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Evaluation of Nitrogen Loads from Anthropogenic and Natural Sources by an integrated Biogeochemical Modeling Frame
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作者 Taikan Oki Tomoko Nitta +2 位作者 Hyunjun Kim Shinta Seto Shinjiro Kanae 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期281-281,共1页
This study proposed an integrated biogeochemical modeling of nitrogen load from anthropogenic and natural sources in Japan.Firstly,the nitrogen load(NL) from different sources such as crop,livestock,industrial plant,u... This study proposed an integrated biogeochemical modeling of nitrogen load from anthropogenic and natural sources in Japan.Firstly,the nitrogen load(NL) from different sources such as crop,livestock,industrial plant,urban and rural resident was calculated by using datasets of fertilizer utilization,population distribution, land use map,and social census.Then,the nitrate leaching from soil layers in farmland,grassland and natural conditions was calculated by using a 展开更多
关键词 BIOGEOCHEMICAL modeling nitrogen load TERRESTRIAL ECOSYSTEM JAPAN
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Atmospheric Deposition and Critical Loads for Nitrogen and Metals in Arctic Alaska: Review and Current Status 被引量:1
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作者 Greg Linder William Brumbaugh +1 位作者 Peter Neitlich Edward Little 《Open Journal of Air Pollution》 2013年第4期76-99,共24页
To protect important resources under their bureau’s purview, the United States National Park Service’s (NPS) Arctic Network (ARCN) has developed a series of “vital signs” that are to be periodically monitored. One... To protect important resources under their bureau’s purview, the United States National Park Service’s (NPS) Arctic Network (ARCN) has developed a series of “vital signs” that are to be periodically monitored. One of these vital signs focuses on wet and dry deposition of atmospheric chemicals and further, the establishment of critical load (CL) values (thresholds for ecological effects based on cumulative depositional loadings) for nitrogen (N), sulfur, and metals. As part of the ARCN terrestrial monitoring programs, samples of the feather moss Hylocomium splendens are being collected and analyzed as a cost-effective means to monitor atmospheric pollutant deposition in this region. Ultimately, moss data combined with refined CL values might be used to help guide future regulation of atmospheric contaminant sources potentially impacting Arctic Alaska. But first, additional long-term studies are needed to determine patterns of contaminant deposition as measured by moss biomonitors and to quantify ecosystem responses at particular loadings/ ranges of contaminants within Arctic Alaska. Herein we briefly summarize 1) current regulatory guidance related to CL values 2) derivation of CL models for N and metals, 3) use of mosses as biomonitors of atmospheric deposition and loadings, 4) preliminary analysis of vulnerabilities and risks associated with CL estimates for N, 5) preliminary analysis of existing data for characterization of CL values for N for interior Alaska and 6) implications for managers and future research needs. 展开更多
关键词 CRITICAL loads Alaska ARCTIC nitrogen METALS
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Long-Term Assessment of Nitrogen Pollution Load Potential for Groundwater by Mass Balance Analysis in the Tedori River Alluvial Fan Area, Japan
