嘉陵江四川段沉积物氮赋存特征研究

陈超

摘要：采用化学连续提取法分析了嘉陵江四川段一个典型区域沉积物氮形态分布特征。结果表明：总氮（TN）含量变化范围为339.1～506.4mg/kg，其中稳定态残渣氮（RES--N）含量为110.3～213.3mg/gk，是TN的主要组成部分（33.O%～40.1%）。生物可利用态氮中，离子交换态氮（IEF-N）、弱酸提取态氮（WAEF-N）、强碱提取态氮（SAEF-N）以及强氧化剂提取态氯（SOEF-N）占TN质量分数的比例分别为4.5%～12.2%、18.5%～32.5%、9.2%～15.1%以及7.9%～14.5%。可见嘉陵江四川段沉积物中IEF-N相对较小，释放潜力较小。

关键词：嘉陵江;沉积物;氮形态

中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0116-02

1引言

水体富营养化是嘉陵江梯级水利工程开发后河流面临的主要环境問题之一。氮元素是导致富营养化的主要营养元素之一，而河流沉积物是河流水环境中氮元素的重要蓄积库。氮元素以不同的形态结合在沉积物中，且不同形态的氮元素在氮的生物地球化学循环过程中发挥着不同作用。目前，关于嘉陵江的研究主要集中于3个方面，一是对水质问题的研究;二是对嘉陵江水资源保护问题的研究;三是对嘉陵江水生生物的研究。对沉积物氮赋存特征的研究还较为缺乏，而该研究对于深入了解流域污染状况，探讨河流氮素循环，制定适当污染方案具有现实意义。

以嘉陵江四川段为研究对象，采用分级浸取分离的方法分析沉积物中氮元素的赋存特征，有利于深入理解氮元素在河流水生态系统中迁移转化，为防治水体富营养化方案的制定提供了基础数据。

2材料与方法

2.1样品采集及处理

采用重力式沉积物采样器于2018年12月份采集嘉陵江四川段11个点位的表层积物（表1），取适量室内烘干研磨过筛网（100目），留存备用。

2.2沉积物氮形态分析

准确称取1.5g左右的沉积物样品，参照朱元荣等的文献连续提取氮形态（表2）。另取适量沉积物样品在氧化剂条件下高温消解，通过分光光度法测定总氮（TN）含量。

2.3数据处理

将每步测得的氨氮与硝态氮之和作为该提取步骤的氮形态，数据经Excel 2007处理并绘图。

3结果与分析

3.1生物可利用氮分布特征

沉积物中IEF-N、WAEF-N、SAEF-N以及SOEF-N在一定条件下会转化为溶解态氮被水中生物利用，具有生物可利用性。嘉陵江四川段沉积物IEF-N变化范围为21.7～49.8mg/kg，其中4、6号点位由于存在污水处理厂尾水排放以及附件居民清洗衣服导致氮含量较高。

WAEF-N的空间差异较大，变化范围为62.9～164.6mg/kg。WAEF-N主要为沉积物中的碳酸盐结合态氮，受水体pH值影响，在2号点有最大值，采样时发现2号点有野生食草动物栖息，会产生大量富含有机质的粪便。有机质的矿化分解会引起整个沉积物一水界面的pH值变化，进而影响WEAF—N在沉积物中的含量。

SAEF-N变化范围为42.4～68.3mg/kg，在3号点有最犬值。SAEF-N主要是与金属元素结合的氮，对氧化还原电位敏感，当沉积物一水界面氧化还原电位降低时易释放至水体，而3号点位水草茂盛，溶解氧充足，氧化还原电位高。

SOEF-N含量为27.9～70.9mg/kg，平均含量为45.2 mg/kg。SOEF-N与沉积物中有机物含量变化相一致，采样时发现4号点位附近有采砂场和污水处理厂，推测水中有机质含量较高，因此SOEF-N含量较高（图1）。