由于人類活動(dòng)的加強(qiáng),地表水和地下水中的氮污染愈加嚴(yán)重,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。而潛流帶作為地表水和地下水動(dòng)態(tài)交互混合的重要過渡區(qū)域,在河流生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。目前潛流帶氮循環(huán)受到越來越多的關(guān)注,研究氮在潛流帶的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及影響因素,對(duì)于潛流帶的開發(fā)利用,地表水和地下水氮污染的防治與修復(fù)具有重要意義。本研究以涇河作為研究區(qū)域,選取不同河段(寧縣、長(zhǎng)武、彬縣和涇陽)分別在溫度特征變化明顯的冬、夏兩個(gè)時(shí)段,在野外進(jìn)行調(diào)查采樣分析,同時(shí)通過室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),揭示涇河潛流帶水交換特征,探明潛流帶沉積物氮遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及潛流帶反硝化過程的影響因素。主要研究結(jié)論如下:(1)四個(gè)研究河段在冬、夏兩個(gè)不同季節(jié),溫度隨著沉積物深度的變化而變化,在不同研究河段,不同時(shí)間各河段潛流帶水量交換活躍,其水量交換方式在冬季表現(xiàn)為地下水補(bǔ)給河流,夏季則為河流補(bǔ)給地下水,各研究河段交換量的空間分層較為明顯,交換量隨著深度的增加而增大。其中冬季交換量值范圍在1.99~46.89 mm·d~(-1)之間;夏季交換量值范圍在11.89~103.25 mm·d~(-1)之間。(2)四個(gè)研究區(qū)潛流帶NO_3~--N在夏季和冬季分布規(guī)律一致,均隨著沉積物深度增加而遞減,并且NO_3~--N在潛流帶向下遷移過程中沉積物可以通過反硝化作用或者氨化作用大量去除河流水體中的NO_3~--N,且夏季沉積物反硝化能力明顯高于冬季;而涇陽沉積物NO_3~--N和NH_4~+-N已經(jīng)成為當(dāng)?shù)貨芎铀w新的N污染源;(3)四個(gè)研究區(qū)潛流帶沉積物NH_4~+-N分布規(guī)律不一致,寧縣和彬縣潛流帶冬季發(fā)生硝化作用造成河流潛流帶沉積物NH_4~+-N呈現(xiàn)出底層富集的現(xiàn)象。長(zhǎng)武和涇陽潛流帶沉積物夏季氨化作用明顯,長(zhǎng)武冬季潛流帶沉積物中的NH_4~+-N主要來源于地表水遷移;(4)間隙水中NO_3~--N和NH_4~+-N在夏季時(shí)的規(guī)律與沉積物規(guī)律表現(xiàn)一致,說明夏季間隙水中的污染物主要來源于沉積物,冬季在地下水補(bǔ)給河流過程中間隙水內(nèi)發(fā)生了硝化作用。NO_2~--N含量很少,冬季基本無變化,夏季間隙水內(nèi)會(huì)出現(xiàn)底層積累形象;(5)涇河潛流帶沉積物反硝化作用強(qiáng)烈,且夏季反硝化作用大于冬季反硝化作用,寧縣、彬縣、涇陽河流沉積物反硝化強(qiáng)度隨著深度的增加遞減,長(zhǎng)武河流沉積物反硝化強(qiáng)度隨著深度的增加遞增,流速越小越有利于反硝化作用。同時(shí)潛流帶反硝化速率受多種因素的影響,溫度、沉積物pH、沉積物DOC其中同一因素對(duì)不同研究區(qū)影響作用不同。冬季潛流帶溫度對(duì)反硝化作用的影響較弱;由于選擇的四個(gè)研究區(qū)潛流帶沉積物pH都屬于堿性并且已超出微生物適宜范圍,導(dǎo)致研究區(qū)pH與反硝化速率成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;沉積物DOC含量與反硝化速率有無顯著性關(guān)系在于植被;涇陽夏季潛流帶沉積物NO_3~--N含量與反硝化速率之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。地表水pH、Eh、DO與表層沉積物反硝化速率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X131.2
【部分圖文】：

--N）。三種形態(tài)的氮通過物理化學(xué)、生物化學(xué)作用相互轉(zhuǎn)化，潛流帶氮循環(huán)轉(zhuǎn)化如圖1-1所示。一般認(rèn)為，潛流帶發(fā)生的作用主要有：氨化作用、硝化作用、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的反硝化作用、以及硝態(tài)氮的異化還原成銨作用等。在全球范圍內(nèi)，河流氮污染約一半以上通過反硝化作用去除，剩下的才會(huì)進(jìn)入河流造成污染。研究表明，反硝化過程是河流去除氮污染的最佳途徑，是調(diào)節(jié)區(qū)域甚至全球尺度氮循環(huán)的關(guān)鍵過程(Boyer 2006; Mulholl et al. 2008; Yan et al.2010; Galloway et al. 2003)。

圖 2-1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)分布圖Fig. 2-1 Sites of study area:黑色三角形點(diǎn)是采樣點(diǎn) Note: Black symbol is the sites of study area

圖 2-4 溫度棒示意圖 圖 2-5 河床沉積物樣品收集過程示意圖g. 2-4 temperature test in river bed sediments Fig. 2-5 Sketch map of riverbed sediment sampocess3.3 實(shí)驗(yàn)室分析（1）沉積物和間隙水污染物含量測(cè)定

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐微雪;段亮;宋永會(huì);李輝;郅二銓;;遼河保護(hù)區(qū)七星濕地表層水與間隙水中氮的時(shí)空分布[J];環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào);2014年01期

2 夏繼紅;陳永明;王為木;韓玉玲;劉海洋;胡玲;;河岸帶潛流層動(dòng)態(tài)過程與生態(tài)修復(fù)[J];水科學(xué)進(jìn)展;2013年04期

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5 黃小蘭;陳建耀;周世寧;謝麗純;楊雪韻;蔣華波;董林W

本文編號(hào)：2820443