关键词:
外源氨氮
星云湖
沉积物-水界面
氮迁移
氮交换通量
摘要:
【目的】探明外源氨氮输入对云南高原湖泊入湖区域表层沉积物-水界面氮迁移和交换通量的影响。【方法】以星云湖渔村河入湖区域表层沉积物为研究对象,以硫酸铵[(NH_(4))_(2)SO_(4)]为外源氨氮,通过沉积物静态培养实验,开展不同浓度氨氮添加对沉积物-水界面氮交换通量的影响研究。实验中根据(NH_(4))_(2)SO_(4)溶液中N的质量浓度设置4个梯度实验组(4,8,16,32mg/L)和1个空白对照组,培养周期为30d。【结果】星云湖渔村河入湖区域表层沉积物总氮(total nitrogen,TN)平均含量为2.95g/kg,单因子污染指数(PTN)平均值为5.36,达到单因子污染指数评价标准中的重度污染级别,具有较高潜在生态风险;TN中可交换态氮(exchangeable nitrogen,EN)占比平均值为4.94%,氮素迁移能力较强。实验周期内,沉积物中硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)的交换通量F(NO_(3)^(-)-N)均为正数,表明NO_(3)^(-)-N迁移特征表现为从沉积物向水体释放,且与外源输入氨氮浓度呈正相关,外源输入氨氮浓度越高,沉积物中NO_(3)^(-)-N的释放量越大,反之越小;而氨氮(NH_(4)^(+)-N)的交换通量F(NH_(4)^(+)-N)在实验周期内由正数逐渐转为负数,最后趋向于零,表明NH_(4)^(+)-N迁移特征表现为先释放后沉淀,最后达到动态平衡状态。【结论】高浓度的外源氨氮输入短期内会促进沉积物中NO_(3)^(-)-N的快速释放,使NO_(3)^(-)-N在水体中不断累积,导致水质恶化,造成水体富营养化等环境问题。因此,未来应关注研究区域沉积物内源氮释放风险,进一步加强湖泊径流污染控制和综合治理,以降低氨氮输入引发的水环境问题。