长江上游典型农业源溪流溶存氧化亚氮(N2O)浓度特征及影响因素

• 作者: 任光前 朱波 王正 田琳琳 胡磊
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 农业源溪流 溶存氧化亚氮 饱和度 硝态氮(NO3--N) 反硝化 温度
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 页码范围: 1939-1949
• 页数: 11页
• 分类号: X16
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.201808251

摘要

随着农业非点源氮(N)污染的加剧,农田周边溪流成为重要的活性N汇和潜在的氧化亚氮(N2O)排放源.为查明长江上游农业源溪流中溶存N2O浓度的全年动态变化特征,于2014年12月～2015年10月开展紫色土丘陵区典型农田源头溪流N2O浓度的连续采样观测,采用水-气顶空平衡-气相色谱法测定顶空气体中N2O浓度,根据相关参数计算出本研究水体中的溶存N2O浓度,并同步测定溪流水体物理化学指标,分析水中溶存N2 O浓度的主要影响因素.结果表明,长江上游紫色土丘陵区的典型农业源溪流的硝态氮(NOr-N)是最主要的活性N赋存形态(年均1.45 mg· L-1),溪流水体溶存N2O质量浓度(以N计)全年平均为0.57 μg·L-1(范围0.26～1.28 μg· L-),冬、春、夏和秋季的均值分别为0.63、0.45、0.53和0.64μg·L-1,但季节间无显著差异.溪流水体溶存N2O浓度全年都处于过度饱和状态(饱和度年平均为203.9％,范围109.7％～546.5％),可见,农业源溪流全年均为潜在的N2O释放源.溪流溶存N2O浓度的变化主要由水体NO3--N浓度决定,N2O的主要产生机制为反硝化作用;溪流季节平均N2O饱和度在夏、秋季显著高于冬、春季,水中溶存N2O饱和度的变化主要受水温和NO3--N浓度的共同影响.研究还发现农业源溪流中溶存N2O浓度在4～10月(湿润季节)间波动明显,较强降雨可促使其水中NO3--N浓度在雨后短期内升高,进而促进水体反硝化作用,导致雨后溪流中溶存N2O浓度的增加.