浅析氮污染对水环境的影响

笔者主要针对氮污染的特征和来源以及水环境中氮污染的主要影响因素谈了些个人的看法.     

典型农业区地下水中硝态氮污染迁移初探

近年来,由于人们不恰当的生产发展方式以及地下水形成、赋存状态及所处环境的脆弱性,其污染问题逐渐凸显。其中,地下水硝态氮污染已成为环境科学领域的热点问题。本文以典型农业区地下水硝态氮污染为例,结合国内外最新的研究成果,从地下水硝态氮污染的形成机理、形成原因、现状、监测及处理方式等方面进行了介绍,分析了现阶段适用的监测及处理方式,并对下一步的研究方向和政策调整进行了展望。结果表明,加大对地下水硝态氮污染的研究和处理力度,是对人类生存发展的重要保证,且各项措施是切实可行的。     

沼泽红假单胞菌CQV97菌株对污染水体三氮去除特性研究

在不同污染程度模拟水体中,利用沼泽红假单胞菌CQV97,在厌氧光照条件下,研究了水体中氨氮、硝态氮和亚硝态氮含量、菌体生物量和水体pH的变化关系.随时间延长,CQV97菌株对氨氮、硝态氮或亚硝态氮去除量增大,生物量增加,水体pH升高;随氨氮浓度提高,生物量增加,氨氮低于33.2mg/L能被完全去除,最大去除量达84.2mg/L,水体pH维持在9.2～9.4;随硝态氮浓度的升高,菌体生物量降低,浓度低于216.96mg/L能被完全去除,pH维持在9.1～9.3.随亚硝态氮浓度增加,菌体生长延滞期延长,生物量和pH升高幅度降低,浓度低于128.2mg/L能被完全去除.结果表明,CQV97菌株对氨氮、硝氮和亚硝氮具有良好的去除能力.     

硝态氮和氨态氮对玉米幼胚愈伤组织的影响

以自交系87-1和组合87-1×5237、A188×87-1的幼胚为材料,在降低氮含量的筛选培养基(8个浓度N0,N25,N50,N75,T0,T25,T50,T75)上筛选三次,进行生长量的测定、筛选后培养基pH值的测定和愈伤组织类型变化情况的观察,结果表明:降低培养基中氮含量,愈伤组织生长变慢,Ⅱ型愈伤组织逐渐减少,Ⅲ型和混合型增多;硝态氮系列浓度筛选培养基的pH值下降幅度较大;硝态氮对玉米愈伤组织的影响大于氨态氮.     

硝态氮对不同品种生菜产量和品质的影响

通过营养液栽培试验,研究了硝态氮浓度对不同品种生菜产量、品质的影响.结果表明,随着营养液中硝态氮浓度的提高,生菜的硝酸盐含量随之递增,生物产量、可溶性糖、蛋白质、氨基酸含量均呈现先增加后降低的趋势,但生菜体内的硝酸盐含量与硝酸还原酶活性无显著相关性.     

无机氮素形态对银杏苗期碳氮代谢的影响

【目的】研究不同氮素形态配比施肥对银杏碳氮代谢的影响,为银杏合理施肥提供理论依据。【方法】以1年生银杏实生苗为材料,采用温室盆栽试验,设置5种不同铵硝比[m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)]处理,分别为T₁(100:0)、T₂(75:25)、T₃(50:50)、T₄(25:75)和T₅(0:100),分析了不同处理下银杏叶片全氮、可溶性蛋白、游离氨基酸、全碳、可溶性糖、淀粉和蔗糖含量以及淀粉酶(AMS)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性的变化规律。【结果】随着NO^-₃-N比例的增加,银杏幼苗叶片碳氮代谢物含量和相关酶活性总体上(除可溶性蛋白含量)呈先增后减的变化趋势。碳氮代谢物方面,T₃处理的蔗糖和游离氨基酸含量最高,T₄处理的全氮、全碳、可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和蔗糖含量均最高,而T₁处理除可溶性蛋白含量外,剩余碳氮代谢物的含量均最低。酶活性方面,T₃处理的SS和SPS活性最高,T₄处理的AMS、NR、GS和GOGAT活性均最高,而T₁处理的AMS、SS和NR活性均最低,T₅处理的SPS、GS和GOGAT活性均最低。总体上,T₃和T₄处理碳氮代谢物含量和酶活性均显著高于其他处理,但T₃与T₄处理间无显著差异。【结论】NH⁺₄-N和NO^-₃-N混合施用增强了银杏的碳氮代谢能力,在当前土壤条件下,m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为25:75时效果最佳,在生产中应根据实际情况进行适当的调整。     

