pH对高原山地农村沟渠底泥氮形态及氨氮释放通量影响模拟研究

作者：龚云辉; 刘云根; 王妍; 杨思林^*; 刘鹏; 张晋龙

来源：生态与农村环境学报, 2021, 37(03): 378-386.

DOI：10.19741/j.issn.1673-4831.2020.0553

• pH
• 高原山地农村
• 氮形态
• 氨氮
• 沟渠底泥
• 释放通量
• 微生物

山地农村沟渠底泥中氮释放污染已成为影响农村沟渠水环境的重要因素,而上覆水pH变化对沟渠底泥中氨氮释放和氮形态转化具有潜在影响。通过室内模拟试验,设置未灭菌和灭菌处理,上覆水pH分别为5.5、7.5、9.5和11.5的环境条件,分析滇池上游典型高原山地农村沟渠底泥中氮形态转化规律,估算底泥-水界面氨氮释放通量。结果表明:(1)底泥中各形态氮含量由高到低依次为强氧化剂浸取态氮(SOEF-N)>离子交换态氮(IEF-N)>弱酸浸取态氮(WAEF-N)>强碱浸取态氮(SAEF-N),其中IEF-N、SAEF-N和SOEF-N含量均随pH增加呈减小趋势,而WAEF-N含量则随pH增加而增加,同一pH条件下灭菌和未灭菌处理对农村沟渠底泥中氮形态转化无显著影响。(2)酸性(pH=5.5)和强碱性(pH=11.5)条件下上覆水氨氮浓度和释放通量均显著高于pH=7.5和9.5条件,酸性和强碱条件下未灭菌处理氨氮释放通量分别为pH=7.5条件下的8和6倍,而灭菌处理均为2倍。(3)冗余分析结果表明,酸性条件下pH与IEF-N呈正相关,而与SAEF-N、SOEF-N和WAEF-N呈负相关;pH=7.5时pH与IEF-N、SOEF-N和SAEF-N相关性较差;偏碱性(pH≥9.5)条件下pH与TN、WAEF-N呈正相关,与SAEF-N、SOEF-N和IEF-N呈负相关,而DO和Eh与TN和IEF-N呈正相关。上述结果表明偏酸性和强碱性条件下高原山地农村沟渠底泥中氮释放能力最强,pH=7.5条件下氮释放最弱;而酸性和强碱性条件下微生物会促进上覆水氨氮浓度和氨氮释放通量增加,pH=7.5和9.5条件下氨氮浓度则减小,研究结果可为完善农村沟渠生态环境治理提供一定科学依据。

• 单位
  西南林业大学