汉江上游金水河流域氮湿沉降
摘要:汉江上游金水河流域是南水北调工程的重要水源涵养区,但是氮污染已成为该流域水质的主要威胁因素。该研究对汉江的金水河流域开展了为期1a(2012-02~2013-02)的氮湿沉降观测,并利用氮输出模型估算了氮湿沉降对河流氮负荷的贡献量。结果表明雨水中总氮(DTN)的浓度在0.24~2.89mg·L-1之间,铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3-N)及有机氮(DON)分别占42.8%、13.3%和43.9%;雨水氮浓度随降雨量增大而变小,明显受到降雨的稀释作用。流域内氮湿沉降主要来自人类活动,沉降负荷在4.97~7.00kg·(hm2·a)-1之间,受降雨量的主要影响,上游地区的氮湿沉降负荷>下游地区>中游地区,春夏两季约占全年氮湿沉降的81%.流域氮湿沉降对河流氮负荷贡献量约为34000~46000kg,只占流域氮肥贡献量的5.05%~6.78%,远小于流域内农业活动化肥氮的贡献量,不是河流氮的主要来源。
关键词:金水河流域,氮湿沉降,氮截留,源头河流,氮负荷
近百年来,世界范围内工农业的迅速发展,使得排放到大气的含氮化合物急剧增加。从1860-2000年,人类活动产生并排放到大气中的反应性氮由15Tg.a-1增加到165Tg.a-1,并且其中的70%沉降到达地表。世界许多地区的氮沉降超过了自然界可以承受的范围,造成氮饱和及水质恶化的危害,影响水生和陆地生态系统的结构和功能。在国外,氮沉降已经作为重要的氮源纳入到流域氮循环的研究范围之内。
目前我国大气氮素湿沉降通量平均值达9.19kg.(hm2.a)-1,已经成为继欧洲和美国之后的第三大沉降区。我国虽然是氮排放严重地区,但氮沉降的研究却分布零散,大量的研究也只集中在氮沉降对陆地生态系统(如森林、草地等)的影响,以流域为单位对氮沉降进行的研究仅见于九龙江等地区,将氮沉降纳入流域非点源污染对河流氮负荷的贡献量进行估计的研究比较少见。
金水河流域是我国南水北调中线工程重要水源地之一,氮污染已经成为该河流水质的重要因素。金水河又是典型的降水补给型河流,80%的河水来自降水和地下水,所以对该地区的降水湿沉降进行调查研究,并将其作为流域重要的氮源,估算其对河流氮负荷的贡献量,对河流氮源的分析和水质管理意义重大。
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