农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

黑麦草在模拟人工湿地中对奶牛场污水高浓度氮的吸收转化

以土壤为基质,黑麦草(Lolium multiflorm)为植被,通过模拟间歇性人工湿地净化系统处理不同质量浓度的奶牛场污水试验,研究黑麦草对高质量浓度畜牧场污水中氮的吸收转化效果.结果表明,黑麦草在间歇性进水的污水质量浓度高达TN(816.8±125.1) mg·L~(-1),NH_4~+-N(443.6±97.9) mg·L~(-1),NO_3~--N(141.5±51.7) mg·L~(-1)都能较好的适应,生长良好.在不同浓度处理的净化系统中,水力停留时间为8d的条件下,NH_4~+-N的去除率为75.9%～88.3%;NO_3~--N的去除率平均为69.3%;TN的去除率74.5%～83.1%.该试验黑麦草对污水中氮的吸收转化在系统对氮净化中的贡献率平均为20.03%.     

不同污染负荷对废砖垂直流人工湿地处理农村生活污水的影响

废砖垂直流人工湿地是采用农村废弃建筑垃圾和秸秆为填料的一种新型"以废治废、变废为宝"的人工湿地。农村生活污水水质波动大,污染负荷变化大,为了摸清在不同污染负荷变化情况下,废砖垂直流人工湿地系统的处理效果如何,以常规石灰石人工湿地为对照,选择不同污染负荷的农村生活污水为供试污水,研究废砖垂直流人工湿地在不同污染负荷下对污染物的处理效果。结果显示,不同污染负荷下,废砖人工湿地系统对污染物的去除存在显著差异(P0.05),在污染负荷1 [ρ(TN)=10 mg·L~(-1),ρ(TP)=1 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=10 mg·L~(-1)]和污染负荷2 [ρ(TN)=20 mg·L~(-1),ρ(TP)=3 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=200mg·L~(-1)]情况下,系统显示较好的污染物去除效果,出水TN和NH_4~+-N质量浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类水质标准。废砖人工湿地系统对污染物的去除效果要优于石灰石人工湿地。废砖人工湿地的TP去除率在4个不同污染负荷下分别可达到86%、74%、64%、61%;在污染负荷为3[ρ(TN)=40mg·L~(-1),ρ(TP)=7mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=300 mg·L~(-1)]情况下,废砖人工湿地系统对COD_(Cr)的去除率可达到83%。污染负荷变化,会影响系统微环境指标的变化。不同污染负荷的变化对系统的净化效果具有显著影响。该研究结果可为废砖人工湿地系统实际运行和进一步优化提供重要实际参考价值。     

阿特拉津作用下鱼食对铜绿微囊藻生长的影响及其导致的水体营养盐变化特征

养殖水域中,地表径流等可引起水域中除草剂浓度升高,抑制藻类生长,从而间接影响残饵在水体中的营养盐变化特征,威胁养殖水环境的生态平衡。为评价阿特拉津和鱼食在水环境中的生态风险,以阿特拉津质量浓度(0、5、10、20和40μg·L~(-1))及鱼食投加量(0.0500、0.2000 g;d≤0.85 mm)为变量,在以鱼食为氮磷营养源的M11培养基中,考察阿特拉津通过抑制铜铝微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长而对水环境氮、磷营养盐浓度产生的间接影响。结果表明,无藻时,阿特拉津不能对营养盐浓度变化产生直接影响,鱼食释放正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)和总磷(TP)浓度值均在前5天快速升高,而后缓慢增加至平衡,总氮(TN)浓度一直处于上升趋势,至45 d实验结束时,0.2000 g鱼食组PO_4~(3-)-P和TP平衡质量浓度拟合值分别为1.460 mg·L~(-1)和2.782 mg·L~(-1),TN质量浓度拟合值为3.597 mg·L~(-1)。有藻时,阿特拉津对铜绿微囊藻的抑制作用可对PO_4~(3-)-P和氨氮(NH_4~+-N)产生间接影响,阿特拉津浓度越高,藻现存量越低,水体PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度越高,"0.2000g鱼食+藻+40mg·L~(-1)阿特拉津组"和"0.2000 g鱼食+藻+0~20mg·L~(-1)阿特拉津组"在第45天时的PO_4~(3-)-P质量浓度拟合值分别为0.694 mg·L~(-1)和0.349 mg·L~(-1),而"0.200 0 g鱼食+藻+40mg·L~(-1)阿特拉津组"、"0.200 0 g鱼食+藻+20mg·L~(-1)阿特拉津组"、"0.2000 g鱼食+藻+0~10mg·L~(-1)阿特拉津组"在第45 d天的NH_4~+-N浓度拟合值分别为1.449、1.166、0.466 mg·L~(-1)。藻生长初期,藻类吸收利用PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N较少,受鱼食释放PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N过程的影响,PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度逐渐升高并达到最大值,但随着藻密度的升高,藻吸收利用的营养盐含量增多,PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度下降,有藻时PO_4~(3-)-P变化过程及其描述方程形式与无藻时并不一致。由于被藻类吸收利用的氮、磷营养盐可转化为细胞内氮、磷营养盐形态,有藻时,TN、TP的浓度变化趋势及其描述方程形式仍与无藻时相同。     

