硝酸盐是生物可利用氮的重要形式之一。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。水体硝酸盐的来源和迁移转化规律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升转化效率、缩减反应时间、控制实验成本等方面尚存在值得改进的空间。本研究在原有的化学转化法基础上进行了吹扫气体改进、叠氮化反应干扰的消除以及氧化亚氮测定仪器的改进等研究。提出了一套适用于淡水和海水测定、实验步骤简单、成本低、测定效率高的方法和流程。并将其用于内蒙古乌梁素海流域硝酸盐污染源解析,联用三维荧光光谱技术对污染源定性识别,最后结合IsoSource同位素混合模型计算了各来源贡献率。方法研究结果表明:（1）冷藏（4℃）可以有效地抑制NaN₃-CH₃COOH混合物中杂质气体的产生。（2）改进后的化学转化法δ¹⁵N-NO₃^-和δ¹⁸O-NO₃^-的测定精度分别为3‰和5‰。前处理时间仅需1.5 h,样品量仅为4.5μg NO₃^--N。与其它两种方法相比,该方法减少了用水量,缩短了预处理时间。污染源解析结果表明:水体溶解性有机质（DOM）中蛋白类物质、富里酸类物质、腐殖酸类物质与微生物代谢产物的来源之间具有内在相关性,同时这些物质的来源与硝酸盐的迁移转化有一定相关性,也与COD、TOC的来源密切相关;IsoSource模型计算结果显示:排干渠硝酸盐来源贡献率分别为:动物粪便及污水69.9%,降水及肥料中NH₄⁺11.6%,土壤有机氮9.3%、大气沉降9.2%。湖区水体硝酸盐来源:动物粪便及污水70.6%,其次为降水及肥料中NH₄⁺12.9%,土壤有机氮9.9%,大气沉降6.6%。井水的硝酸盐污染来源:动物粪便及污水67.7%,土壤有机氮16.4%,大气沉降14.3%,降水及肥料中NH₄⁺1.6%。本研究为今后化学转化法的推广应用奠定了基础,对研究区流域水污染控制具有指导意义。