Testing the Hydrological Landscape Unit Classification System and Other Terrain Analysis Measures for Predicting Low-Flow Nitrate and Chloride in Watersheds

Elevated nitrate concentrations in streamwater are a major environmental management problem. While land use exerts a large control on stream nitrate, hydrology often plays an equally important role. To date, predictions of low-flow nitrate in ungauged watersheds have been poor because of the difficulty in describing the uniqueness of watershed hydrology over large areas. Clearly, hydrologic response varies depending on the states and stocks of water, flow pathways, and residence times. How to capture the dominant hydrological controls that combine with land use to define streamwater nitrate concentration is a major research challenge. This paper tests the new Hydrologic Landscape Regions (HLRs) watershed classification scheme of Wolock and others (Environmental Management 34:S71-S88, 2004) to address the question: Can HLRs be used as a way to predict low-flow nitrate? We also test a number of other indexes including inverse-distance weighting of land use and the well-known topographic index (TI) to address the question: How do other terrain and land use measures compare to HLR in terms of their ability to predict low-flow nitrate concentration? We test this for 76 watersheds in western Oregon using the U.S. Environmental Protection Agency’s Environmental Monitoring and Assessment Program and Regional Environmental Monitoring and Assessment Program data. We found that HLRs did not significantly improve nitrate predictions beyond the standard TI and land-use metrics. Using TI and inverse-distance weighting did not improve nitrate predictions; the best models were the percentage land use—elevation models. We did, however, see an improvement of chloride predictions using HLRs, TI, and inverse-distance weighting; adding HLRs and TI significantly improved model predictions and the best models used inverse-distance weighting and elevation. One interesting result of this study is elevation consistently predicted nitrate better than TI or the hydrologic classification scheme.     

施肥对土壤硝态氮含量及分布的影响及合理施肥研究

通过3 a 6季作物收获后测定不同施肥方式下潮土1 m土层中的硝态氮,结果表明无论是0～20 cm、80～100 cm还是0～100 cm土层,其硝态氮含量顺序均是N＞NK＞NP＞NPK＞SNPK＞MNPK;0～20 cm土层中硝态氮相对值随降雨量增大而减小,降水量大则硝态氮向下淋溶较多;施有机肥或秸秆还田有减轻淋溶的作用。0～60 cm土层中硝态氮相对值在测定时期及处理之间差异均不显著。     

两种菠菜累积硝酸盐特性差异的研究

水培试验结果表明,日本超能菠菜生长后期的生长量较大,硝酸盐累积量较低,氮素吸收量较少,可以肯定其优良性;在生长后期供给等量硝、铵态氮的条件下,日本超能菠菜吸收硝态氮较少,还原硝酸盐的相对能力又较高,因而累积硝酸盐较宁夏圆叶菠菜低;在仅供给铵态氮源的条件下,日本超能菠菜还原硝酸盐能力较小,可能与其易于吸收和利用铵态氮源有关。     

石墨炉原子吸收法测定空气中的铍及其化合物

采用石墨炉原子吸收法测定铍及其化合物,用微孔滤膜采集空气样品,经硝酸／高氯酸混合液消解,以硝酸镁为基体改进剂。方法线性范围为0．100μg／L～3．00μg／L,最低检出质量浓度为1．7×10^-5mg／m3（按采样体积75L计）,3个加标质量水平的相对标准偏差为3．8％～4．5％,回收率为93％～102％。     