草、藻型湖泊水体生态及理化特性的实验对比

2006年9月,根据营养水平和种植水草的差异设计了6个浅水湖泊模拟系统,实验用水草为菹草(Potamogeton crispusLinn.)和马来眼子菜(Potamogeton malaianus-Miq).在15个月实验期间,通过多次监测各系统的景观外貌和水质,对草、藻型湖泊生态及理化特性的差异进行研究,得出以下结论:(1)草、藻型系统分别对应清水和浊水2种状态,景观外貌差异很大.(2)水草可使湖泊系统维持在清水状态,在一定条件下,甚至可使富营养化湖泊维持在清水状态;但是水草腐烂分解等也可使水质迅速恶化,甚至引起湖泊草、藻状态的转变;关键在于,对于不断变化的环境条件,系统内水草能否健康生长.(3)由于营养和生产力水平低,贫营养系统的水质指标随时间变化较小,草、藻型系统间的差异不明显,DO变化范围分别为8.1～14.4 mg·L~(-1)、7.5～11.6 mg·L~(-1),pH 8.71～9.89、8.25～9.22,TP 0.006～0.012 mg·L~(-1)、0.006～0.053 mg·L~(-1),TN 0.11～0.71 mg·L~(-1)、0.10～0.83 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.01～0.17 mg·L~(-1)、0.01～0.26 mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.002～0.012 mg·L~(-1)、0.000～0.008mg·L~(-1).(4)由于水草和藻类的大量生长等,中营养与富营养系统湖水的DO、pH、水温和NH_4~+-N的日变化明显,日变化曲线呈“⌒”形,且具有季节性变化规律;由于水草向底泥中输氧气等原因,与藻型湖泊相比,草型湖泊水中TP、TN和NH_4~+-N的浓度较低,PO_4~(3-)-P浓度较高,草、藻型系统的TP均值分别为0.16、0.51 mg·L~(-1),TN 1.30、8.32 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.19、0.43mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.07、0.01 mg·L~(-1).     

鄱阳湖沉积物与水界面氮的迁移特征及污染评价

通过现场采样及室内分析测试,在沉积物间隙水氮含量分析的基础上,探讨了鄱阳湖沉积物与水界面氮的迁移特征与扩散通量,并对鄱阳湖表层沉积物氮的污染状况进行了评价。结果表明,鄱阳湖表层沉积物间隙水中溶解性总氮的平均含量为1.32 mg·L~(-1),无机氮中以硝态氮含量最高,占总氮的45.4%以上。表层沉积物间隙水中氮的含量在空间分布上表现为北部站点(L6与L7)相对较高,且其浓度均高于上覆水中氮浓度,表明沉积物间隙水中氮有较强的释放趋势,其中溶解性总氮在间隙水与上覆水之间的扩散相对较强,其扩散通量略大于硝态氮,各站点平均扩散通量分别为0.91 mg·m~(-2)·d~(-1)和0.89mg·m~(-2)·d~(-1),且大部分站点沉积物表现为上覆水中氮的源。此外,鄱阳湖各站点总氮污染指数、有机指数、有机氮平均值分别为1.082%、0.161%、0.103%,总氮污染指数与有机指数为Ⅱ级标准,有机氮指数为Ⅲ级标准,但站点L2呈现出有机污染与有机氮污染,存在一定的安全风险,水体面临富营养化威胁。该研究可为鄱阳湖内源污染和富营养化防治提供一定的理论依据。     

