科研动态 | 我院王亚副教授团队在海岸带地下水氮污染精准溯源研究领域取得系列进展

      近日，我院王亚副教授团队在海岸带地下水无机氮污染精准溯源研究中取得重要进展，两篇核心成果论文于2026年初先后发表在国际水资源与环境领域知名期刊Water Research和Groundwater for Sustainable Development上。研究响应我国生态文明建设中关于地下水生态环境治理要贯彻“精准治污、科学治污”的指导思想，针对海岸带环境面临的自然与人类活动双重压力，分别建立了针对含水层无机氮污染的“过程识别-定量解析”和“定性识别-空间定位”综合分析框架，并将其成功应用于粤港澳大湾区典型滨海城市——珠海地下水无机氮污染的精准定位和定量识别实践中，取得预期效果。团队用科研服务国家和地方经济社会发展，其系列成果为我国乃至全球海岸带地下水污染防控提供了重要的理论与方法支撑。

      成果一：定量“剖析”污染源——过程识别与定量解析的综合分析框架

      当前，滨海含水层面临日益严峻的硝酸盐污染威胁，其挑战在于，沿海复杂的氧化还原环境和水文地球化学作用使得传统的物理化学分析往往难以精确区分具有相似特征的污染源。在多重环境压力并存的复杂沿海背景下，如何系统识别氮转化过程并精确量化污染源贡献，成为亟待解决的关键科学问题。为此，本研究摒弃了传统依赖单一模型的局限，创新性地建立了一套可移植的“过程识别-源解析”综合框架。

      研究以粤港澳大湾区典型滨海城市珠海为研究区，遵循“过程诊断→定性识别→定量解析→框架构建”的递进思路，首先通过水文地球化学分析和多同位素示踪技术，厘定了古海水入侵引发的盐度效应驱动原生铵释放在滨海氮热点形成中的角色，揭示了研究区以硝化作用为主导的关键转化过程。在过程诊断的基础上，本研究采用双模型策略构建双重证据链，开展源解析并交叉验证，结果一致锁定生活污水和粪便为该区硝酸盐污染的最主要贡献源。本研究不仅理清了氮素的生物地球化学转化过程，实现了自然背景与人为源的有效剥离，更实现了精确的污染源定量划分。研究成果在理论层面，为深刻理解滨海复杂含水层的氮污染机理提供了系统的科学依据；在现实应用层面，所建立的综合研究框架，更为全球范围内面临盐渍化、城市化与农业化多重压力的沿海地区，识别含水层污染热点、制定优先控制策略提供了坚实的方法学支撑。

       研究成果以“An integrated geochemical and isotopic framework for nitrate source apportionment in a shallow coastal aquifer under multiple environmental pressures”为题发表在Water Research期刊（中科院一区顶刊，2024年影响因子12.4）。中山大学为论文第一完成单位，地球科学与工程学院博士生肖洒为第一作者，王亚副教授为通讯作者，合作单位包括南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）、中国地质调查局武汉地质调查中心、珠海市生态环境监测站及广东珠江口（海洋）生态质量综合监测站。

      成果二：精准“揪”出污染源——多技术融合的空间定位框架

      本研究以珠海市83个浅层地下水样本为基础，构建了一个整合水化学特征、同位素分析、土地利用以及水文地质条件的综合分析框架，其核心亮点在于突破了以往污染溯源仅进行“定性识别”的局限。该研究按照“定性识别无机氮污染源→识别污染热点空间分布→划定潜在源区空间边界”的递进逻辑，通过多同位素示踪与水文地球化学分析定性判断氮源属性，进而结合GIS空间热点与土地利用分析刻画氮源与土地利用耦合关系，最终结合水文地质条件划定潜在源区空间边界，实现对无机氮排放源的精准空间定位。研究成功将污染源的范围缩小并锁定至具有明确空间边界的特定真实地块（如农田、生活污水和当地工业废水排放点等）。这一方法的提出，使得管理者能够直接采取靶向管控措施，具有较强的实际应用价值。

       研究成果以“Locating nitrogen sources in high inorganic nitrogen zones of a shallow coastal aquifer using an integrated analytical framework”为题发表在Groundwater for Sustainable Development期刊（中科院二区，2024年影响因子5.6）。中山大学为论文第一完成单位，地球科学与工程学院硕士生黄巧娜为第一作者，王亚副教授为通讯作者，合作单位包括南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）、广东省生态环境监测中心及广东省地质调查研究院。

      总结：

      课题组的这两项成果相辅相成，从“来源是什么、贡献有多少”的定量解析与转化机制揭示，到“空间上在哪”的高精度定位，为复杂的沿海地下水氮污染问题提供了一套系统的“组合拳”。这不仅丰富了水文地球化学和同位素示踪技术的实际应用场景，更为大湾区乃至全球受多重环境压力影响的沿海含水层污染热点识别与优先管控策略提供了坚实的方法论支持。上述成果得到南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）创新团队建设项目（311024004）、国家自然科学基金（41602253，U1911202）、国家重点研发专项（2022YFF0801201）及珠海市社会发展领域科技计划项目（2420004000307）联合资助。

      论文链接：

       https://doi.org/10.1016/j.gsd.2025.101570

       https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.125687