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安徽农业科学 2024年第16期52卷 57-63页

作者：吴明蔚沈耀辉刘钰润余进来蒋兴哲刘明浩康彩霞华东交通大学土木建筑学院江西南昌330000

为研究鄱阳湖上覆水环境条件对沉积物氮的影响,以鄱阳湖河口点沉积物为试验材料,通过改变上覆水体的温度、pH、水体扰动条件,研究沉积物中不同形态氮的释放特征,并用一次函数、二次函数、三次函数对不同环境条件下沉积物氮释放的相关性... 详细信息

为研究鄱阳湖上覆水环境条件对沉积物氮的影响,以鄱阳湖河口点沉积物为试验材料,通过改变上覆水体的温度、pH、水体扰动条件,研究沉积物中不同形态氮的释放特征,并用一次函数、二次函数、三次函数对不同环境条件下沉积物氮释放的相关性进行拟合。结果表明:随着温度的升高,总氮、氨氮和硝态氮的释放明显增加。在酸性条件下氨氮的释放强度最大,碱性条件下最小;总氮和硝态氮则在碱性条件下释放强度最大。在不同扰动强度下,氨氮、总氮和硝态氮均在160 r/min下的释放强度最大。曲线拟合结果表明,总氮、氨氮和硝态氮的释放强度与pH、温度、扰动强度的拟合曲线呈一定的函数关系。

关键词：环境因素沉积物氮释放强度

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鄱阳湖沉积物氮分布特征及其影响因素研究

鄱阳湖沉积物氮分布特征及其影响因素研究

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作者：刘钰润华东交通大学

学位级别：硕士

为研究鄱阳湖沉积物氮形态的分布及其与环境因素间的关系,本文将鄱阳湖分为北部、中部湖区及河流入湖区三个区域,于丰水期、平水期、枯水期对不同区域进行上覆水及沉积物的采集,同时对现场环境因子(风速、水深、透明度、水温、电导率、p... 详细信息

为研究鄱阳湖沉积物氮形态的分布及其与环境因素间的关系,本文将鄱阳湖分为北部、中部湖区及河流入湖区三个区域,于丰水期、平水期、枯水期对不同区域进行上覆水及沉积物的采集,同时对现场环境因子(风速、水深、透明度、水温、电导率、p H)进行记录,对上覆水的水质指标进行测定,用皮尔逊分析法将水质指标与环境因子进行分析,得出环境因子与水体氮之间相关性大小,并且探讨了水体不同氮含量分布特征,还采用综合营养指数法对上覆水体富营养化状态进行了分析,再运用主成分方法得出水体污染的来源状况;其次,用分级浸取法对沉积物四种可转化态氮(IEF-N、WAEF-N、SAEF-N、SOEF-N)进行提取,并对沉积物一些指标测定(TP、p H、有机质、Chl.a),分析了沉积物的指标及上覆水理化指标与沉积物中的TN和四种可转态氮相关性,得出相关性较大的因子,然后根据前面的结果,选取了水温、p H和扰动三个条件来进行氮释放强度的试验,探究不同因子水平下沉积物总氮、氨氮、硝态氮释放强度的变化规律。主要研究结果如下:(1)鄱阳湖水深、透明度、温度、溶解氧、风速、p H、COD、TP与水体氮之间有密切关系;丰水期时,水体TN含量为1.36mg/L～4.16mg/L,以中部湖区的含量高;氨氮含量在0.16mg/L～0.30mg/L,河流入湖区含量较高;硝态氮含量0.26mg/L～1.29mg/L,中部湖区西边区域的含量较大。平水期时,水体的总氮、氨氮、硝态氮含量范围为1.68mg/L～3.67mg/L、0.17mg/L～0.43mg/L、0.81mg/L～1.52mg/L,TN含量属中部湖区较高,NH-N含量在东南河流入湖区高,中部湖区西边区域硝态氮含量高。枯水期TN含量为2.08mg/L～3.72mg/L,以中部湖区含量最高,氨氮和硝态氮含量范围分别为0.36mg/L～0.61mg/L、1.06mg/L～1.92mg/L,氨氮空间上总体有由北向南增加特征,硝态氮则由南向北递增,总体水质状态处于轻度～中度富营养之间,水质污染主要来自生活和农业面污染。(2)鄱阳湖沉积物IEF-N含量丰水期时为8.81mg/kg～263.96mg/kg,平均含量87.43mg/kg,平水期时的为17.02mg/kg～179.74mg/kg,均值54.42mg/kg,枯水期的为31.89mg/kg～233.70mg/kg,平均含量为96.04mg/kg,枯水期的最大;WAEF-N含量也是在枯水期时的最高,SAEF-N和SOEF-N的含量时间变化上一致,为丰水期时的最大,可转化态氮属SOEF-N含量高。空间上,鄱阳湖沉积物TN含量丰水期时为2.06～8.91g/kg,以湖中间部分的总氮含量较高,湖东西两侧的总氮含量较低;平水期总氮含量在1.89g/kg～4.73g/kg,总体均值含量大小依次为河流入湖区、北部湖区、中部湖区。枯水期鄱阳湖表层沉积物总氮含量介于480.79mg/kg～3933.00mg/kg,空间上呈现出中部湖区含量最高,北部湖区与河口附近次之。IEF-N含量空间分布在丰水期时表现为北部湖区最大,平水期和枯水期为中部湖区含量偏高;三个时期沉积物WAEF-N含量为北部湖区较高,SAEF-N主要是集中在中部湖区;丰水期、平水期时SOEF-N的含量属北部湖区最高,枯水期为中部湖区含量高。(3)沉积物中IEF-N、SAEF-N及SOEF-N与TN都有一定的相关性,说明其含量变化趋势与TN一致。TN与TP相关性极大,两者有相同来源。IEF-N与WAEF-N、Chl.a呈正相关性,与p H为负相关;WAEF-N与SAEF-N、SOEF-N为显著负相关;SAEF-N与有机质(OM)和p H为显著负相关,SOEF-N与沉积物TP为明显正相关。除此之外,水深、水体p H、水温、风速、透明度、高锰酸盐指数、TP、DTN、DTP、NO-N、NO-N、NH-N对沉积物总氮及四种可转化态氮都有着不同程度的相关性。(4)温度的升高,总氮、氨氮和硝态氮的浓度显著增加。氨氮的释放强度在酸性下最大,碱性条件下最小;而总氮和硝态氮则在碱性条件下释放的强度最大。在不同扰动强度下,氨氮、总氮和硝态氮都在160r/min下的释放强度最大,说明水体扰动对氮释放的变化较为明显。且TN、NH-N、NO-N的释放强度与p H的拟合曲线分别为二次函数、一次函数、三次函数;TN、NH-N释放强度与温度的拟合曲线为一次函数,NO-N的则为二次函数;TN、NH-N释放强度与扰动速率拟合为三次函数,NO-N的为一次函数。