冰封期乌梁素海不同形态氮、磷和叶绿素a的空间分布特征及其响应关系

湖泊水体中氮、磷和叶绿素a空间分布特征及其响应关系对辨识水环境质量具有重要意义。尤其对于冰封期典型的水文气候条件,将表现出特殊的环境地球化学行为,冰封期结冰过程使水体不同形态的氮、磷由冰层向水体迁移,导致冰下水体中营养盐浓度、叶绿素a浓度大于冰层,冰下水体污染物浓度增加。为量化不同污染物质在冰-水介质中迁移规律,于2020年1月14日采集乌梁素海12个样点的冰样和冰体,检测了各采样点不同形态氮磷和叶绿素a浓度。结果表明:冰样中高值ρ_((TN)) 0.838 mg·L~(-1)、ρ_((NH_4~+-N)) 0.109 mg·L~(-1)、ρ_((NO_3~--N)) 0.347 mg·L~(-1)分别位于湖心区的Q8采样点和北湖区的J11采样点。TN、NH_4~+-N、NO_3~--N集中分布在中层冰、下层冰和上层冰,冰下水体中北湖区的ρ_((TN))、ρ_((NH_4~+-N))、ρ_((NO_3~--N))、ρ_((NO_2~--N))出现高值。在冰样和冰下水体中总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)的分布规律均为北湖区最高,南湖区最低。并且TP和DTP集中分布在下冰层。冰样中Chl-a在北湖区、湖心区和南湖区的平均质量浓度分别为2.455、1.407和1.210 mg·L~(-1),41.6%采样点的中层冰和下层冰中含有高浓度的Chl-a。冰下水体中Chl-a的质量浓度范围是1.530—12.280mg·L~(-1),均值为7.874mg·L~(-1)。冰封期乌梁素海的氮、磷和叶绿素a集中分布在冰下水体中。线性回归分析表明冰层和冰下水体中不同形态的氮、磷对叶绿素a的响应存在不同程度的差异。研究结果可为乌梁素海进一步的污染治理提供参考和借鉴。     

惠州西湖沉积物营养盐的释放

惠州西湖为典型的南亚热带城市浅水湖泊,位于惠州市中心区域,近年来已采取了截留城市污水、引清水等治理措施,但西湖水体仍处于富营养化状态.以惠州西湖沉积物为研究对象,采用实验室原状泥柱静态培养法对惠州西湖各子湖沉积物氨氮和反应磷的释放通量进行了研究.结果表明,惠州西湖沉积物中氨氮(NH4 -N)释放通量为-31.64~69.73 mg·m-2 ·d-1,不同湖区释放通量差异较大,总体上沉积物为水中氨氮的源;各湖区沉积物中的反应磷(PO43-P)的平均释放通量为-6.42~-0.80 mg·m-2·d-1,惠州西湖沉积物为水中磷的汇.研究结果可为惠州西湖水质管理和生态修复提供科学依据.     

进水氮负荷波动下地下渗滤系统N_2O释放研究

地下渗滤系统(subsurface wastewater infiltration system,SWIS)是一种生态化的污水处理技术模式,在处理小水量、分散污水方面具有较为明显的技术优势,例如管理简单、运行费用低、兼具生态服务功能等。SWIS对污水中氮的去除主要依靠微生物硝化-反硝化作用,脱氮效果受内外部条件因子制约。当基质层内部溶解氧含量不足、NO_2~-积累、氧化亚氮还原酶活性受到抑制时,硝化和反硝化过程均可释放N_2O气体。进水水质、操作条件、温度等因素影响N_2O释放量和转化率。利用原位实验平台,采用静态箱-气相色谱分析方法,以实际生活污水为研究对象,分析了进水氮负荷波动条件下SWIS中N_2O产率、转化率和释放周期的变化规律。研究表明,进水氮负荷显著影响SWIS除污效率、N_2O产率和转化率。随着进水氮负荷由1.6 g·m~(-2)·d~(-1)增至7.2 g·m~(-2)·d~(-1),出水COD、NH_4~+-N、TN质量浓度分别由(9±3)、(0.4±0.1)、(1.5±0.11)mg·L~(-1)升高到(70±7)、(11.0±1.0)、(15.4±0.4)mg·L~(-1);N_2O产率与转化率表现出先升高后降低的趋势,其中,N_2O产率可高达(60.6±2.0)mg·m~(-2)·d~(-1),同时,进水总氮(转化率1.33%±0.03%)转化成N_2O逸出系统;随着系统落干时间的延长,N_2O产率呈下降趋势。综合考虑处理能力、出水水质和N_2O释放量,建议在工程应用中,选用具有一定脱氮能力的前处理工艺,控制SWIS进水氮负荷在4.0~5.6g·m~(-2)·d~(-1)之间,且适当延长SWIS干化周期。此时,出水水质满足城市景观地表水水质标准(GB/T18921—2002),N_2O产率和转化率均维持在较低水平。     

