《Marine Pollution Bulletin》文章:破解胶州湾氮污染来源新特征:稳定同位素揭示氮再生过程成海湾硝酸盐库“主力军”

近海富营养化是威胁海洋生态健康的重要问题,而过量氮输入是其主要推手之一。随着我国入海河流总氮治理政策的大力推进,准确掌握新形势下陆源氮污染的具体来源、贡献比例及其在海湾中的命运,对于科学评估控氮成效、精准指导未来近海生态保护工作至关重要。中国科学院海洋研究所有害藻华防控与近海富营养化研究组,于2022年8月对胶州湾及其两条关键入海河流——大沽河与墨水河进行了综合调查。研究团队创新性地应用硝酸盐稳定同位素技术,结合贝叶斯同位素混合模型(SIAR)和海岸带陆海相互作用(LOICZ)收支模型,深入解析了河流硝酸盐的来源构成及其在胶州湾内的收支平衡与归趋路径。结果显示,入海河流硝酸盐来源迥异,如墨水河以城镇污水排放等点源污染为主,而大沽河则主要受粪便、化肥等农业面源污染影响,该差异与其流域土地利用类型密切相关。然而海湾硝酸盐库来源颠覆传统认知:包括地表径流和地下水在内的陆地输入仅占胶州湾水体硝酸盐储库的26.1%,海湾内部的硝酸盐再生过程(指氨化-硝化作用)成为最主要的贡献者,贡献率超过50%,凸显了海湾内部氮循环过程对维持硝酸盐浓度的重要性。输入胶州湾的硝酸盐,一部分被浮游植物同化吸收并最终沉积到海底,另一部分则随海流向黄海输出,共同构成胶州湾硝酸盐的两大重要归趋。该研究揭示了总氮治理调控政策下生物地球化学过程对海湾富营养化的潜在主导地位,为科学评估胶州湾总氮治理成效、动态调整优化氮污染控制策略、特别是加强有机氮管理以维护近海生态环境健康提供了重要的数据支撑和理论指导。

《Marine Pollution Bulletin》文章:破解胶州湾氮污染来源新特征:稳定同位素揭示氮再生过程成海湾硝酸盐库“主力军”
图1 夏季胶州湾及其典型入海河流硝酸盐的来源与收支特征

来源:Marine Pollution Bulletin

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