秦淮河氮、磷时空动态特征及基于硝态氮氮同位素方法的氮源辨别

【摘要】2010年6月～2012年12月,对秦淮河水体总溶解性氮(TN)、硝态氮(NO3-)、铵态氮(NH4+)、溶解态有机氮(DON)、总溶解性磷(TP)、氯离子(Cl-)、硫酸根离子(S042-)、溶解性有机碳(DOC)等基本理化指标进行连续周年定点观测,研究河水氮磷的时空动态变化。从2011年4月～2012年3月开展为期一年的河水NO3-的15N同位素溯源研究,结合周年水体大肠菌群和粪大肠菌群(3个月一次)以及Cl-、SO42-离子的监测数据和当地调查法,对秦淮河水体氮源进行辨别,并对水体磷源进行初步推断。结果表明,秦淮河氮磷污染严重,且具有很强的时空变异性；秦淮河氮磷源主要为粪肥和污水源。秦淮河传统农业区、集约农业区和城市区TN年际平均浓度分别为2.10、3.79、6.71mg·L-1；秦淮河河水TN的空间变化表明秦淮河TN主要来自于城市区和集约农业区,传统农业区的贡献量很小。其他形态氮也呈现出和TN类似的空间分布规律。城市区和集约农业区的NH4+平均浓度高,表明城市区和集约农业区受粪肥和污水污染严重。秦淮河2010～2011年份与2011～2012年份氮的年际变化比较表明,秦淮河传统农业区、城市区的N03-、DON和集约农业区DON呈增加趋势,而河水NH4+浓度在这三个地区均表现为降低趋势,TN浓度呈增加趋势。河水TN、DIN的时间变化规律总体上受降雨量和气温的影响,在降雨量多、气温高的季节,河水氮浓度低,而降雨量少、气温低的季节,河水氮浓度高。河水TN、NH4+浓度受降雨量和气温影响显著,而NO3-浓度仅受气温影响显著。河水DON浓度时间变动性很小,其浓度和降雨量、气温之间无相关性。河水氮浓度的月平均显示,NO3-占TN的46.27%,NH4+占TN的30.94%,DON占TN的22.79%,因此,秦淮河河水氮的主成分为N03-、其次为NH4+,DON含量最少。秦淮河传统农业区、集约农业区、城市区河水TP的平均浓度分别为0.08、0.16、0.30mg·L-1,秦淮河河水TP主要来自于城市区和集约农业区,传统农业区的贡献量很小,其变化趋势和TN相同。2011～2012年相对于2010～2011年,传统农业区、集约农业区、城市区河水TP浓度均呈现增高趋势,秦淮河河水TP的污染逐步加重。河水月平均TP浓度与降雨量、气温做相关性分析发现,降雨量对河水TP的影响不显著,气温对河水TP浓度的影响极显著。河水TP浓度一般在秋冬季较高,夏季河水TP浓度较低。春、夏、秋、冬季河水NO3-、Cl/-值均较低,分别为0.17、0.15、0.07、0.12,这主要是由于河水由粪肥、污水、农田、降雨氮等氮源的混合输入作用的结果。秦淮河河水的NO3-、Cl/-值和C1-分布较为集中,且大都具有高C1-浓度,而农田输入、粪肥、污水均具有较高的Cl-浓度,因此,推断秦淮河主要的NO3-源为污水和粪肥源,季节性农田源的输入也是一个重要的NO3-源。利用NO3-、Cl/-值并结合季节特征,大致推断秦淮河每个季节氮源的输入种类。秦淮河大肠菌群和粪大肠菌群的研究结果显示,秦淮河受粪肥和污水污染严重;城市区和集约农业区比传统农业区污染严重。说明河水的主要氮源为污水和粪肥源。而污水和粪肥也为主要的NH4+输入源。秦淮河河水春、夏、秋、冬平均δ15N-NO3值分别为11.44‰(n=48)、9.78‰(n=54)、9.76‰(n=48)、11.86‰(11=32)。根据河水不同NO3-源的δ15N-NO3值和河水δ15N-NO3-值的季节分布,秦淮河河水主要的NO3-源为粪肥和污水源,不同季节其比重有所变动,春、夏、秋、冬分别有45.8%、83.3%、68.8%、96.9%的样品来自于粪肥和污水源。河水暖季节(春、夏、秋)农田化肥、降雨、土壤等具有较低δ15N-NO3-值的NO3-输入源增多,春、秋季分别有43.8%和31.3%的样品来自于农田化肥、降雨、土壤等具有较低δ15N-NO3值的NO3-源,而夏季仅有16.7%,主要是由于夏季大量降雨的稀释作用。河水主要氮成分为NO3-,其次为NH4+,而粪肥和污水为主要的NO3-和NH4+源,而NH4+、NO3-、DON三种氮形式存在来源上的相关性,结合实地调查结果得出,河水TN来源为粪肥和污水源。河水TP具有和TN相同的空间变化规律,说明河水TP和TN具有相同的来源。因此,河水TP主要源为粪肥和污水源。