小型农村社区尾水排放通道底泥内源释放特征

随着农村社区不断聚落化,农村生活污水逐步从分散排放转为中小规模集中排放,研究中小规模农村社区的污水排放特征及环境影响是我国农村水污染控制的重要课题之一.本文选取四川绵阳某小型农村社区为研究对象,监测经简易化粪池集中处理后生活污水的NH_3-N和COD排放特征,并采用元素分析和内源静态模拟释放实验研究了该社区排水通道中底泥累积与释放污染物的特性.结果表明,该社区集中排放的生活污水水质较差,致使排水河道严重污染,底泥二次污染风险高.该社区集中排放的生活污水中NH_3-N浓度范围为2.9—40.3 mg·L~(-1);COD浓度范围为33—59 mg·L~(-1).10年的排放使得社区尾水排放通道底泥污染累积明显,TN含量高达1150—4050 mg·kg~(-1).底泥内源释放风险不可忽略,主要释放污染物为NH_3-N,在UP水中最大释放浓度为3.1 mg·L~(-1),在上覆水中最大释放浓度为5.9 mg·L~(-1),均高于GB3838—2002 (Ⅴ)类地表水标准.因此,NH_3-N应作为农村社区生活污水排放标准中的关键控制指标、也应是分散式生活污水处理设施升级的关键控制指标.低成本NH_3-N简易去除装置的研究及推广对降低分散式生活污水排放风险具有重要的意义.     

普者黑岩溶湿地沉积物氮、磷、有机质分布及污染风险评价

为探究典型岩溶湿地沉积物营养物质的污染状况及其富营养化风险,以典型岩溶流域普者黑为研究区,通过对流域内湖泊湿地、沼泽湿地、库塘湿地和河流湿地的表层沉积物进行采样,采用国家标准方法对沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及有机质(OM)的含量进行测定,并运用综合污染指数法和有机污染指数法对普者黑岩溶流域不同类型湿地沉积物的污染程度进行评价,以期为岩溶湿地水-沉积物污染的控制与治理提供参考和依据。普者黑表层沉积物TN的质量分数范围为893.57-4 841.85 mg·kg~(-1),平均值为1 949.09 mg·kg~(-1),TP的质量分数范围为235.81-1 439.58 mg·kg~(-1),平均值646.06 mg·kg~(-1),OM的质量分数范围为1.10%-6.27%,平均值为2.58%,空间分布上均表现为流域中游流域下游流域上游。Pearson相关性分析表明,库塘湿地的TN、TP和OM相关性最显著(P0.01),河流湿地的TN、TP和OM相关性次显著(P0.01),湖泊湿地的TN和OM相关性显著(P0.05),沼泽湿地的TN、TP和OM无显著相关性(P0.05)。流域综合污染指数整体上呈中度-重度污染,沼泽湿地污染比河流湿地、湖泊湿地及库塘湿地严重,而有机污染指数整体上呈中度污染。普者黑岩溶流域不同类型湿地表层沉积物TN、TP和OM的含量均处于中等偏高水平,污染水平呈中度-重度污染,其内源负荷不容忽视。     

三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-POPFe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。     