关键词：相关因子沉积物氮赋存形态分布特征释放强度

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闽江下游及河口区氮的时空分布及转化

闽江下游及河口区氮的时空分布及转化

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作者：侯昱廷厦门大学

学位级别：硕士

闽江是福建省内最大的河流,在我国东南沿海有重要地位。历史上对闽江流域氮的研究基础比较薄弱,因此本研究于四个季节在闽江下游及河口区设站位进行水质、沉积物、悬浮物的全面调查,旨在分析研究区域不同形态氮的时空分布、组成转化及... 详细信息

闽江是福建省内最大的河流,在我国东南沿海有重要地位。历史上对闽江流域氮的研究基础比较薄弱,因此本研究于四个季节在闽江下游及河口区设站位进行水质、沉积物、悬浮物的全面调查,旨在分析研究区域不同形态氮的时空分布、组成转化及河口通量,综合讨论研究区域氮的地球化学循环。研究结果显示:1、溶解无机氮的分布及转化:研究区内不同形态DIN的空间分布不同,春夏季北段的NO-N含量整体高于南段,秋冬季南北段除个别高值站位外NO-N含量相当,南北港四个季节的NH-N及NO-N含量都因受城市污水影响而较高。季节变化上,NO-N南北段均为春季最高,河口段冬季最高,NH-N南北段秋季远高于其它三个季节,NO-N季节性变化不大。形态组成上,南北段四季的NH-N占比都不低,DIN组成上未达到热力学平衡,河口段则基本达到热力学平衡。DIN转换上,北段三氮之间的关系不仅受氧化还原过程影响,还受更为复杂的来源、生物过程及人类活动影响,南段三氮之间的相关性较为显著但也比较复杂,河口段三氮及DO、COD之间的关系季节差异比较明显。一个潮周期内的DIN垂直分布受涨落潮影响显著,枯水期受潮汐影响程度大于丰水期。对比历史资料,闽江下游及河口的DIN有较大幅度的年际增长,超标现象比较严重。2、悬浮物和沉积物的总氮分布:悬浮物TN(总氮)空间分布上夏秋季相似,冬季大樟溪段最高,春季高值区分布在大樟溪段和河口外海区。水体PN(颗粒氮)空间分布夏秋季相似,高值区集中在最大浑浊带,冬季高值区在大樟溪段,春季高值区分布于南北港汇合段。不同区域的悬浮物TN季节变化情况不同,而PN的季节波动及其区域差异相对悬浮物TN要小很多。悬浮物TN与TC在各区域各季节都有较显著的正相关性,反映了悬浮物碳氮的同源性。沉积物TN空间分布特征为北港最高,最大浑浊带与河口区最低。沉积物元素含量受季节及采样位置的影响较小,所处的沉积环境相对稳定。沉积物TN与TC正相关性非常显著,说明沉积物N元素与C元素也有明显同源性。结合河口区总氮的年际变化及环境评价,近年来闽江流域及河口沉积物氮污染较严重。3、氮的地球化学循环讨论:根据各形态氮的相关性分析,DIN与悬浮物氮及沉积物氮的相关关系在受人类活动影响相对较多的下游北段和受咸淡水混合过程影响较多的河口段比较差,在水体生物生长旺盛的夏秋季较差,三种形态DIN中NH-N与悬浮物氮及沉积物的相关性最显著。通过河口区DIN及PN不同季节的收支通量分析,得出闽江河口为NO-N及PN的源,NH-N及NO-N的汇。根据C/N比知,闽江河口区悬浮物氮的陆源输入特征更为显著,水生植物繁殖旺盛的季节悬浮物氮源的水生特征更为显著,不同区域的沉积物氮源都以水生为主。闽江下游及河口区表现出氮元素的陆源污染输入经河流段输送到河口区,并在河口区沉降存留的特征,指示了从流域陆源输入为切入点进行河口区氮元素污染管理调控的重要性。

关键词：闽江下游及河口无机氮悬浮物氮沉积物氮季节分布转化

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