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作者 Toshisuke Maruyama Masashi Yoshida +3 位作者 Keiji Takase Hiroshi Takimoto Shigeo Ishikawa Sadao Nagasaka 《Journal of Water Resource and Protection》 2013年第2期171-182,共12页
To evaluate the nitrogen pollution load in an aquifer, a water and nitrogen balance analysis was conducted over a thirty-five year period at five yearly intervals. First, we established a two-horizon model comprising ... To evaluate the nitrogen pollution load in an aquifer, a water and nitrogen balance analysis was conducted over a thirty-five year period at five yearly intervals. First, we established a two-horizon model comprising a channel/soil horizon, and an aquifer horizon, with exchange of water between the aquifer and river. The nitrogen balance was estimated from the product of nitrogen concentration and water flow obtained from the water balance analysis. The aquifer nitrogen balance results were as follows: 1) In the aquifer horizon, the total nitrogen pollution load potential (NPLP) peaked in the period 1981-1990 at 1800 t·yr-1;following this the NPLP rapidly decreased to about 600 t·yr-1 in the period 2006-2010. The largest NPLP input component of 1000 t·yr-1 in the period 1976-1990 was from farmland. Subsequently, farmland NPLP decreased to only 400 t·yr-1 between 2006 and 2010. The second largest input component, 600 t·yr-1, was effluent from wastewater treatment works (WWTWs) in the period 1986-1990;this also decreased markedly to about 100 t·yr-1 between 2006 and 2010;2) The difference between input and output in the aquifer horizon, used as an index of groundwater pollution, peaked in the period 1986-1990 at about 1200 t·yr-1. This gradually decreased to about 200 t·yr-1 by 2006-2010. 3) The temporal change in NPLP coincided with the nitrogen concentration of the rivers in the study area. In addition, nitrogen concentrations in two test wells were 1.0 mg·l-1 at a depth of 150 m and only 0.25 mg·l-1 at 50 m, suggesting gradual percolation of the nitrogen polluted water deeper in the aquifer. 展开更多
关键词 WATER BALANCE nitrogen BALANCE GROUNDWATER POLLUTION Sewage Treatment WATER POLLUTION from Farmland nitrogen POLLUTION load POTENTIAL
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Nitrogen forms and pollution load of Dianchi Lake inflow river runoff in rainy season
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作者 SU Bin SHI Zheng-tao +4 位作者 SHEN Ying-jia FENG Ze-bo XIAO Dong-dong KONG Yan ZHAO Yang 《Ecological Economy》 2016年第4期311-319,共9页
With the control of point source pollution in Dianchi Lake basin, and the expansion of Kunming city, non-point source pollution has become the main source pollution of urban water environment and Dianchi Lake. To reve... With the control of point source pollution in Dianchi Lake basin, and the expansion of Kunming city, non-point source pollution has become the main source pollution of urban water environment and Dianchi Lake. To reveal the nitrogen pollution characteristics in watershed, this research selected key monitoring points and sections at Baoxiang river basin in rainy season which is the peak transported time of non-point source pollution, the nitrogen and hydrological indicators are monitored systematically. The different forms of nitrogen are analyzed, the pollution load of nitrogen are calculated and studied at cardinal sections; combined with the literature data, we compared the water nitrogen characteristics of Dianchi basin and Taihu