粉煤灰对硫酸盐型厌氧氨氧化驯化过程的影响

为了研究粉煤灰对硫酸盐型厌氧氨氧化(S-ANAMMOX)驯化过程的影响,采用两组平行的已启动亚硝酸盐型厌氧氨氧化(N-ANAMMOX)反应的上流式厌氧污泥床反应器(UASB),一组投加粉煤灰载体(U2),另一组不投加任何载体(U1),对比观察了N-ANAMMOX反应在转变为S-ANAMMOX反应的过程中脱氮除硫的变化,以及驯化完成后颗粒污泥的特性。结果表明:在运行的前期(1~123 d),对照组U1的脱氮除硫效果优于实验组U2,而在运行的后期(124~144 d),实验组U2的脱氮除硫效果优于对照组U1。第144天,进水NH_4~+-N和SO_4~(2-)的质量浓度分别为140 mg?L~(-1)和533 mg?L~(-1),U2对NH4+-N和SO42-的去除速率分别是86.68 mg?L~(-1)?d~(-1)和94.34 mg?L~(-1)?d~(-1),而U1对NH_4~+-N和SO_4~(2-)的去除速率分别为67.65mg?L~(-1)?d~(-1)和22.64 mg?L~(-1)?d~(-1)。此时,U1中颗粒污泥粒径较大,结构松散,其表面被大量的分泌物和硫颗粒包裹;而U2中颗粒污泥粒径较小,结构紧密,其表面的分泌物和单质硫明显减少。由此表明,在一定基质浓度条件下投加粉煤灰,经较长时间的适应后,体现出粉煤灰对S-ANAMMOX驯化的促进作用。     

太湖入湖河流氮磷时空分布特征

为探究典型入湖河流的水环境状况,选取太湖入湖河流梁溪河为研究对象,于2017年12月—2018年12月进行定期取样监测,开展水体氮磷时空分布特征的分析。结果表明,梁溪河支流的污染状况比干流严重,大多支流为劣Ⅴ类水。其中,干流总氮(TN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、总磷(TP)浓度的变化范围分别为0.57～2.86、0.10～0.75、0.02～0.53和0.05～0.39 mg·L~(-1),支流TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP浓度的变化范围分别为2.42～5.63、1.12～3.35、0.32～2.33和0.07～0.52 mg·L~(-1)。对其氮磷的相关性分析表明,水体氮磷的输入形式和途径上一致。时间分布上,TN浓度在春季和夏季出现峰值,TP浓度则表现出冬季低、夏季高的趋势;空间分布上,夏季氮磷浓度沿干流流向呈上升趋势,支流氮磷污染严重,并对干流产生影响。在今后的河流修复与整治中,应遵循对干流和支流共同调控的综合修复策略。     

牦牛排泄物输入对若尔盖高寒泥炭地土壤短期氮转化的潜在影响

牦牛放牧是若尔盖泥炭地一个普遍现象,牦牛排泄物直接返还于泥炭地.通过室内短期培养实验,利用~(15)N稳定同位素成对标记法结合马尔可夫链蒙特卡洛随机采样方法(MCMC)数值模型,研究牦牛排泄物输入对泥炭地土壤氮初级转化速率的影响.结果表明,施粪组土壤NH_4~+-N的总生产速率(17.49 mg kg~(-1) d~(-1))约为对照组的2倍(8.94 mg kg~(-1)d~(-1)),其中有机氮的矿化作用是其主要来源途径.两种处理土壤NH_4~+-N的总消耗速率均大于各自总生产速率,其中被微生物的同化作用固定于难分解有机氮库中的NH4+-N分别占其总消耗量的70%(对照组)和91%(施粪组).微生物的自养硝化作用是两种处理土壤NO_3~--N的主要产生途径,分别为5.31 mg kg~(-1) d~(-1)(对照组)和2.13 mg kg~(-1) d~(-1)(施粪组),均占各自NO_3~--N总生产量的80%以上.对照组和施粪组土壤NO_3~--N的主要利用方式均为NO_3~--N的异化还原作用,分别为0.20和0.24 mg kg~(-1) d~(-1).施粪组土壤N_2O累积排放量最高,为7.81 mg kg~(-1),对照组次之,为6.08 mg kg~(-1),施尿组最少,为3.04 mgkg~(-1).施粪和施尿使土壤CH_4累积排放量分别增加了2.08和9.49 mg kg~(-1).施粪组和施尿组土壤CO_2累计排放量分别为对照组(145.17 mg kg~(-1))的3.89倍和22.63倍.总体来说,牦牛粪便输入通过促进土壤有机氮的矿化作用、抑制微生物的自养硝化作用以及促进NO_3~--N的异化还原作用,提高了土壤的供氮能力和减少了NO_3~--N的淋溶风险.     

