珠江口水域硝化作用與無機氮分布特征.pdf

1、珠江是僅次于長江的中國第二大河，其徑流量位居世界河流的第13位，同時也是世界上最復雜的河口系統(tǒng)之一.本文調(diào)查了冬季(2005年1月)、夏季(2005年8月)、春季(2006年3月底)三個季節(jié)中珠江水體中溶解無機氮(Dissloved Inorganic Nitrogen)、硝化速率、硝化菌和其它相關(guān)參數(shù)，旨在研究珠江口水體中硝化速率、DIN的分布、DIN中各種形式(N02-、NO2-、NH4+)之間的轉(zhuǎn)化及其季節(jié)變化，探討珠江口水體中硝

2、化作用及其與環(huán)境因子相互關(guān)系，分析水體中硝化反應的動力學過程及硝化作用過程對虎門上游區(qū)域高二氧化碳分壓(pCO2)、低溶解氧(DO)的貢獻。 本論文研究區(qū)域主要涵蓋了珠江的二大出?？冢毫尕暄?、黃茅海。以伶仃洋上游即虎門上游為重點，黃茅海上游即崖門為對照，在季節(jié)尺度上研究珠江口不同區(qū)域DO與DIN的系統(tǒng)分布和影響因素及缺氧區(qū)的時空分布格局。 在伶仃洋區(qū)域，淡水端的DIN濃度隨季節(jié)變化明顯，冬季最高，NH4+濃度最高達8

3、00 μmol L-1左右，NO3-濃度最高達300 μmol L-1左右；夏季最低，NH4+和NO3濃度最高分別為342 μmol L-1、110 μml L-1。在所有季節(jié)中，伶仃洋河口上游地帶，NH4+是DIN的主要形式。在低鹽度區(qū)域(S=0-5)，冬、春、夏三個季節(jié)的DIN隨鹽度的變化均有如下分布特征：NH4+快速降低，NO3-升高，NO2-基本保持不變。在鹽度>5的區(qū)域，DIN基本呈現(xiàn)出保守混合特征，隨鹽度升高，NO3-所占的

4、比例逐漸升高，在鹽度為10左右時其值接近于NH4+的濃度。 在崖門區(qū)域，DIN隨鹽度的變化基本上呈現(xiàn)出保守混合特征，這種保守特征各個季節(jié)均存在，但淡水端的NH4+與NO2-濃度隨季節(jié)變化明顯，從2005年1月份的小于50μmol L-1變化到2005年8月份的幾個μmol L-1左右，但NO3-的濃度隨季節(jié)變化不明顯。在所有季節(jié)中，崖門上游地帶，NO3-是DIN的主要形式。 2005年8月份、2005年1月份、200

5、6年3月份航次中虎門上游NH4+的月平均通量分別為6.00×108、5.70×108、2.30×108(mol-N month-1)。由于硝化作用而導致的NH4+去除的通量分別為6.30×108、3.00×107、2.99×107(mol-N month-1)，分別占NH4+總?cè)コ康?1.28％、2.57％、10.20％左右。 在伶仃洋區(qū)域，2005年1月份的氨氧化速率(Va)與亞硝氮氧化速率(Vn)變化范圍分別為0～5.4

6、3μmol N L-1d-1、0～5.24 μmol N L-1d-1；2006年3月份Va與Vn變化范圍為0.06～14.81μmol N L-1d-1、0.21～5.22 μmol N L-1d-1；而2005年8月份Va與Vn變化范圍是1.52～33.10 μnol N L-1 d-1、0.59～32.03 μmol N L-1 d-1。最高的硝化速率位于上游的東江北支出口附近，往下游方向其速率逐漸降低。Va與Vn呈現(xiàn)出相同的分布

7、趨勢。大部分站位Va要比Vn高。在崖門區(qū)域，硝化速率較低。本研究還采用MPN(Most Probable Number)-Griess法測定了三個季節(jié)水體中硝化茵的豐度。在伶仃洋區(qū)域，硝化菌的豐度在2005年1月份、2005年8月份和2006年3月份分別為2～2500 cells mL-1、2～1150 cells mL-1和3～3000 cells mL-1。硝化菌豐度最高出現(xiàn)在春季，最低出現(xiàn)在夏季，而冬季處于兩者之間。所有季節(jié)中，廣

8、州上游一帶硝化菌豐度較高，并且集中在離廣州0～60公里的缺氧區(qū)。 珠江口水體中硝化反應基本都按表觀零級反應過程進行。硝化作用對珠江口DIN的形式分布與通量產(chǎn)生重要的影響，NH4+的氧化是NO3-產(chǎn)生的一個重要過程。硝化速率的季節(jié)性變化，溫度是一個重要的調(diào)控因子，速率隨溫度的增加而增加，長洲站的Q10值為1.60。珠江口水體中硝化作用的過程受DO、pH、溫度、硝化菌豐度、Tss(Total Suspended Solid)、水體