basin, the main results are as follows:(1) In summer, water nitrogen form of Baoxiang river in the Caohe area is dominated by nitrate nitrogen, while in other areas it is dominated by ammonia nitrogen which is accounted for 31%-50% of total nitrogen;(2) The water pollution loads of Baoxiang river tended to increase from upstream to downstream, from June to August the total nitrogen pollution mainly comes from urban areas and the pollution load is 166.408 t;(3) In Dianchi Lake watershed and Taihu Lake watershed nitrogen concentration of inflow river is higher than that of the lake, nitrate nitrogen concentration between inflow river and lake shows a little difference, while ammonia nitrogen concentration of inflow river is higher than that of the lake. The results can provide the theoretical basis for nonpoint source pollution control and urban water environment planning and improvement in Dianchi Lake Basin. 展开更多
关键词 Dianchi Lake basin nitrogen forms of occurrence pollution load non-point pollution
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Nitrogen Flow in the Rural Ecosystem of Mikasa City in Hokkaido, Japan 被引量:8
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作者 L. LIANG T. NAGUMO R. HATANO 《Pedosphere》 SCIE CAS CSCD 2006年第2期264-272,共9页
This study of Mikasa City in 2001, which analyzed N flow between N production and N load in seven agricultural and settlement subsystems, i.e., paddy, onion, wheat, vegetable, dairy, chicken, and citizen subsystems, a... This study of Mikasa City in 2001, which analyzed N flow between N production and N load in seven agricultural and settlement subsystems, i.e., paddy, onion, wheat, vegetable, dairy, chicken, and citizen subsystems, aimed to compare N flow in each subsystem, to determine the main sources of the N load, and to evaluate the influence of agricultural production and food consumption on N cycling in a rural area. The results showed that in Mikasa city, 38.5% of the N load came from point sources and the remainder from non-point sources with intensive vegetable farming imparting a serious N load. Because of the internal N cycling in the dairy subsystem, chemical fertilizer application was reduced by 70.2%, and 23.72 Mg manure N was recycled to the field; therefore, the N utilization efficiency was raised from 18.1% to 35.1%. If all the manure N in the chicken subsystem was recycled, chemical fertilizer application would be reduced by 8.1% from the present level, and the point sources of N pollution would be reduced by 20.8%. 展开更多
关键词 chemical fertilizers ECOSYSTEM environmental nitrogen load nitrogen flow nitrogen budget
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Baseflow:Potential Pathway Underlying a High Nitrogen Concentra-tion in a Less-rainy WatershedTaking Chaohe River Basin of China as an Example
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作者 JIN Zhongtian TANG Shinan +5 位作者 LIU Zhuoran CAO Qinyuan CHEN Dadi SHEN Zhenyao ZHAO Ye CHEN Lei 《Chinese Geographical Science》 SCIE CSCD 2024年第6期1032-1044,共13页