硝态氮和铵态氮对翠菊根系生长的影响

本试验在温室内营养液培养条件下,研究不同浓度的氮(NO3-:1,10,30mmol·L-1;NH4+:1,5,10mmol·L-1)和不同形态的氮(NH4+和NO3-)分别进行处理20和44d后对翠菊植株、根系形态和根系生物量的影响.以验证以下2个科学假设:1)20d处理,随着硝态氮和铵态氮浓度升高,根系长度、根系体积、根系表面积和根生物量分别有下降趋势;2)44d处理,随着硝态氮和铵态氮浓度升高,根系长度、根系体积、根系表面积和根生物量分别显著下降(p<0.01).结果显示:随着处理时间的增长,硝态氮处理,根系长度、表面积、体积、根系干质量随浓度升高显著下降(p<0.01),但根冠比和根系直径没有显著变化;铵态氮处理结果与之相同;相同浓度处理下,尤其是10mmol·L-1的铵态氮对根系抑制作用显著比硝态氮强(p<0.01).上述结果表明,翠菊对不同浓度氮和不同形态氮的适应性表现为根系形态和生长发育的变化.     

外源添加物对秸秆还田土壤中无机氮转化影响

采用室内培养方法,研究秸秆不同还田方式土壤中加入无机氮肥和玉米秸秆对无机氮转化的影响。在田间秸秆不同还田处理的土壤中加入氮肥(硫酸铵)培养,初期土壤NH_4~ -N的含量较高,随着培养时间延长,NH_4~ -N的含量下降,培养15天后NH_4~ -N的含量趋于平衡;而土壤中NO_3~--N含量在培养期间逐渐增加,培养30天后NO_3~--N含量趋于平衡;秸秆不同还田处理土壤中添加秸秆培养,粉碎还田处理的土壤中NH_4~ -N的含量在整个培养过程中处于最低,培养后期覆盖还田和高茬还田的土壤NH_4~ -N的含量略有下降。     

不同施肥条件下酸雨对土壤硝态氮淋失的影响

通过室内土柱模拟试验,研究了不同施肥条件下酸雨对紫色土硝态氮淋失的影响。结果表明:酸雨和施肥对NO-3-N淋失都有影响。雨水pH值对中性紫色土硝态氮淋失的影响较为明显,表现为:酸雨pH值越低,土壤中硝态氮淋失越明显;酸性紫色土硝态氮的淋失随pH值的变化不明显;在雨水pH值相同,不同施肥条件下,土壤硝态氮淋失量的顺序为:有机+化肥>化肥>有机>对照。     

秸秆还田配施化肥对硝态氮垂直迁移的影响

采用室内模拟原状土柱的方法,研究秸秆还田配施化肥对土壤硝态氮的淋溶迁移的影响。结果表明,硝态氮易淋洗到80 cm土层以下,在表层0～20 cm迁移强烈,主要累积在50～80 cm土层。秸秆还田＋优化施肥氮磷钾均减20％（SDF）处理对硝态氮淋溶的影响不明显,秸秆还田＋优化施肥（S F ）处理对硝态氮向土壤下层迁移具有一定的抑制作用。     

氮素形态配比对镉污染下小白菜生长及碳氮积累的影响

以小白菜为材料,设置4个镉(Cd)浓度水平以及3个氮素形态配比,分析镉-氮相互作用对小白菜生长及碳氮代谢相关指标的影响,结果表明:Cd的物质的量浓度为5μmol·L~(-1)时,对小白菜地上部分鲜重、总氮含量影响不显著;当Cd的物质的量浓度为50、100μmol·L~(-1)时,小白菜鲜重和总氮含量显著降低.无论是否添加Cd,硝铵比3/7处理的小白菜鲜重显著低于硝铵比10/0(全硝)和硝铵比7/3处理;100μmol L~(-1)Cd处理时小白菜地上硝酸盐的含量显著低于对照组,其余处理与对照差异不显著;不同Cd浓度处理均降低了小白菜的游离氨基酸含量,提高了其可溶性蛋白质含量.相对于全硝处理,以硝铵比7/3为氮源可提高50μmol·L~(-1)Cd处理时小白菜的总氮含量、游离氨基酸含量及100μmol·L~(-1)Cd处理的小白菜地上部分硝态氮含量.当以全硝及硝铵比7/3为氮源时,小白菜地上部分总碳含量随Cd浓度的增加而增加,而可溶性糖含量仅在100μmol·L~(-1)Cd处理时显著高于无镉对照组.小白菜地上部分总Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,但在全硝和硝铵比7/3处理间差异不显著.综上,不同硝铵比影响镉胁迫下小白菜的生长和碳氮积累,适宜硝铵配比有助于提高小白菜对镉的耐受性.     

