嘉陵江四川段沉積物氮賦存特征研究

陳超

摘要：采用化學連續提取法分析了嘉陵江四川段一個典型區域沉積物氮形態分布特征。結果表明：總氮（TN）含量變化范圍為339.1～506.4mg/kg，其中穩定態殘渣氮（RES--N）含量為110.3～213.3mg/gk，是TN的主要組成部分（33.O%～40.1%）。生物可利用態氮中，離子交換態氮（IEF-N）、弱酸提取態氮（WAEF-N）、強堿提取態氮（SAEF-N）以及強氧化劑提取態氯（SOEF-N）占TN質量分數的比例分別為4.5%～12.2%、18.5%～32.5%、9.2%～15.1%以及7.9%～14.5%。可見嘉陵江四川段沉積物中IEF-N相對較小，釋放潛力較小。

關鍵詞：嘉陵江;沉積物;氮形態

中圖分類號：X524 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0116-02

1引言

水體富營養化是嘉陵江梯級水利工程開發后河流面臨的主要環境問題之一。氮元素是導致富營養化的主要營養元素之一，而河流沉積物是河流水環境中氮元素的重要蓄積庫。氮元素以不同的形態結合在沉積物中，且不同形態的氮元素在氮的生物地球化學循環過程中發揮著不同作用。目前，關于嘉陵江的研究主要集中于3個方面，一是對水質問題的研究;二是對嘉陵江水資源保護問題的研究;三是對嘉陵江水生生物的研究。對沉積物氮賦存特征的研究還較為缺乏，而該研究對于深入了解流域污染狀況，探討河流氮素循環，制定適當污染方案具有現實意義。

以嘉陵江四川段為研究對象，采用分級浸取分離的方法分析沉積物中氮元素的賦存特征，有利于深入理解氮元素在河流水生態系統中遷移轉化，為防治水體富營養化方案的制定提供了基礎數據。

2材料與方法

2.1樣品采集及處理

采用重力式沉積物采樣器于2018年12月份采集嘉陵江四川段11個點位的表層積物（表1），取適量室內烘干研磨過篩網（100目），留存備用。

2.2沉積物氮形態分析

準確稱取1.5g左右的沉積物樣品，參照朱元榮等的文獻連續提取氮形態（表2）。另取適量沉積物樣品在氧化劑條件下高溫消解，通過分光光度法測定總氮（TN）含量。

2.3數據處理

將每步測得的氨氮與硝態氮之和作為該提取步驟的氮形態，數據經Excel 2007處理并繪圖。

3結果與分析

3.1生物可利用氮分布特征

沉積物中IEF-N、WAEF-N、SAEF-N以及SOEF-N在一定條件下會轉化為溶解態氮被水中生物利用，具有生物可利用性。嘉陵江四川段沉積物IEF-N變化范圍為21.7～49.8mg/kg，其中4、6號點位由于存在污水處理廠尾水排放以及附件居民清洗衣服導致氮含量較高。

WAEF-N的空間差異較大，變化范圍為62.9～164.6mg/kg。WAEF-N主要為沉積物中的碳酸鹽結合態氮，受水體pH值影響，在2號點有最大值，采樣時發現2號點有野生食草動物棲息，會產生大量富含有機質的糞便。有機質的礦化分解會引起整個沉積物一水界面的pH值變化，進而影響WEAF—N在沉積物中的含量。

SAEF-N變化范圍為42.4～68.3mg/kg，在3號點有最犬值。SAEF-N主要是與金屬元素結合的氮，對氧化還原電位敏感，當沉積物一水界面氧化還原電位降低時易釋放至水體，而3號點位水草茂盛，溶解氧充足，氧化還原電位高。

SOEF-N含量為27.9～70.9mg/kg，平均含量為45.2 mg/kg。SOEF-N與沉積物中有機物含量變化相一致，采樣時發現4號點位附近有采砂場和污水處理廠，推測水中有機質含量較高，因此SOEF-N含量較高（圖1）。