Baseflow is one of the major pathways of runoff in hilly areas,and its contributions to surface water resources and pollutant loads cannot be ignored.In this study,based on water quantity and quality data from 1988 to... Baseflow is one of the major pathways of runoff in hilly areas,and its contributions to surface water resources and pollutant loads cannot be ignored.In this study,based on water quantity and quality data from 1988 to 2019 in hilly and low rainfall watersheds,we focused on the impact of long-term baseflow on nitrogen load using the load allocation based on the baseflow separation method.We also constructed a nitrogen balance model for the Chaohe River Basin of China from 2012 to 2021 to analyze the nitrogen accumulation in the basin.We used the baseflow nitrogen load lag analysis method to study the lag characteristics of the baseflow discharge process and analyzed the response and periodicity of baseflow nitrogen to precipitation and soil accumulation using time delay analysis.The res-ults showed that the contribution rate of baseflow nitrogen reached 69%and showed a slight increasing trend from 1988 to 2019.The ef-fects of changes in precipitation and nitrogen accumulation on the baseflow contribution was observed after 1-2 and 2 yr,respectively.After nitrogen accumulation,it entered the river channel through baseflow,which was already the main and continuous source of nitro-gen in rivers in hilly areas. 展开更多
关键词 BASEFLOW hilly aera nitrogen load lag response Chaohe River Basin China
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Performance of a double-layer BAF using zeolite and ceramic as media under ammonium shock load condition 被引量:5
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作者 Xin-lei ZHAO Liang ZHU +3 位作者 Shi-jie BAI Ming ZHOU Jing QIAN Wei WU 《Water Science and Engineering》 EI CAS CSCD 2014年第1期81-89,共9页
An experiment was carried out to investigate the anti-ammonium shock load capacity of a biological aerated filter (BAF) composed of a double-layer bed. This bed was made up of a top layer of ceramic and a bottom lay... An experiment was carried out to investigate the anti-ammonium shock load capacity of a biological aerated filter (BAF) composed of a double-layer bed. This bed was made up of a top layer of ceramic and a bottom layer of zeolite. The experiment shows that the anti-ammonium shock load process can be divided into two processes: adsorption and release. In the adsorption process, the total removal efficiency of ammonia nitrogen by zeolite and ceramic was 94%. In the release process, the ammonia nitrogen concentration increased significantly and then gradually returned to the normal level four hours after the shock load. The results indicated that the double-layer BAF had a high level of adaptability to the short-term ammonium shock load and long-term operation. The main factors influencing the dynamic process of ammonia nitrogen adsorption were the filter bed height, ammonia nitrogen concentration of influent, and flow rate. The bed depth service time (BDST) model was used to predict the relationship between the filter bed height and breakthrough time at different flow rates, and the results are reliable. 展开更多
关键词 biological aerated filter (BAF) ZEOLITE CERAMIC ammonia nitrogen shock load dynamic adsorption
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不同负荷下高氮浓度对BFR厌氧氨氧化的抑制
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作者 高丽娟 张钰 +6 位作者 王怡 赵珂鑫 王玥凝 柴宝华 庄鹏宇 寇晓梅 罗欣欣 《中国给水排水》 北大核心 2025年第21期104-109,共6页
为研究厌氧氨氧化过程中生物滤柱反应器(BFR)在不同氮负荷下的基质抑制,建立两个平行厌氧氨氧化BFR并改变水力停留时间(HRT)和进水NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N浓度,使进水总氮(TN)浓度均大于525 mg/L,TN负荷分别达到1.80和6.30 kg/(m^(3... 为研究厌氧氨氧化过程中生物滤柱反应器(BFR)在不同氮负荷下的基质抑制,建立两个平行厌氧氨氧化BFR并改变水力停留时间(HRT)和进水NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N浓度,使进水总氮(TN)浓度均大于525 mg/L,TN负荷分别达到1.80和6.30 kg/(m^(3)·d),TN去除率均大于80%,探讨不同负荷下高氮浓度对BFR厌氧氨氧化的抑制。在厌氧氨氧化基质抑制试验基础上通过Haldane模型模拟发现,高负荷BFR厌氧氨氧化的最大NO_(2)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N去除速率均高于低负荷BFR的对应值,BFR中高氮浓度长期驯化的厌氧氨氧化菌具有更高的抑制常数,对NO_(2)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N适应性更强。BFR的沿程厌氧氨氧化微生物聚集体研究表明,承受了高氮负荷的进水区微生物能够分泌更多的胞外聚合物(EPS)并形成蛋白质主导的EPS,以保护内部菌种抵御高氮浓度的抑制,从而保证微生物的高活性和高抑制浓度,最终使BFR实现良好而稳定的脱氮性能。 展开更多
