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崇州市不同功能区大气氮沉降特征研究

胡佳  
【摘要】:近年来,崇州市点源污染基本得到有效控制,但水环境状况依然不容乐观,这说明非点源污染已经成为崇州市水环境的主要污染源。随着工业、农业等的迅猛发展,氮沉降污染有加重的趋势,对水环境构成较大的威胁。由于氮沉降受人类活动的影响,其产生的污染物种类和污染程度在时间和空间分布上都呈现出差异性,因此使得氮沉降研究变得复杂多变。若通过划分功能区的方法,研究氮沉降时空分布特征和影响因素,可以有针对性的控制氮沉降对环境的污染。因此,本文将研究区划分为农业区、工业区、城市居民区和乡镇居民区等4种功能区,通过对不同功能区内降尘和降雨样品采集与数据分析,研究崇州市氮沉降的时空分布特征及影响因素,并在此基础上,结合农业区水体情况,进一步探讨了大气氮沉降对水体的氮贡献和氮污染情况。主要研究结果如下:(1)整个研究区域TN、NH4-N、N03--N、DON的年湿沉降通量分别为64.68kg·N/(hm2·a)、26.9kg·N/(hm2·a)、14.56kg-N/(hm2·a)、23.23kg·N/(hm2·a),年干沉降通量分别为33.58kg·N/(hm2·a)、16.66kg·N/(hm2·a)、4.24kg-N/(hm2·a)、12.68kg·N/(hm2·a),年总沉降通量分别为98.18kg-N/(hm2·a)、43.44kg·N/(hm2·a)、18.76kg·N/(hm2·a)、35.98kg·N/(hm2·a);从氮的形态来看,不管湿沉降还是干沉降,均是以NH4+-N的沉降为主;从氮沉降的方式来看,各个功能区均是以湿沉降为主,并且所占比例远远大于干沉降。(2)大气氮干沉降在空间尺度上表现出一定的差异性,TN干沉降通量的分布规律是工业区农业区城市居民区乡镇居民区(p0.05),NH4+-N的分布特点是农业区显著高于其他三个区域(p0.05),N03--N的分布规律是工业区显著高于其他三个区域,DON的分布规律是不同功能区之间差异均不显著;雨水中的氮浓度也呈现出一定的空间差异性,TN浓度的分布规律为工业区农业区城市居民区乡镇居民区(p0.05),NH4+-N浓度表现为农业区显著高于其他三个区域(p0.05),NO3--N浓度的分布规律是工业区城市居民区农业区、乡镇居民区(p0.05),DON浓度的分布规律是不同功能区之间差异均不显著;由于研究尺度较小,氮湿沉降通量、氮总沉降通量在空间尺度上差异并不明显。(3)大气氮干沉降在时间尺度上同样表现出较大差异性,不同功能区大气TN、NO3--N、DON干沉降的季节性变化趋势大体一致,均呈现出为冬季的干沉降通量最大,春秋季次之,夏季最小的变化规律,NH4+-N在工业区、农业区、城市居民区均表现出春、冬秋夏(p0.05),在乡镇居民区表现出冬春、秋夏(p0.05);TN、NH4+-N、NO3--N浓度均呈现出显著的季节性差异性,均表现为干季显著高于湿季(p0.05);氮湿沉降通量具有显著的季节性差异,总的来说TN、NH4+-N、NO3--N与DON均表现为夏季秋季、春季冬季(p0.05)。(4)研究表明,降雨中不同形态的氮浓度受降雨量的支配程度均较大,连续降雨以及距前一场降雨时间的长短对雨水中的氮浓度也均有显著影响;降雨量与大气氮湿沉降通量呈显著正相关关系,降雨过程也会对氮湿沉降通量产生明显影响。(5)农业区大气TN沉降对研究水体的贡献为3474.05kg/a,研究水体通过大气沉降方式收纳的氮达到34.60kg/hm2。


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