基本信息
- 项目名称：
- 溶解性有机氮在水体水质中的应用研究——以鄱阳湖流域为例
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 全面地了解鄱阳湖流域有机氮的来源和含量特征，并揭示出有机氮对鄱阳湖水环境，特别是富营养化的贡献；并依据溶解性有机氮同总氮的关系间接评估整个鄱阳湖流域受人为因素影响的大小。
- 详细介绍：
- 本文通过2010年对鄱阳湖流域的一次大规模采样，监测整个鄱阳湖流域的有机氮的含量；分析了有机氮的来源；根据DON对总氮的贡献率，对整个流域水体受人为影响的程度进行了评估；并结合有机氮评价了鄱阳湖富营养化现状及发展趋势。结果显示，鄱阳湖流域DON来源广泛，DON的平均值为0.8909mg/L，DON对总氮的贡献平均为47.41%；鄱阳湖区DON的平均值为1.3203mg/L，有机氮的贡献率为59.15%，总氮和有机氮的含量总体偏高；在各支流的源头，水质受人为影响较小，而在城镇和灌区的附近，水质受人为地影响较大。就目前来看，鄱阳湖的富营养化现象并不明显，但是若改变其独特的水文条件，可能会加剧富营养化现象的发生。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 为了全面地了解鄱阳湖流域有机氮的来源和含量特征，并揭示出有机氮对鄱阳湖水环境，特别是富营养化的贡献；并依据溶解性有机氮同总氮的关系间接评估整个鄱阳湖流域受人为因素影响的大小。 1） 通过调查结果，介绍鄱阳湖氮元素及其溶解性有机氮的来源及其性质；2） 分析了整个鄱阳湖流域有机氮的含量，评估其对于湖泊水环境的影响；3） 依据整个鄱阳湖流域DON/TN的值，说明其污染状况以及受人为因素影响的大小。
科学性、先进性及独特之处
- 在样品的代表性与数据的可靠性及其研究的方法上都具有科学的依据。以建设鄱阳湖生态经济区为背景具有先进性。作品的研究思路独树一帜，打破传统的由总氮和总磷评价湖泊富营养化的方法，从有机氮方面重新审视鄱阳湖的富营养化问题，评价出鄱阳湖流域受人为影响的程度并分析其原因。所有研究方法均参考了大量文献资料，在创新的同时又不缺乏科学性。
应用价值和现实意义
- 由于溶解性有机物中的碳元素能提供新陈代谢所需的能量，而且生物活性高的DON比DIN更利于微生物的新陈代谢，因此，DON是湖泊富营养化的一个重要贡献者。因此，研究DON对于湖泊富营养化有很重大的意义。在未受人类影响的水体中的DON对整个水体中氮的贡献与被人为污染的水体有很大差异，未受人类影响的水体DON的贡献相对较大，依据这一观点评价出鄱阳湖流域受人为影响的程度，了解整体的水质状况，准确且方便。
学术论文摘要
- 摘要：本文通过2010年对鄱阳湖流域的一次大规模采样，监测整个鄱阳湖流域的有机氮的含量；分析了有机氮的来源；根据DON对总氮的贡献率，对整个流域水体受人为影响的程度进行了评估；并结合有机氮评价了鄱阳湖富营养化现状及发展趋势的。结果显示，鄱阳湖流域DON来源广泛，DON的平均值为0.8909mg/L，DON对总氮的贡献平均为47.41%；鄱阳湖区DON的平均值为1.3203mg/L，有机氮的贡献率为59.15%，总氮和有机氮的含量总体偏高；在各支流的源头，水质受人为地影响较小，而在城镇和灌区的附近，水质受人为地影响较大。就目前来看，鄱阳湖的富营养化现象并不明显，但是若改变其独特的水文条件，可能会加剧富营养化现象的发生。
获奖情况
- 南昌大学课外学术科技作品竞赛特等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- ［1］ ANTIA N J, HARRISON P J, OLIVEIRA L. The role of dissolved organic nitrogen in phytoplankton nutrition, cell biology and ecology [J]. Phycologia, 1991, 30:1-89. ［2］ BRONK D A, SEE J H, BRADLEY P, et al. DON as a source of bioavailable nitrogen for phytoplankton[J]. Biogeosciences Discuss,2006, 3:1247-1277. ［3］ PEHLIVANOGLU-MANTAS E, SEDLAK D L. Wastewater-derived dissolved organic nitrogen: analytical methods, characterization, and effects—a review[J]. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2006, 36(3): 261-285. ［4］Wiegner T N , Seitzinger S P , Glibert P M , Bronk D A. Bio2 availability of dissolved organic nitrogen and carbon from nine rivers in t he eastern United States [J]. Aquatic Microbial Ecology, 2006,43:277-287. ［5］Seitzinger S P , Sanders R W, Styles R. Bioavailability of DON f rom natural and ant hropogenic sources to estuarine plankton [J]. Limnology and Oceanography,2002,47(2):353-366.
同类课题研究水平概述
- 研究现状 可溶性有机氮,最初被认为主要由能够抗生物降解以及不能作为浮游植物和细菌氮源的惰性化合物组成。因此, 很少有研究河流DON 的相关报道。直到1980 年,Antia 提到DON 在水体初级生产力中的重要性,才受到学术界对水体中DON 的重视。但是,针对水体DON 的早期研究主要集中于海洋。直至最近10 年,河流的DON 研究才受到广泛的关注。至今,DON 已被作为河流氮流失的一个主要指标。 目前已有氮循环的概念和模型均建立在无机态氮是森林生态系统氮循环最主要的假设上, 因此可溶性有机氮(DON) 的研究一直没有受到人们的重视。近20 年来出于对可溶性有机物(DOM)的关注,科学家们对森林土壤(特别是温带林) 中DON 的来源、动态调节、流量等方面作了一些研究, 但总体上人们对DON 的了解甚少。研究表明DON 在氮的矿化与固持中占有重要的地位,但是DON 与其他形态的氮在矿化中的相关性数据相当缺乏。有关DON 在土壤中的动态报道的结论很多是相互矛盾。由于水文过程的差异,在野外与室内研究有关DON 影响因素时常得不到一致甚至是相反的结果。在野外条件下,土壤层的水文变化可能比生物因素对DON 的调节更为重要。因而,在室内研究得出的结果有待于在室外条件下进一步验证。此外,目前对不同土地利用方式和不同气候带中森林土壤DON 形成及对环境条件的变化的反应不太清楚。对DON 组成及性质的分析也远远落后于对可溶性有机物的研究。有关DON 的生态学意义还不清楚。国内少数研究者最近对河流及土壤可溶性有机物的环境效应做了一些报道,但有关DON 的研究工作还没有开展起来。 传统方法通过分析河流DON 浓度与生物活性并结合水化学特征来判断DON 来源与性质。但DON 来源的多样性,点源和非点源的混合出现以及氮循环中复杂的物理、化学作用、生物转化过程,导致传统方法得到的结果较为粗糙。为此,研究者相继应用DON 氮同位素方法来研究河流DON 的来源和循环过程。
