硝酸盐是生物可利用氮的重要形式之一。30年来,硝酸盐氮、氧同位素研究已经逐步成为氮循环研究最重要的方法之一,为大气、水、土壤、生物的硝酸盐来源和过程的研究提供了许多新的见解。水体硝酸盐的来源和分布特征是评价水环境的质量和氮循环过程机制的关键因素。然而,现有的水体硝酸盐氮、氧同位素组成的分析方法在提高转化效率、缩短反应时间、自动进样等方面尚存在着值得改进的空间。本研究对测定硝酸盐氮、氧同位素组成的化学转化法进行了硝酸盐镉还原步骤、氧化亚氮测定仪器的改进和亚硝酸盐叠氮化反应效率的测定;确定了一套适用于淡水和海水测定的、简化实验步骤、缩短测定时间并提高样品测定效率的改进的方法和流程,并将其应用于厦门近岸海域水样的测定,获得以下主要结果:(1)对硝酸盐镉还原步骤的改进是用铵锌镉还原法替代海绵镉还原法和镉柱还原法。铵锌镉法硝酸盐还原效率最佳的pH范围为6～8。若水样的pH在此范围,无需调节pH。简化的硝酸盐镉还原测定方法:加入0.8mL氯化镉溶液(20g/L)、0.8mL氯化铵溶液(250g/L)和3cm×1Ocm的洁净锌卷(99.9%)于水样中,在220r/min条件下振荡15min。既缩短时间,又提高了效率。(2)测定得到在5～100μmol/L的硝酸盐浓度范围内,叠氮化反应的效率>99%,铵锌镉法还原的最大效率为92.9%;可以推测氮、氧同位素在化学转化法的亚硝酸盐叠氮化反应过程中不会发生分馏,但可能在改进的硝酸盐还原步骤中发生同位素分馏。(3)改装Gas-Bench连续流气体引入装置的进样盘、加倍延长Nafion水阱长度并优化色谱柱分离温度,建成一套以60mL顶空瓶作为水样反应器、自动顶空进样无需Pre-Con冷阱预富集的测定N20的装置,简化仪器结构,节省液氮。(4)制作氮、氧同位素校正曲线的斜率为0.47和0.89,与已有报道的结果相符;氧同位素校正曲线斜率为0.89,比已有报道的结果更趋近理论值1;表明采用铵锌镉法缩短的硝酸盐还原流程可能会抑制样品中氧同位素的交换,使测定结果更为精确。对同一批水样用铵锌镉法和镉柱法的测定结果在误差允许范围内无显著差异,表明改进的方法可靠,从简化测定流程和缩短实验时间的角度出发,铵锌镉法值得推广。(5)对厦门近岸海域海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定结果(δ15NAir值+4.9～+6.1‰,δ180v-sMcw值-2.1～+14.2‰)与已有报道的结果相符。根据两条断面、6个站位的测定结果,可以判断厦门近岸海域硝酸盐主要来自九龙江径流,此来源的硝酸盐因工业废水和生活污水的排放经生物同化作用导致δ15N偏正、δ18O偏负,同时也受到台湾海峡潮流的影响,该来源硝酸盐因生物固氮作用、硝化作用导致δ15N偏负、δ18O偏正。因此,可以认为厦门近岸海域硝酸盐是径流与潮流混合后的结果。