不同林龄杨树人工林土壤有效氮对 模拟氮沉降的初期响应

为了解森林生态系统对持续氮增长和快速氮循环的响应模式及反馈机制,选择3种林龄杨树人工林作为试验样地,设置N₀(0 g/(m²·a))、N₁(5 g/(m²·a))、N₂(10 g/(m²·a))、N₃(15 g/(m²·a))、N₄(30 g/(m²·a))共5个不同浓度进行模拟氮沉降实验,探讨3种林龄杨树人工林土壤有效氮含量及对模拟氮沉降的响应。结果表明:①幼龄林、中龄林和过熟林的铵态氮占总有效氮含量的比例分别为18.50%～28.81%、23.14%～34.52%和32.60%～49.92%; ②随着外源氮浓度的不断增加,3种林龄土壤硝态氮含量都呈显著的增加趋势,且高氮处理对有效氮的影响高于低氮处理,而铵态氮只在幼龄林和中龄林中高氮处理(N₃和N₄)之间差异显著; ③幼龄林土壤硝态氮含量对不同浓度的氮沉降响应比中龄林和过熟林更为敏感,而铵态氮在3种林龄之间无显著规律; ④3种林龄土壤表层(0～10 cm)的铵态氮、硝态氮含量对氮沉降响应更加敏感。     

氮负荷对烟气脱硫脱硝废水反硝化过程的影响

依据烟气脱硫脱硝废水的主要特征配制模拟废水,研究不同硝态氮负荷对该废水反硝化过程中C和N的变化规律及脱氮效果的影响．间歇式批次实验结果表明：氮负荷为50～400 mg/L时,经过12 h后硝态氮去除率达到95％以上,反应过程中有10％～20％硝态氮转化为亚硝态氮．随着氮负荷的增加,T OC的消耗量也在增加,但降解率逐渐减小,去除每毫克硝态氮所需TOC依次为5．40、4．03、3．15、2．96、2．88、2．32和1．9 mg ． TN的去除包括硝态氮、亚硝态氮和部分有机氮的去除,亚硝态氮完全去除时TN也基本去除．反应结束时,不同氮负荷下所需的△TOC/△TN为1．9～4．0．氮负荷从50 mg/L增加至400 mg/L ,容积反硝化速率由2．73 mg NO－3‐N /（L· h）增加至21．90 mg NO3－‐N /（L · h）．△TOC/△TN与容积反硝化速率、氮负荷之间都呈良好的线性关系．     

松嫩平原地下水氮污染空间变异性及健康风险评价

为探明松嫩平原地下水污染现状及氮污染影响,利用地统计学软件分析了“三氮”（硝态氮、亚硝态氮和铵态氮）含量的特征,采用 ArcGIS 绘制了地下水硝态氮的变异函数图和空间分布图,并应用健康风险评价模型进行了氮污染对人体的潜在健康风险评价。上述研究表明,该区地下水污染物以“三氮”最为突出,其中硝态氮污染最重,变异系数为1．686,属于强变异,含量分布与二阶球状模型拟合最好,块金值和基底效应分别为2．423和0．575,其含量的空间异质性是结构性因素及随机性因素共同造成的,随机性因素稍强;硝态氮污染高风险区占总面积的88．78％,主要分布在东中部高平原区,这一区域大部分为 III 类水,对人体健康存在较高的风险,应引起关注。     

土壤中硝态氮存储结构及其对运移通量影响

以室内原状土柱进行的人工模拟降雨和人工控制淹水实验为基础,间接研究硝态氮在土壤中的存储结构,以及在模拟排水情况下,该存储结构对硝态氮运移通量的影响.结果表明,土壤结构和含水率决定了硝态氮在大小孔隙中的分配比例,在不考虑大孔隙硝态氮的影响下,硝态氮运移通量跟单位面积总水量成幂函数关系.该结论可为土壤质量评价和环境保护研究,提供实验研究参考和理论依据.     

硝态氮、氨态氮与三峡库湾水体富营养关系探析

以三峡库区瀼渡河库湾为研究对象,连续五年逐月监测水体硝态氮、氨态氮、叶绿素a浓度.采用spearman秩相关系数法分析水体富营养化与硝态氮、氨态氮的关系,结果显示硝态氮与富营养化呈负相关,氨态氮则与富营养化无显著意义,由此表明三峡库区支流库湾水体硝态氮是藻类等浮游植物繁殖吸收的主要价态氮.     

湖库污染浅析

近年来许多湖泊、水库遭受到不同程度的污染。阐述了湖库污染及其危害性,在从工业污染。农业与养殖业污染,生活和旅游污染3个方面对污染源进行分析的基础上．提出了一些针对性的污染治理措施。     

UASB反应器中高盐含氮废水脱氮过程研究

通过实验研究了在不同盐质量浓度、碳氮比和HRT条件下,高盐含氮废水的反硝化过程中碳源加入、TN、NO3-N和NO2-N的变化规律.分析结果表明:废水反硝化污泥在UASB反应器中经过驯化后可以适应氯离子质量浓度为0～20 g/L的盐质量浓度环境.脱氮性能随着HRT增加和进水C/N增加而提高;而NO2-N积累也随着HRT增加和进水C/N增加而降低.经过优化反应条件,较适宜的条件为进水C/N=3∶1,HRT=7.08 hr.