关键词 厌氧氨氧化 生物滤柱反应器(BFR) 高氮抑制 氮负荷 抑制动力学
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太湖水质达Ⅲ类背景下藻情与水质变化特征
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作者 朱广伟 国超旋 +4 位作者 康丽娟 陶陶 杨芷萱 李娜 秦伯强 《湖泊科学》 北大核心 2025年第3期705-715,共11页
根据生态环境部设在太湖的17个国家地表水考核断面周年监测,2024年太湖水体总磷浓度年均值低于0.05 mg/L,是自2007年太湖大规模治理以来首次达到地表水Ⅲ类标准。为揭示太湖总磷浓度下降的生态环境背景与机制,基于太湖湖泊生态系统研究... 根据生态环境部设在太湖的17个国家地表水考核断面周年监测,2024年太湖水体总磷浓度年均值低于0.05 mg/L,是自2007年太湖大规模治理以来首次达到地表水Ⅲ类标准。为揭示太湖总磷浓度下降的生态环境背景与机制,基于太湖湖泊生态系统研究站2005—2024年的长期监测数据,分析了太湖水体总磷浓度与藻情、气象水文条件及其他营养盐之间的协同变化特征。分析发现,2024年太湖总磷浓度低值的出现与2022年以来蓝藻水华强度下降、外源氮磷入湖负荷降低密切关联,特别是2023年蓝藻水华强度明显偏低,惯性延续导致2024年上半年藻情极轻,对全年水体磷浓度低值的出现具有重要贡献;2024年下半年太湖藻情反弹,8月水体蓝藻生物量明显增高,与2024年度降雨量大、外源氮磷负荷增高有关。此外,2024年10—12月蓝藻水华面积也大幅增加,但同期水体藻类生物量、叶绿素a浓度的反弹幅度却较小,与秋冬季气温偏暖、入湖水量大引起的微囊藻团颗粒表层聚积条件较好等蓝藻水华表观强度放大作用有关。研究表明,外源氮磷负荷下降对太湖蓝藻水华强度已经产生了明显遏制作用,但气温、降雨、风浪等气候因子仍对蓝藻水华表观强度具有强烈影响。在蓝藻水华控制策略方面,应进一步加强外源氮、磷入湖负荷削减,持续推进局部湖区草型生态系统恢复工程,调控湖体食物链,以促进太湖水环境的进一步改善。 展开更多
关键词 太湖 氮磷双控 外源削减 蓝藻水华 气候变化
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颗粒物沉降影响下草/藻型湖区沉积物-水界面氮交换特征及机制 被引量:1
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作者 韩汶轩 陈秋羽 +3 位作者 何煦 谭立贤 刘成 张雷 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期76-88,共13页
富营养化湖泊水体中颗粒物的不断富集和沉降加剧了沉积物内源负荷。本文以太湖典型草、藻型湖区为研究对象,开展了为期一年的野外月度调查,分析了两种湖区水样、颗粒物和沉积物中各形态氮含量、赋存形式及其沉积物水界面交换特征,研究... 富营养化湖泊水体中颗粒物的不断富集和沉降加剧了沉积物内源负荷。本文以太湖典型草、藻型湖区为研究对象,开展了为期一年的野外月度调查,分析了两种湖区水样、颗粒物和沉积物中各形态氮含量、赋存形式及其沉积物水界面交换特征,研究了颗粒物沉降对草、藻型湖区沉积物水界面氮赋存形态转变及迁移的影响。结果表明,草、藻型湖区水体总氮(TN)浓度年变化范围分别为0.50~1.51 mg/L(均值为(0.97±0.23)mg/L)和1.77~6.12 mg/L(均值为(3.67±1.36)mg/L),藻型湖区水体各形态氮浓度普遍高于草型湖区,且季节性变化更加显著。草、藻型湖区悬浮颗粒物中TN含量年均值分别为(6998.48±1413.87)和(5162.63±2205.13)mg/kg,沉积物TN平均含量分别为(4219.75±216.62)和(3187.88±103.07)mg/kg,呈现草型湖区显著高于藻型湖区、悬浮颗粒物显著高于沉积物的特征。氨氮(NH 3-N)是两个湖区悬浮颗粒物和沉积物中有效态氮的主要赋存形式,藻型湖区沉积物中NH 3-N的释放主要集中在夏季,而草型湖区则以夏、秋季为主。有效态氮高度富集的颗粒物不断沉降是造成沉积物中氮含量改变的重要原因,且藻型湖区有效态氮所占比例(5.17%)在藻类水华季节高于草型湖区(4.34%)。草型系统向藻型系统的转变可能会升高水体颗粒物浓度并加剧沉积物颗粒再悬浮过程,颗粒物沉降和再悬浮交替加剧了沉积物水界面处氮的交换过程,在未来的湖泊内源氮管理中应更加重视颗粒物的作用。 展开更多
关键词 太湖 草型湖区 藻型湖区 悬浮颗粒物 内源氮负荷
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厌氧氨氧化处理高氨氮废水的运行效能及碳排放分析 被引量:2
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作者 邓凯丽 邢薇 +2 位作者 曹恩凯 姚宏 田盛 《工业水处理》 北大核心 2025年第4期169-175,共7页
河北省某工业厂区废水处理厂设计规模为18000 m^(3),接纳的废水主要以发酵废水为主,呈现高氨氮、低碳氮比的特征。二级生物处理初建成时使用传统AO工艺处理,为适应减污降碳要求,该厂进行了部分厌氧氨氧化改造,研究报道了改造后长期运行... 河北省某工业厂区废水处理厂设计规模为18000 m^(3),接纳的废水主要以发酵废水为主,呈现高氨氮、低碳氮比的特征。二级生物处理初建成时使用传统AO工艺处理,为适应减污降碳要求,该厂进行了部分厌氧氨氧化改造,研究报道了改造后长期运行的跟踪监测数据并进行碳排放分析。结果表明:改造后的废水处理厂处理效果稳定,COD、TN和TP的平均去除率分别为99.22%、92.79%和98.64%,主要污染物指标均满足相关排放标准;全程自养脱氮(CANON)单元TN去除负荷达到0.377 kg/(m^(3)·d);相同TN去除条件下,采用CANON工艺比AO工艺减少了35.99%的电力消耗,减少100%的污泥产生,碳排放减少42.36%,运行成本节约42.5%,表明厌氧氨氧化可成功应用于高氨氮废水领域,为高氨氮工业废水处理工艺的选择提供数据支撑。 展开更多
关键词 高氨氮工业废水 厌氧氨氧化 脱氮负荷 碳排放
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氮负荷增强条件下闽江河口芦苇湿地土壤磷赋存形态及其动态变化特征 被引量:1
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作者 李尔恒 孙志高 +3 位作者 宋振阳 贺攀霏 武慧慧 方冠荣 《环境科学学报》 北大核心 2025年第3期427-440,共14页
