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天津市水资源与水环境重点实验室刘小龙在《Science of the Total Environment》上发文揭示热带农业河流硝酸盐来源及其端元贡献


发布时间:2021-04-12

近日,水资源与水环境重点实验室刘小龙与中国地质大学(北京)等单位合作者在《Science of the Total Environment》共同发表论文“Identifying the sources of nitrate contamination using a combined dual isotope, chemical and Bayesian model approach in a tropical agricultural river: Case study in the Mun River, Thailand”, 揭示了典型热带农业河流中硝酸盐来源、关键氮转化过程及其各端元贡献权重的研究成果。

水生系统活性氮累积,尤其是农业河流氮负荷、硝酸盐的持续增加及其环境效应,是近几十年来广泛关注的热点问题。影响河流硝酸盐归趋的因素复杂多样,包括气候条件、土地利用方式和城镇化驱动下的土壤氮淋失、化肥施用以及人为污水等成为当前河流硝酸盐溯源研究的重要内容。基于稳定同位素示踪技术对河流硝酸盐来源及其转化过程的研究近年来取得了系列成果,但在评估端元贡献与氮转化过程以及对热带河流的针对性研究还有不足。本研究选取了以雨水供给为主的典型热带农业河流—泰国Mun河,借助硝酸盐氮氧同位素技术结合水体水化学组成,揭示了硝酸盐来源、转化过程及其受气候(降雨量)和水文条件的影响。结果发现:水化学(Cl-NO3-)组成变化表明Mun河上游和Lam Takhong河部分河段NO3-主要来自于景区和城市生活污水;氮氧同位素指示了流域水体NO3-主要来自农业施肥、土壤有机氮以及污水,但上中下游由于受显著差异的年降雨量和流量的不同影响,表现出不同的端元贡献特征。Mun河中下游较高的年降雨量(1400-1800mm)和水流流量导致了土壤有机氮和农业施肥向河流水体更多的输运,而上游较低的年降雨量和流量则造成水体NO3-主要受控于人为污水(贡献权重超过60%)的影响。研究揭示了受雨水供给为主的热带农业河流硝酸盐累积成因及其影响因素显著区别于其他地区的河流,这一成果将为未来评估区域和全球河流硝酸盐负荷以及热带气候条件对其累积影响等研究提供重要数据基础和参考。

泰国Mun河水体硝酸盐端元贡献及氮转化过程

该论文以久赢国际登录网址为第一单位和通讯单位,研究工作由国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(41661144029)和面上项目(41672351, 41325010) 以及天津市自然科学基金 (18JCYBJC91000)等资助。

论文链接http://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143938



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