我国主要河流水系硝态氮污染特征及定量源解析

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定量识别了河流硝态氮的污染来源组成.结果表明,我国主要河流水系ρ（NO₃^--N）平均值为（4.54±3.99）mg·L^-1,其中9.6%的河流硝态氮浓度超过我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定的限值（10.0 mg·L^-1）,海河水系的硝态氮污染最为严重.东部地区河流水系的硝态氮浓度总体高于西部,各大河流水系支流的硝态氮浓度高于干流.除黄河水系以外,其他水系枯水期的硝态氮浓度总体高于丰水期.珠江水系、黄河水系中下游地区、辽河水系中游地区、松花江水系,以及海河水系河流水体存在显著的硝化作用,而长江水系、淮河水系和珠江水系下游地区存在显著的反硝化作用.污水/粪肥是长江水系、海河水系、辽河水系,以及东南诸河水系硝态氮的主要来源（> 50%）,土壤氮是松花江水系硝态氮的主要来源（56.4%）,化肥氮、土壤氮和污水/粪肥对珠江水系、淮河水系和黄河水系硝态氮的污染贡献为20%~40%.污水/粪肥对水系支流硝态氮贡献率总体大于干流的,土壤氮对干流硝态氮的贡献总体大于支流的.土壤氮、化肥氮和大气沉降氮对丰水期河流硝态氮的贡献率高于枯水期,而污水/粪肥对枯水期河流硝态氮的污染贡献率高于丰水期.因此,海河水系、长江水系、辽河水系、黄河水系支流与下游干流地区和珠江水系下游地区应重点控制生活和生产的污水排放等点源污染,而淮河水系、松花江水系、黄河水系中游干流地区和珠江水系中上游地区要重点控制化肥和土壤氮等流失造成的非点源污染.研究结果可为有效控制我国各河流水系硝态氮的污染提供科学依据.     

分光光度法测定硝酸盐氮中的干扰因素

对酚二磺酸分光光度法测定水样中硝酸盐氮的标准方法进行研究,在不同浓度的氯化物、氨氮和亚硝酸盐氮中加入不同浓度的硝酸盐氮标准溶液进行干扰试验。结果表明:在最佳的试验条件控制下,氯离子对低浓度硝酸盐氮测定产生的负干扰明显大于对高浓度硝酸盐氮产生的负干扰;随着加入的氨氮和氯化物浓度的增加,硝酸盐氮含量的测定结果低于实际值,且逐渐减小;在试验浓度范围内亚硝酸盐氮浓度对硝酸盐氮的测定几乎无影响。     

硝化菌的分离及特性分析

从联合脱硫脱氮填料塔中的陶粒上分离出两株硝化菌,命名为NS2和NS5,这2种菌均为革兰氏阴性菌。硝化能力测试结果表明:NS2和NS5能利用亚硝酸盐作为氮源,将亚硝酸盐转化成硝酸盐,硝化速率都达到60%以上。部分长度的16S rDNA序列同源性分析表明,NS2和NS5与Delftia sp.的同源性高达99%,并用MEGA程序对该菌株进行了系统发育进化分析。结合形态观察和生理生化鉴定,初步鉴定NS2,NS5为戴尔福特菌(Delftia sp.)。     

缺氧条件下含氮杂环化合物吲哚和吡啶的共代谢研究

以含氮杂环化合物吲哚和吡啶为研究对象,在传统的缺氧反硝化机理研究基础上,通过向配制废水中加入硝酸盐氮,研究吡啶和吲哚在缺氧条件下的共代谢作用.结果表明,吡啶和吲哚缺氧共代谢的最佳碳氮比为8.4～8.9之间.硝酸还原酶适宜作用的环境条件为:温度28℃,pH值7.0～7.5.吡啶的加入有利于硝酸还原酶活性的提高,吡啶对吲哚的缺氧降解有协同作用.在最佳碳氮比条件下,当吲哚起始浓度为150mg/L,吲哚和吡啶的浓度比例为1～10之间时,吲哚的降解符合零级动力学规律,反应过程中亚硝酸盐氮基本没有积累.当吡啶和吲哚的浓度比小于0.25时,随着吡啶浓度比例的提高,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长较快;当吡啶和吲哚的浓度比大于0.25时,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长变得比较缓慢.     

硝酸盐对降解对苯二甲酸厌氧污泥驯化的影响

硝酸盐在通过反硝化作用加速菌体生长的同时,对污泥中降解ＴＡ菌群的形成有进一步的诱导作用。经过６周的驯化其对ＴＡ的比降能力达到１８．７５ｍｇ／（ｄＶＳＳ．ｄ）,而对照组为１０．２８ｍｇ／（ｇＶＳＳ．ｄ）研究结果还显示,经过２－３周可以完成从反硝化作用到产甲烷作用的转化。     

反相高效液相色谱法(RPHPLC)测定水体中硝酸盐及亚硝酸盐

文章提出了一个快速RPHPLC同时测定水体中NO_3~-和NO_2~-的新方法。使用UV210检测,磷酸为流动相,最低检出量(S/N=2):NO_3~-为0.08ng,NO_2~-为0.6ng。文章对流动相的pH及浓度进行了优化并对某地自来水及城市排放水进行了测定。全部分析时间仅为3min。