不同温度条件下霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的氮磷排泄

通过室内短期模拟实验,对太湖霍甫水丝蚓在不同温度下的氮、磷排泄规律进行分析.结果表明:温度对霍甫水丝蚓各形态氮、磷排泄率都有一定影响,但仅有总氮(TN)在各温度之间差异达到显著或极显著水平.其中,TN和总磷(TP)排泄率的平均值分别为0.492和0.029 mg g~(-1) h~(-1).进一步分析发现,各形态氮所占比例都有随温度升高而比例下降的趋势,且相对其它底栖动物,霍甫水丝蚓排泄物中NO_3~--N所占比例相对较高,而NH_4~+-N所占比例相对较低.同时,回归分析发现,TN、TP、TDP和PO_4~(3-)-P排泄率与温度和干重符合关系方程R(X)=a W~b·e~(cT)+d且达到显著水平.另外,对霍甫水丝蚓排泄物TN/TP值分析发现,不同温度下排泄物TN/TP比值符合关系式15℃25℃5℃,且都处于较低水平(≤20),而排泄物中TP浓度随温度升高而升高,最高达0.07 mg/L.综上,霍甫水丝蚓自身氮、磷的排泄作用是沉积物内源营养物质释放的重要途径,对上覆水中氮磷浓度可能存在重要的影响.     

不同溶氧条件下九龙江口湿地沉积物一水界面氨氮释放与氧化规律

摘要：沉积物中氨氮（NH4^＋-N）的释放与氧化是河口湿地生态系统氮素生物地球化学循环的关键过程。本文通过室内模拟,构建饱和（BH）、好氧（HY）、缺氧（QY）和厌氧（YY）等四种上覆水溶氧（DO）条件,研究九龙江口湿地两种沉积物（红树林、光滩）中NH4^＋-N在沉积物-水界面的释放与氧化规律。结果表明,不同溶氧条件下,两种沉积物氨氮的释放、氧化存在显著差异。首先,红树林沉积物上覆水NH4^＋-NN的累积释放量是光滩沉积物的1．9-4．5倍,其中红树林沉积物上覆水NH4LN释放量分别达到1．64mg（BH）、2．07mg（HY）、3．47mg（QY）和3．20mg（YY）,而光滩沉积物则分别为0．85mg（BH）、1．00mg（HY）、0．77mg（QY）和1．27mg（YY）。在较高DO条件下两种沉积物NH。’一N均呈低释放状态,而在较低DO条件下则呈高释放状态。另外,四种溶氧条件下红树林沉积物NH4^＋-NN的释放速率（N43．73-78．51mg-m^-2-d^-1）和氧化速率（N26．19-40．68mg-m^-2-d^-1）均高于光滩（分别为N14．50-19．22mg-m^-2-d^-1和N8．89-22．53mg-m^-2-d^-1）,原因可能是红树林沉积物微生物种类丰富,群落多样性更高,矿化和硝化作用强烈。本文明晰了不同溶氧条件下河口红树林湿地沉积物NH4^＋-N的迁移转化过程,可促进滨海湿地的生态保护以及近海水域富营养化的控制。     

洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征

洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而有关洞庭湖营养盐赋存形态与叶绿素a的关系鲜有报道。为研究洞庭湖氮与磷的时空分布特征及其对叶绿素a(Chl-a)的影响,2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流共20个断面采集了水样,分析了水体中不同形态氮、磷和Chl-a的质量浓度。结果表明,洞庭湖水体中总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)质量浓度年均值分别为1.83、1.69、0.26、1.27 mg·L~(-1),总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、颗粒态磷(PP)质量浓度年均值分别为0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L~(-1),Chl-a质量浓度平均值为4.84μg·L~(-1)。空间分布上,各形态氮和磷的质量浓度总体表现为:入湖口出湖口湖体,其中,区间入湖口水体中ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(TP)、ρ(PP)最高,而ρ(NO_3~--N)、ρ(DTP)、ρ(DPO)在松滋口最高。ρ(Chl-a)表现为区间湖体出湖口松滋口四水。时间分布上,各形态氮与磷的质量浓度具有明显的季节变化特征,均表现为枯水期平水期丰水期;ρ(Chl-a)总体上呈现丰水期平水期枯水期的趋势。可见入湖河流对洞庭湖氮与磷的时空分布起了至关重要的作用,入湖污染负荷和人类活动(包括采沙和生产生活)是洞庭湖氮与磷空间分布的重要影响因素,而入湖水量可在一定程度上解释洞庭湖氮与磷的时间分布。总体而言,洞庭湖未出现明显的富营养化现象,这可能得益于其独特的水文条件(水循环周期短,流速较快),但流速较低的六门闸和大小西湖断面ρ(Chl-a)较高,夏季水华频发,应引起高度重视。     

