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研究前沿

mini综述 | 大气氮沉降对流域非点源污染的影响

发布日期:2022-04-11  文章来源:流域面源污染控制与水环境修复   点击数:

大气氮沉降对流域非点源污染的影响

大气氮沉降对于流域水环境的污染贡献已经引起了很多学者的重视,关于大气沉降对于流域非点源污染影响的研究也在逐渐增加:


大气氮沉降改变了湖泊氮磷比:

Elser James, J., et al. (2009). "Shifts in Lake N:P Stoichiometry and Nutrient Limitation Driven by Atmospheric Nitrogen Deposition." Science 326(5954): 835-837.


该研究对1980 - 2010年中国土壤氮素沉降、植物叶片和作物对氮的吸收数据,分析了氮沉降的动态变化及其对生态系统的影响:

Liu, X. J., et al. (2013). "Enhanced nitrogen deposition over China." Nature 494(7438): 459-462.


该研究对中国全国范围内大气NH3的空间分布和季节变化进行演技。研究发现典型的农业区,尤其是华北平原,NH3浓度较高,是山地/森林/草地/水体站点的2-3倍:

Pan, Y. P., et al. (2018). "Identifying Ammonia Hotspots in China Using a National Observation Network." Environmental Science & Technology 52(7): 3926-3934.


水库蓄水暴露了更多的水体面积导致氮沉降增加:

Gao, Y., et al. (2020). "Human activities aggravate nitrogen-deposition pollution to inland water over China." National Science Review 7(2): 430-440.


降雨量、降雨频率、氮沉降有助于增加温室气体的排放:

Shi, Y. J., et al. (2021). "Responses of soil N2O emissions and their abiotic and biotic drivers to altered rainfall regimes and co-occurring wet N deposition in a semi-arid grassland." Global Change Biology 27(19): 4894-4908.


在暴雨和暴雨事件中,大气沉降是主要的硝酸盐贡献者(平均值分别为59.3%和64.8%):

Zhang, P., et al. (2022). "Sources of nitrate-nitrogen in urban runoff over and during rainfall events with different grades." Science of the Total Environment 808.


氮沉降变化导致氮素流动和水质变化,氮沉降的下降将导致支流N:P从P限制到N限制转变的阈值:

Chen, S., et al. (2022). "Unexpected nitrogen flow and water quality change due to varying atmospheric deposition." Journal of Hydrology 609: 127679.


湖泊氮浓度与大气氮沉降显著相关:

Jiang, X. Y., et al. (2022). "Nitrogen concentration response to the decline in atmospheric nitrogen deposition in a hypereutrophic lake." Environmental Pollution 300.


文献总结

氮的硝化反硝化作用使得氮在大气--土壤界面不断迁移转化,已有研究发现施肥会导致大气中的氮浓度增加。大气中过量的氮通过干、湿沉降回到地表,导致湖泊、水库、河流等水体中的氮浓度增加,大量的大气氮沉降输入显著改变了水体中的氮磷比,影响水体富营养化的发生和持续时间。


个人思考

对于非点源污染的研究多集中于水-土界面,而忽视了大气-水界面的污染物迁移同时影响着大气环境和水环境,近年来已有很多研究揭示了大气沉降对于流域非点源污染的巨大贡献,在流域水环境研究和治理中已经不能再忽视大气沉降的影响。


分享人介绍

王明净,2021级博士生

研究方向:流域非点源污染模拟及措施优化

邮箱:202131180015@mail.bnu.edu.cn


王明净 | 供稿

   颜小曼 | 编辑

     陈磊 | 审核

流域面源污染控制与水环境修复

陈磊

团队负责人


   本公众号由北京师范大学面源污染团队运营,重点分享水利工程、环境科学与工程、生态工程、环境系统工程等领域的学术前沿、科普知识,特别是创建了科学家分享系列《失败集》和文献俱乐部;荣获2020年全国百强学术公众号。


   团队负责人陈磊,北京师范大学博士生导师,第五批中组部万人计划青年拔尖人才获得者,流域非点源污染过程学科团队负责人(2017-2020)。主要从事流域非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复等领域研究,在非点源污染过程机理、核算模型和防控模式等方面取得多项关键突破。在Water ResearchWater Resources ResearchJournal of Hydrology等权威期刊发表学术论文100余篇,出版学术专著3部,授权软著/专利10项,获省部级奖励3项。担任4个国际期刊的SCI的栏目/客座主编,组织首届大江大河生态保护与修复研讨会,并担任多项重要学术会议秘书长、组委会副主席等职务,为30余个本领域顶级刊物提供审稿服务。