选择闽江河口鳝鱼滩的芦苇湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟试验(输氮形态为NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N,NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N=1∶3.3),对比研究了输氮6个月(T6)和18个月(T18)后不同氮负荷水平下(对照处理,N0,0 g·m^(... 选择闽江河口鳝鱼滩的芦苇湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟试验(输氮形态为NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N,NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N=1∶3.3),对比研究了输氮6个月(T6)和18个月(T18)后不同氮负荷水平下(对照处理,N0,0 g·m^(-2)·a^(-1);低氮负荷处理,NL,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);中氮负荷处理,NM,25.0 g·m^(-2)·a^(-1);高氮负荷处理,NH,75.0 g·m^(-2)·a^(-1))湿地土壤磷赋存形态及其动态变化特征.结果表明,不同时期各氮负荷处理下的土壤TP含量相比N0处理均呈增加趋势,其值在T6时期的NL、NM、NH处理下分别增加了6.96%、1.42%和0.34%,而在T18时期的相应处理下分别增加了12.89%、4.83%和9.07%.尽管氮负荷增强整体提高了土壤TP含量,但其值随氮负荷时间的延长呈降低趋势.相较于T6时期,T18时期的TP含量在NL、NM和NH处理下分别下降了7.98%、9.89%和5.23%.T6和T18时期不同氮负荷处理下的土壤TP组成均以IP为主(54.20%~64.20%),OP占比介于35.80%~45.80%.氮负荷增强整体提高了T6和T18时期不同处理下的Ca-P含量,但相比T6时期,T18时期的Ca-P含量在NL、NM和NH处理下分别降低了10.87%、8.70%和12.39%.与之不同,氮负荷增强提高了T6时期不同处理下的Fe/Al-P含量,但却降低了T18时期相应处理下的Fe/Al-P含量.氮负荷增强条件下湿地土壤IP、Ca-P和Fe/Al-P含量的动态变化主要取决于土壤关键因子(pH和NO_(3)^(-)-N)的明显改变.研究发现,随着氮负荷时间的延长,NL和NM处理下的IP、Ca-P及Fe/Al-P含量均呈降低趋势,说明中低氮负荷水平下的土壤P养分限制程度可能较高.本研究将有助于明晰湿地土壤磷赋存及其主要转化过程对于氮负荷增强的响应,并可为该区湿地生态保育提供重要科学依据. 展开更多
关键词 磷赋存形态 氮负荷水平 动态变化 芦苇湿地 闽江河口
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铵态氮和硝态氮负荷增强条件下闽江河口短叶茳芏湿地土壤硝化-反硝化作用
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作者 廖宇晨 孙志高 +5 位作者 方冠荣 武慧慧 李尔恒 刘欣 姚钦予 钟小瑛 《环境科学学报》 北大核心 2025年第11期398-408,共11页
基于室内培养实验,在28.7℃的条件下研究了闽江河口短叶茳芏湿地野外原位氮负荷增强(NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N=1∶3.3)模拟试验(无氮负荷处理,NN,0 g·m^(-2)·a^(-1);低氮负荷处理,NL,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);中氮... 基于室内培养实验,在28.7℃的条件下研究了闽江河口短叶茳芏湿地野外原位氮负荷增强(NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N=1∶3.3)模拟试验(无氮负荷处理,NN,0 g·m^(-2)·a^(-1);低氮负荷处理,NL,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);中氮负荷处理,NM,25.0 g·m^(-2)·a^(-1);高氮负荷处理,NH,75.0 g·m^(-2)·a^(-1))持续超过3年(40个月)后获取的相应氮梯度下表层土壤(记为SNN、SNL、SNM和SNH)的硝化-反硝化活性及速率.结果表明,氮负荷增强条件下湿地土壤的硝化-反硝化作用均发生了明显改变.SNL、SNM和SNH的硝化活性与硝化速率大多低于SNN,且其在培养初期(2 d)整体随着氮负荷水平的升高而降低;不同氮处理土壤的硝化活性与硝化速率在各培养时期均以SNL最高,说明较低氮负荷处理土壤更有利于硝化过程的进行.SNL、SNM和SNH的反硝化活性均高于SNN,且其在第17 d和第25 d均随着氮负荷水平的升高而增强;不同氮处理土壤的反硝化速率在培养初期(2 d)最高,之后骤然下降,并于第5~25 d逐渐趋于平稳.与其他研究区相比,该区土壤的硝化速率在氮负荷增强条件下整体较低,但反硝化速率则处于中等水平.氮负荷增强主要通过改变土壤碳氮养分和酸碱状况来影响其硝化-反硝化过程,其中SOC和pH是影响硝化过程的关键因子,而NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N和C/N则是影响反硝化过程的主要因素.研究发现,氮负荷增强条件下湿地土壤的较强反硝化作用虽然有利于NO_(3)^(-)-N的去除,但其较弱的硝化作用又有助于将植物易吸收利用的NH_(4)^(+)-N养分保持在土壤中. 展开更多
关键词 氮负荷 硝化作用 反硝化作用 湿地土壤 短叶茳芏 闽江河口
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降雨对橘园集水区池塘水体氮负荷的影响
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作者 肖恒斌 周金燕 +5 位作者 郑勇 袁征 赵瑶瑶 罗越 胡荣桂 林杉 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第7期1804-1812,共9页
为研究降雨对池塘水体N污染及其驱动机制的影响,本研究选取长江中游白鹤湾流域内8个以种植柑橘为主集水区的池塘为研究对象,监测6次降雨事件前后池塘水深和总氮(TN)、硝氮(NO_(3)^(-)-N)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)和颗粒态氮(PN)浓度的变化,... 为研究降雨对池塘水体N污染及其驱动机制的影响,本研究选取长江中游白鹤湾流域内8个以种植柑橘为主集水区的池塘为研究对象,监测6次降雨事件前后池塘水深和总氮(TN)、硝氮(NO_(3)^(-)-N)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)和颗粒态氮(PN)浓度的变化,并结合集水区面积、坡度和池塘水量变化分析池塘水体N负荷在降雨前后的变化特征及其响应过程。结果表明:降雨后池塘水体N浓度普遍上升,特别是PN,其中池塘O3的PN浓度在降雨后上升幅度最大(上升147%)。池塘水体N负荷随着降雨等级的上升逐渐增加,并且表现出显著差异。中雨、大雨、暴雨和大暴雨情况下,TN负荷均值分别为7.06、10.12、20.22 kg·hm^(-2)和34.62 kg·hm^(-2)。NO_(3)^(-)-N是主要的N形式,大雨条件下在TN中占比最高,为71%。NH_(4)^(+)-N在TN中的占比随着降雨等级的增加从8%上升到19%。结构方程模型结果显示降雨量和坡度直接与池塘水体N负荷呈正相关,同时也可以通过改变池塘水量而使N负荷增加。集水区面积与池塘水体N负荷呈显著负相关,表明降雨事件期间较小的集水区流入池塘的N更多。研究表明,降雨后池塘N污染普遍高于降雨前,其中PN浓度在降雨后上升幅度最大。随着降雨等级的上升,池塘水体NH_(4)^(+)-N负荷在降雨后增加最明显。降雨量和坡度都对池塘水体N负荷有促进作用,而集水区面积对N负荷有负向的影响。 展开更多
关键词 降雨 橘园 池塘 氮负荷 偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)