【作者】李跃飞；
【导师】熊正琴；颜晓元；
【作者基本信息】南京农业大学，土壤学，2013，硕士
【关键词】秦淮河；氮磷；时空动态；年际变化；δ15N-NO3-；氮源辨别；大肠菌群与粪大肠菌群；粪肥和污水；

【参考文献】
[1]崔燕.汉语人体名词研究[D].青岛大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[2]董孟京.软梯训练法对西城区业余体校女排运动员灵敏素质影响的研究[D].首都体育学院,运动训练,2013,硕士.
[3]周沁雅.《德国》杂志中的德国形象—议程设置及态度塑造策略分析[D].浙江大学,德语语言文学,2014,硕士.
[4]马瑞.基于稳定理论的剪切薄膜褶皱发展过程及其动力特性研究[D].北京交通大学,2013.
[5]邵龙潭1,2,郭晓霞1,2,郑国锋1,2.粒间应力、土骨架应力和有效应力[J].岩土工程学报.
[6]赵宇.基于倏逝场的微纳光纤光镊的研究[D].中北大学,微纳技术及仪器,2014,硕士.
[7]刘元琴.论郑秋枫声乐套曲《祖国四季》的艺术特色与演唱处理[D].青岛大学,音乐与舞蹈学,2013,硕士.
[8]杨晓东,吕光辉.新疆艾比湖湿地自然保护区胡杨根系水分再分配的估算[J].植物生态学报,2011,08:816-824.
[9]殷绪群.父母教养方式与小学生心理健康及自我概念发展的相关研究[D].河北师范大学,基础心理学,2012,硕士.
[10]朱海.中国五省（区）食线虫真菌的分离鉴定和分子分类研究[D].东北农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[11]周磊.气候变化视域下发达国家的国际环境保护责任研究[D].湖南师范大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[12]刘力夫.计量一体化系统数据交换平台研究与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[13]李进博.可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的合成[D].郑州大学,材料学,2013,硕士.
[14]杜汉昌,丁磊,冯永晋.面向零售业的大数据商业智能系统研究[J].广东工业大学学报,2014,04:41-45.
[15]陈文静.不同TOAST分型的青年脑梗塞患者与高同型半胱氨酸血症之间的关系[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[16]马霞.出口退税政策调整对中国FDI流入的效应分析[D].辽宁大学,国际贸易学,2012,硕士.
[17]郑辉.城市污水回用系统的建立与优化[D].东华大学,环境工程,2004,硕士.
[18]曹进辉.基于扫描仪控制器GL847的图像校正技术研究[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[19]梁继淦.柔性管接头[J].石油规划设计.1993(04)
[20]杨鑫.团队认知多样性和个体创造力的关系研究[D].南京大学,企业管理,2013,硕士.
