通量、所得不同侵蚀类型对流域出口泥沙的输出贡献值中表层土壤侵蚀对流域出口泥沙沉积物的贡献值、所得不同土地利用和/或植被类型土壤对流域出口泥沙沉积物的贡献值，获得不同土地利用和/或植被类型的泥沙输出通量；

根据次表层土壤侵蚀类型的土壤的全氮和/或全磷浓与所述不同土壤侵蚀类型中次表层土壤侵蚀类型的泥沙输出通量的乘积获得次表层土壤侵蚀产生的泥沙的氮磷负荷；和/或根据不同土地利用和/或植被类型的土壤的全氮和/或全磷浓度对与所述不同土地利用和/或植被类型的泥沙输出通量的乘积获得不同土地利用和/或植被类型产生的泥沙的氮磷负荷；

其中，所述不同侵蚀类型对流域出口泥沙沉积物的输出贡献值通过以下模型确定：

f_s1C_s1+f_s2C_s2＝C_m (1)

f_s1+f_s2＝1 (2)

其中，f_s1和f_s2分别表示表层土壤和次表层土壤侵蚀对泥沙沉积物的贡献率，C_s1和C_s2分别表示表层土壤和次表层土壤的环境放射性核素的活度，C_m表示泥沙沉积物中环境放射性核素的总活度；

所述不同土地利用和/或植被类型土壤对流域出口泥沙沉积物的贡献值通过以下模型确定：

其中，S_n％表示第n个土地利用和/或植被类型的土壤在所述表层土壤侵蚀中对泥沙的贡献率，I_n表示使用同位素混合模型计算出的泥沙混合物中第n个土地利用和/或植被类型的土壤的同位素百分比值，C_n％表示第n个土地利用和/或植被类型的土壤的有机碳含量。

2.根据权利要求1所述的解析方法，其特征在于，其还包括：

采集流域出口处的泥沙样品，得到流域出口处的泥沙沉积物样品；

采集表层和次表层土壤侵蚀类型的土壤样品，采集参考点土壤剖面不同深度样品，采集深度取至未探测到核素的深度，其中，所述表层土壤侵蚀类型的土壤样品取自流域坡面表层土壤，标注为表层侵蚀土壤样品；所述次表层土壤侵蚀类型的土壤样品标注为对应的沟渠/沟壁的次表层侵蚀土壤样品。

3.根据权利要求2所述的解析方法，其特征在于，其还包括：

对所述表层侵蚀土壤样品、所述次表层侵蚀土壤样品进行核素活度测定，获得所述不同侵蚀类型的土壤的环境放射性核素活度；

对不同土地利用类型不同土地利用和/或植被类型下的所述土壤样品分别进行脂肪酸的碳同位素比值及有机碳含量测定，获得所述不同土地利用类型不同土地利用和/或植被类型土壤的脂肪酸碳同位素比值；

测定所述流域出口处的泥沙沉积物样品的脂肪酸碳同位素比值及有机碳含量，获得所述泥沙沉积物的脂肪酸碳同位素比值及有机碳含量；

对采集到的各土壤样品和泥沙样品进行全氮含量和/或全磷含量的测定，获得所述全氮和/或全磷浓度。