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生物改性沸石层抑制沉积物氮污染释放实验研究
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作者 白文广 徐金兰 《水处理技术》 北大核心 2025年第3期37-43,共7页
为寻找一种高效的水体沉积物修复方式,采用柠檬酸钠联合高温煅烧制备改性沸石,利用响应曲面法优化改性方法,在柠檬酸钠质量分数为2.43%,煅烧温度为420.21℃,煅烧时间为2.82 h条件下制备的复合改性沸石效果最佳;进行生物改性后,改性挂膜... 为寻找一种高效的水体沉积物修复方式,采用柠檬酸钠联合高温煅烧制备改性沸石,利用响应曲面法优化改性方法,在柠檬酸钠质量分数为2.43%,煅烧温度为420.21℃,煅烧时间为2.82 h条件下制备的复合改性沸石效果最佳;进行生物改性后,改性挂膜沸石覆盖沉积物15 d后上覆水中总氮、氨氮含量为0.70 mg/L、0.52 mg/L,抑制率分别为89.20%、91.20%,可达到地表Ⅲ类水水质标准,在对氮负荷进行抑制的同时,TOC抑制率为45.23%,改性挂膜沸石对沉积物释放的氮负荷及有机质达到有效地抑制。 展开更多
关键词 响应曲面 改性沸石 氮负荷 沉积物 生物改性
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汛期降雨对太湖流域水源水库氮磷贡献的模拟 被引量:1
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作者 秦金龙 贺海勇 +4 位作者 柴群宇 沈飞 邹伟 朱广伟 胡春华 《南昌大学学报(理科版)》 2025年第1期19-27,35,共10页
本研究以太湖流域的四岭水库为例,基于2022年的水质观测数据和长期水文气象数据分析,通过构建定量水文模型(SWAT模型)来模拟2022年水库流域氮磷入库负荷日变化,并分析流域氮磷负荷产生时空特征,以探讨汛期降雨对入库氮磷负荷的影响。结... 本研究以太湖流域的四岭水库为例,基于2022年的水质观测数据和长期水文气象数据分析,通过构建定量水文模型(SWAT模型)来模拟2022年水库流域氮磷入库负荷日变化,并分析流域氮磷负荷产生时空特征,以探讨汛期降雨对入库氮磷负荷的影响。结果发现:2022年,四岭水库流域总氮入库年负荷估算为74.1 t,总磷入库年负荷估算为1.15 t,水库单位面积上的氮负荷为1.13×10^(3)kg·hm^(-2)、磷负荷为17.6 kg·hm^(-2)。春汛降雨对水库氮磷年负荷产生具有决定作用,其降雨量仅占全年约为33.4%,但其产生的外源氮负荷在全年入库氮负荷中占比达到69.3%,磷负荷达到52.1%。氮磷来源上,中上游林地氮磷总负荷最大,但单位面积氮磷负荷强度呈现耕地>农村居民用地>林地>草地的特点。研究表明,耕地和农村居民用地的氮、磷控制是太湖流域水源水库环境治理的重点,特别应加强汛期氮磷的源强控制,减少热点区域土地扰动强度,加强生态沟渠及湿地等氮磷拦截系统的构建与管护,有效提高水源水库的水质安全。 展开更多
关键词 中型水源水库 汛期降雨 SWAT模型 氮磷负荷特征 降雨强度 流域管理
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氮负荷增强对闽江河口短叶茳芏湿地土壤碳氮含量变化的影响
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作者 姚钦予 孙志高 +3 位作者 宋振阳 贺攀霏 武慧慧 方冠荣 《环境科学学报》 北大核心 2025年第2期462-475,共14页
选择闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟实验,对比研究了输氮4个月(T4)和16个月(T16)后不同氮负荷水平下(NNT,对照处理,0 g·m^(-2)·a^(-1);LNT,低氮处理,12.5 g·m^(-2)·a... 选择闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟实验,对比研究了输氮4个月(T4)和16个月(T16)后不同氮负荷水平下(NNT,对照处理,0 g·m^(-2)·a^(-1);LNT,低氮处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);MNT,中氮处理,25.0 g·m^(-2)·a^(-1);HNT,高氮处理,75.0 g·m^(-2)·a^(-1))湿地土壤碳氮含量的动态变化特征.结果表明,氮负荷增强条件下湿地SOC含量在不同时期差异明显.由于氮负荷增强可能促进了植物生长和残体分解并明显改变了主要环境因子的原因,使得SOC含量在较短时期(T4)以MNT和HNT处理较高,LNT处理较低;而在较长时期(T16)以LNT处理较高,MNT和HNT处理较低.相比T4时期,T16时期的SOC含量在LNT、MNT和HNT处理下分别增加了18.72%、7.73%和4.00%,原因可能与不同氮负荷处理下土壤C/N随氮负荷时间的延长整体均增加有关.氮负荷增强条件下湿地土壤TN、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量在不同时期亦差异较大.在残体分解、氮矿化及脱氮作用的综合影响下,TN、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量在T4时期均以LNT和MNT处理较高,HNT处理较低;而在T16时期,不同处理下的TN和NH_(4)^(+)-N含量均较低,而NO_(3)^(-)-N含量均较高.相比T4时期,T16时期的TN含量在MNT和HNT处理下分别增加了4.85%和0.56%,在LNT处理下降低了1.06%;NH_(4)^(+)-N含量在LNT、MNT和HNT处理下分别降低了30.93%、41.51%和19.24%;而NO_(3)^(-)-N含量在LNT和MNT处理下分别降低了24.93%和52.26%,在HNT处理增加了14.97%.随着氮负荷时间的延长,影响SOC含量变化的关键因素从pH、EC转变为含水量(MC),而影响TN、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量变化的主导因素从pH、EC转变为MC、C/N和SOM.研究发现,随着氮负荷时间的延长,低氮处理下SOC转化受到的抑制程度可能较高,而这有助于提升闽江河口湿地土壤的储碳功能. 展开更多
关键词 氮负荷 土壤有机碳 全氮 短叶茳芏湿地 闽江河口
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氮负荷增强对冬季闽江河口芦苇湿地土壤N_2O产生过程的影响
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作者 廖宇晨 孙志高 +3 位作者 方冠荣 宋振阳 贺攀霏 姚钦予 《生态学报》 北大核心 2025年第6期2655-2668,共14页