[21]徐佳,吴思达,刘江,杨全红,王璞.高脉冲能量、纳秒级石墨烯被动锁模掺铒光纤激光器[J].中国激光,2011,06:160.
[22]刘昆仑.古建筑整体顶升保护中单桩稳定性分析[D].西安建筑科技大学,结构工程,2013,硕士.
[23]马晓琳.环渤海地区海洋经济产业结构优化研究[D].大连海事大学,产业经济学,2014,硕士.
[24]王凤瑾.糖皮质激素治疗伴高胆红素血症的急性药物性肝损伤的回顾性分析[D].大连医科大学,内科学,2012,硕士.
[25]吴竞.保险监管行政处罚效果的实证研究[D].河北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[26]KhudaverdyanSirarpi.亚美尼亚媒介史研究[D].河北大学,新闻与传播,2014,硕士.
[27]金鑫.兰州石油化工机械厂库房信息化管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[28]徐丽.流行文化语文校本课程构建设想[D].宁夏大学,课程与教学论,2014,硕士.
[29]成志强.住房反向抵押贷款风险及其法律控制问题研究[D].广东财经大学,民商法学,2014,硕士.
[30]赵金天.软件漏洞分析中基于密度和网格的不确定数据流聚类算法[D].燕山大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[31]何清立.YC油田Y54井区C1、Y10储层流动单元研究[D].长安大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[32]徐卫林.大学生媒介素养教育研究[D].重庆交通大学,思想政治教育,2011,硕士.
[33]罗天昕.国际化背景下企业变革领导力结构与绩效关系研究[D].浙江大学,2008.
[34]王雪松,潘杰,程玉虎,曹戈.基于相似度衡量的决策树自适应迁移[J].自动化学报,2013,12:2186-2192.
[35]赵东.褐飞虱细胞色素单氧化酶P450和羧酸酯酶基因家族的进化及功能分析[D].浙江大学,植物保护（专业学位）,2013,硕士.
[36]贺欣.宗族势力影响下的我国村民自治问题研究[D].湖北大学,行政管理,2012,硕士.
[37]洪先波.直齿轮传动系统动力学建模方法研究[D].华中科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[38]王威.沈阳风动工具厂库存管理问题研究[D].大连理工大学,工商管理,2004,硕士.
[39]王研.高纤维即食玉米片生产新工艺的研究[D].吉林农业大学,粮食、油脂及植物蛋白工程,2012,硕士.
[40]林婧贇.大菱鲆髓样分化因子88（MyD88）及干扰素刺激基因15（ISG15）的克隆及其免疫应答表达模式的研究[D].中国海洋大学,生物工程（专业学位）,2014,硕士.
[41]梁梦杰.木塑复合材料的吸水性及其影响的研究[D].杭州师范大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[42]汪惠.基于小波的企业管理预测方法研究[D].北京工业大学,2003.
[43]薛黎坚.男男性行为人群高危行为及影响因素研究[D].苏州大学,公共卫生（专业学位）,2012,硕士.
[44]黄群.《爱妻》中第三空间的文化身份[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[45]苍粟.中日消息类电视新闻节目传播模式差异性研究[D].东北师范大学,传播学,2012,硕士.
[46]李金龙.重庆高速公路沥青路面使用性能评价预测及养护决策优化研究[D].重庆交通大学,道路与铁道工程,2012,硕士.
[47]王宏琳.新一代系统──计算机集成油气勘探系统[J].石油地球物理勘探,1996,06:898-906.
[48]曹秀玲.ISO/DIS9000:2000标准中的质量管理原则和质量管理体系原理[J].质量与可靠性.2000(02)
[49]李亭举.电铸技术现状及发展[J].航空工艺技术.1990(05)
[50]薛寅佳.小型猪自体移植肾灌注短效Caspase-3小干扰RNA冷保存导致肾损伤加剧的机制初探[D].复旦大学,临床医学（专业学位）,2013,博士.