地下水氮污染在世界范围内普遍存在，并有逐渐加剧的趋势，对生态环境和身体健康带来严重危害。人长期饮用被氮污染的水，三氮就会在人体内积累，使NO₃^-转化为有毒的NO₂^-，血液中的亚铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，并与氧结合，致使人体各内脏器官缺氧，呼吸中枢麻痹，最后导致窒息死亡。NO₂^-与体内的仲胺作用会产生致癌物质亚硝酸胺，同时易使婴幼儿出现畸形。牲畜或动物长期饮用NO₃^-含量超标水，也会引起正铁血红肮或青紫的产生；氮污染的普遍性和严重性引起了人们的极大关注，不少学者均已开展了与此相关的研究并且进行了有效地治理。他们的治理研究大多数是直接针对被氮污染的地下水。但是直接治理地下水代价昂贵。要治理地下水氮污染，首先应从清除土壤和包气带的氮污染做起。在包气带治理氮污染，一方面可以清除氮污染质，另一方面还可防止含水层遭受污染，起到预防和治理氮污染的双重作用。由于土壤包气带是非饱和带，其环境条件复杂，清除污染难度大，目前对包气带氮污染治理研究有一定的局限性。 关中盆地是国家重点开发建设地区和陕西省重要的工业基地和粮棉油产区。水资源紧缺和地下水质污染已成为该地区面临的严峻问题。本论文就是针对关中盆地包气带氮污染现状，探讨三氮迁移转化规律，提出防止地下水氮污染的相应对策。 由于马兰黄土结构特殊，垂直节理发育。采用室内土柱实验会破坏马兰黄土的结构，影响渗透系数，仿真模拟性较差。因此，本次采用原位试验的方法，模拟灌溉条件下三氮在包气带中的迁移转化规律。采用一定浓度的NH₄⁺进行连续灌溉，在剖面上不同的采样点采集样品，分析三氮的浓度变化。从而得出在实际野外条件下氮在马兰黄土中的转化规律。在马兰黄土中，影响三氮转化的主要作用有硝化作用和反硝化作用。NO₃^-主要由NH₄⁺通过硝化作用生成。通过反硝化作用而转化为其它氮化合物。通过研究发现在马兰黄土包气带中，距地面3.0m和7.0m处有明显的反硝化作用。NO₃^-减少。而5.0m处NO₃^-有累积的趋势。 考虑到三氮转化和微生物的关系密切，氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用等都会影响三氮的相互转化。这些作用主要都是依靠微生物来完成的。因此，在完成原位试验的基础上开展了马兰黄土中与三氮有关的氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌以及固氮菌的分布规律研究。发现微生物的数量分布与三氮浓度分布有良好相关性。在距地面3.0m和7.0m处反硝化菌数量较高，在此层NO₃^-浓度低。说明三氮转化与微生物的作用有密切的关系。 通过试验发现，在马兰黄土包气带中3.0m和7.0m是比较特殊的土层，有机质含量很高，含水率也很高，有利于反硝化菌的活动。但是考虑到3.0m氧化还原电位较高，反硝化菌的活性会受影响。所以选取7.0m土样进行了反硝化强度系数测定实验并建立了反硝化动力学方程。结果表明马兰黄土中微生物对NO于一N的去除能力是比较强的。在适宜条件下，可以在很短时间内去除土壤中的NO于一N污染，进而达到在包气带直接治理No牙一N污染，防止地下水NO牙一N污染的目的。这一新认识也为进一步进行地下水中NO牙一N治理工作奠定了一定的基础。 本论文历时约十六个月，取土样约456个，并对土样分别进行了三氮、含水率、微生物、反硝化强度、Eh、pH等指标的分析，获取数据达2371个。