选择闽江河口典型芦苇(Phragmites australis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟试验(NN,无氮负荷处理,0 g N m^(-2)a^(-1);NL,低氮负荷处理,12.5 g N m^(-2)a^(-1);NM,中氮负荷处理,25.0 g N m^(-2)a^(-1);NH,高氮负荷处理,75.0 g... 选择闽江河口典型芦苇(Phragmites australis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟试验(NN,无氮负荷处理,0 g N m^(-2)a^(-1);NL,低氮负荷处理,12.5 g N m^(-2)a^(-1);NM,中氮负荷处理,25.0 g N m^(-2)a^(-1);NH,高氮负荷处理,75.0 g N m^(-2)a^(-1)),通过获取不同年份冬季各氮负荷样地土壤开展室内培养实验,对比研究了氮负荷持续9个月(2021年12月,WT9)和21个月(2022年12月,WT21)后湿地土壤的N_(2)O产生过程。结果表明,氮负荷增强条件下湿地土壤不同过程的N_(2)O产生量发生了明显改变,不同年份土壤的N_(2)O总产生量均在NM处理下最高。异养反硝化作用对不同年份土壤的N_(2)O产生均存在较大的削弱作用,但其N_(2)O产生量整体随氮负荷时间的延长而增加;不同氮负荷处理下的非生物作用均是N_(2)O产生的重要过程,但其N_(2)O产生量在较短时期(WT9)随氮负荷水平的升高呈降低变化,而在较长时期(WT21)则呈增加趋势。不同氮负荷处理下非生物过程对N_(2)O产生的较大贡献主要与该区土壤铁锰、硫化物等含量丰富以及氮负荷增强条件下土壤酸碱状况(pH)的改变有关。氮负荷水平与温度对不同年份冬季土壤的N_(2)O产生过程均存在不同程度的交互影响,不同处理下的N_(2)O产生在WT9时期的较低温度下(5.5—11.5℃)以非生物作用为主,在WT21时期以硝化作用和非生物作用为主;而在较高温度下(17.5℃),不同年份冬季土壤的N_(2)O产生均以非生物作用和硝化细菌反硝化作用为主。研究发现,氮负荷增强改变了不同年份冬季土壤N_(2)O产生的生物和非生物贡献模式,其主要通过改变土壤养分状况来影响N_(2)O产生的生物或非生物过程。在闽江河口湿地冬季低温并叠加氮负荷增强条件下,其对土壤N_(2)O产生的综合影响表现为抵消效应,而这有助于降低该区冬季的N_(2)O排放量。 展开更多
关键词 氧化亚氮 氮负荷处理 非生物过程 冬季 闽江河口
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森林菌根类型对林下草本植物响应氮沉降的影响
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作者 许增美慧 石兆勇 +6 位作者 王浩 李琰 马路平 张梦歌 吴姗薇 高佳凯 王双双 《微生物学报》 北大核心 2025年第11期4877-4888,共12页
随着人类工业活动的开展,氮(N)排放和大气氮沉降显著增加。当大气氮沉降超过植物所能承受的临界负荷时可能使植物产生负面响应,导致物种丰度降低。菌根作为影响物种丰度的一个重要生物因素,可通过养分供给和菌丝网络机制影响植物的多样... 随着人类工业活动的开展,氮(N)排放和大气氮沉降显著增加。当大气氮沉降超过植物所能承受的临界负荷时可能使植物产生负面响应,导致物种丰度降低。菌根作为影响物种丰度的一个重要生物因素,可通过养分供给和菌丝网络机制影响植物的多样性和群落结构。【目的】分析不同菌根类型林下草本植物氮沉降临界负荷的差异,探讨菌根类型如何影响林下草本植物对氮沉降的响应。【方法】基于森林草本植物长期氮沉降临界负荷数据库,结合已发表的文献资料,建立了“不同菌根类型森林林下草本植物对氮沉降响应的临界负荷数据库”,补充了森林优势种的菌根类型数据。该数据库共涵盖3种菌根类型:丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)、外生菌根(ectomycorrhiza,ECM),以及受2种菌根共同侵染的双菌根(AM+ECM),以探究菌根类型对林下草本植物氮沉降临界负荷的影响。【结果】不同菌根类型森林下草本植物的氮沉降临界负荷存在显著差异(P<0.05)。AM+ECM型森林林下草本植物的氮沉降临界负荷最高,为9.28 kg N/(ha·a);ECM型次之,为8.41 kg N/(ha·a);AM型最低,为7.19 kg N/(ha·a)。在不同菌根类型森林中,不同功能群的林下草本植物(禾本科和非禾本科)对氮沉降响应的临界负荷与不同菌根类型林下全部草本植物的反应一致。氮沉降会引起林下草本植物的丰度变化,AM型森林草本植物物种丰度呈增加趋势,而含ECM的森林草本植物物种丰度以降低为主。【结论】菌根类型对林下草本植物的氮沉降临界负荷具有显著影响(P<0.05),这与不同菌根类型植物的生态位分化、凋落物氮含量浓度以及氮获取策略有关。此外,林下草本植物的丰度也会因菌根类型的不同而存在差异。 展开更多
关键词 菌根类型 草本植物 氮沉降 临界负荷
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氮负荷增强条件下闽江河口芦苇湿地表层土壤氮磷含量 动态变化特征
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作者 侯晓峰 孙志高 +5 位作者 宋振阳 贺攀霏 廖宇晨 李尔恒 方冠荣 姚钦予 《环境科学学报》 北大核心 2025年第10期394-410,共17页
河口湿地是响应全球气候变化和人类活动最为敏感的生态系统之一.氮、磷作为河口湿地的两种重要生源元素,其耦合过程可对生态系统的结构、功能及稳定性产生深刻影响.在当前闽江河口氮负荷增强背景下,探讨湿地土壤氮、磷含量动态变化有助... 河口湿地是响应全球气候变化和人类活动最为敏感的生态系统之一.氮、磷作为河口湿地的两种重要生源元素,其耦合过程可对生态系统的结构、功能及稳定性产生深刻影响.在当前闽江河口氮负荷增强背景下,探讨湿地土壤氮、磷含量动态变化有助于明晰氮负荷增强条件下河口湿地氮、磷耦合的作用机制.为此,于2021年3月—2022年12月,选择闽江河口芦苇湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟实验,探讨了不同氮负荷水平(NNT,无氮负荷处理,0 g·m^(-2)·a^(-1);LNT,低氮负荷处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);MNT,中氮负荷处理,25.0 g·m^(-2)·a^(-1);HNT,高氮负荷处理,75.0 g·m^(-2)·a^(-1))下湿地表层土壤氮、磷含量的动态变化特征.结果表明,氮负荷增强整体提高了不同处理下0~5 cm土层的全氮(TN)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量以及5~10 cm土层的NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量,但5~10 cm土层的TN含量相比NNT处理均降低,其在LNT、MNT和HNT处理下的降幅分别为1.99%、2.59%和3.44%.氮负荷增强条件下表层土壤的全磷(TP)和有效磷(AP)含量相较于NNT处理均呈增加趋势,其中,TP在0~5 cm和5~10 cm土层分别增加了1.53%~7.75%和2.48%~6.07%,而AP在两个土层分别增加了5.28%~7.88%和2.95%~21.13%.随着氮负荷时间的延长,湿地土壤TN、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量均呈降低趋势,三者在不同处理下的降幅分别为7.79%~17.90%、82.06%~89.80%和39.97%~92.60%;除HNT处理外,LNT和MNT处理下的TP、AP含量均呈增加趋势,二者的增幅分别为2.41%~5.08%和9.86%~24.65%.氮负荷增强条件下土壤理化性质改变可显著影响氮、磷赋存状况,氮磷比(N/P)和碳氮比(C/N)是影响土壤氮含量变化的关键因素;随着氮负荷时间的延长,影响土壤磷含量变化的关键因素从全碳(TC)和电导率(EC)逐渐转变为N/P和C/N.研究发现,氮负荷增强条件下MNT和HNT处理下两个土层的NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和AP含量均呈增加趋势,且该增加趋势在MNT处理尤为明显,说明中等氮负荷水平更有利于维持土壤有效氮磷养分库的稳定. 展开更多
关键词 氮磷含量 氮负荷水平 动态变化 芦苇湿地 闽江河口
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