新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素

本文对新疆喀什地区东部地下水"三氮"空间分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该地区地下水"三氮"含量总体较低;NO_3-N含量范围为ND(未检出)—8.02 mg·L~(-1)、样点均值1.17 mg·L~(-1);NO_2-N含量范围为ND(未检出)—0.15 mg·L~(-1)、样点均值0.006 mg·L~(-1);NH_4-N含量范围为ND(未检出)—至0.28 mg·L~(-1)、样点均值0.04 mg·L~(-1);仅个别监测井NO_2-N和NH_4-N含量超标.水平分布特征表现为:NO_3-N含量总体呈南高北低,NO_2-N和NH_4-N含量总体呈南低北高.垂向分布特征表现为:潜水中NO_3-N含量(均值3.14 mg·L~(-1))高于浅层承压水(均值0.50 mg·L~(-1))和深层承压水(均值1.28 mg·L~(-1)),浅层承压水中NO_2-N(均值0.008 mg·L~(-1))和NH_4-N含量(均值0.05 mg·L~(-1))高于深层承压水(NO_2-N均值0.002 mg·L~(-1);NH_4-N均值0.02 mg·L~(-1))和潜水(NO_2-N均值0.001 mg·L~(-1);NH_4-N未检出);NO_2-N和NH_4-N超标点全部集中在浅层承压水中.该地区地下水"三氮"迁移和转化主要受氧化还原条件、地表水水质、包气带岩性、地下水径流条件、潜水埋深、土地利用类型和生活污染等因素的影响.     

桂林市大气降水的化学组成特征及来源分析

为揭示桂林市大气降水的组成成分变化特征和来源,于2015年1—12月期间采集了桂林市大气降水样品,分析其中pH、电导率、主要阴阳离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-、F~-、Cl~-)及重金属元素(As、Cr、Hg、Zn、Cu、Pb)浓度的季节变化特征及湿沉降通量.研究结果显示,桂林市大气降水pH值分布范围介于4.13—7.37之间,其中pH值小于酸雨临界值5.6的占48.0%,表明桂林市降雨存在一定的酸化现象.电导率(EC)变化介于4.53—128.10μS·cm~(-1)之间,雨量加权平均值为16.44μS·cm~(-1).阴离子以SO24-和NO3-为主,雨量加权平均含量分别为94.50μeq·L~(-1)、30.48μeq·L~(-1),占阴离子总量的65.28%和21.06%,其次为Cl-,阳离子以Ca2+为主,雨量加权平均含量为97.67μeq·L~(-1),占阳离子总量的58.76%,其次为NH_4~+,占阳离子总量的/NO_3~-平均值为2.45,大气降水属于硫酸-硝酸混合型,具有逐步向硝酸型转变的趋势.阴阳离子三角图和pearson相关性分析表明,Ca~(2+)和Mg~(2+)主要来自地壳源和人为源,Ca~(2+)对致酸阴离子NO_3~-、SO_4~(2-)的中和作用大于NH_4~+,桂林降水中可能存在以CaSO_4和Ca(NO_3)_2为主的化学物质,Na+主要来源于海洋输送,K~+则来源于人类活动.溶解态重金属元素的平均浓度为127.4μg·L~(-1)(0.349—443.8μg·L~(-1)),重金属湿沉降通量平均值为12.193 mg·(m~2·a)~(-1),其中Zn、Cu的年沉降通量较高,分别占总沉降通量的59.72%和28.80%.