丹江口库区大气湿沉降特征及其对库区水质的影响

摘要

本论文以丹江口水库为对象，研究大气湿沉降特征及其丹江口水库水质影响。2017年8月至2018年12月分别在淅川县老沟村（农林业区）、淅川马蹬镇（交通区）、淅川县城（商业区）和渠首（水域）等4类主要生态区设置了4个监测点，对大气氮湿沉降进行了连续监测，对丹江口库不同生态区大气湿沉降无机氮时空变化特征及其来源进行了初步分析，并对大气湿沉降无机氮对库区水质的影响进行了评价。此外，运用三维荧光结合平行因子分析EEMs-PARAFAC方法对库区湿沉降荧光组分及其来源进行了研究，为明确大气沉降污染物来源及其对丹江口库区水质的影响提供了理论依据。主要研究结果如下： （1）丹江口库区4个监测点淅川老沟村、淅川马蹬镇、淅川县城和渠首的铵态氮、硝态氮以及总无机氮含量范围分别为0.186~7.79mgN·L-1（均值为1.66mgN·L-1）、0.14~6.8mgN·L-1（均值为1.28mgN·L-1）、0.51~13.63mgN·L-1（均值为3.01mgN·L-1）。无机氮浓度均大于1.0mgN·L-1，超出了我国地表水环境质量Ⅲ类标准，必然会对库区水质产生影响。受降雨量影响，湿沉降无机氮浓度呈秋季＞冬季＞春季＞夏季的特征。 （2）丹江口库区农业生态区的老沟村监测点沉降通量最低（16.43mgN·L-1），低于代表交通区的马蹬镇监测点（16.93mgN·L-1）及代表商业区的淅川县城监测点（25.53mgN·L-1），代表水域的渠首监测点沉降通量最高（29.68kgN·hm-2），超出了生态系统氮沉降饱和度的临界点25kgN·hm-2，说明大气无机氮湿沉降给库区的水质带来了较高的氮素输入。库区无机氮沉降通量存在明显月季变化特征，最高沉降量出现在5月，最低发生在12月，二者相差400倍。库区铵态氮、硝态氮以及无机氮湿沉降通量均呈春季＞夏季＞冬季＞秋季的季节分布规律。总的来说，大部分月份铵态氮的通量要明显高于硝态氮，说明了库区大气无机氮农业排放源占主导地位；降水是影响无机氮湿沉降的最关键因素，湿季（4~9月）铵态氮、硝态氮和总无机氮沉降通量分别为干季（10~3月）的2.77、6.05和4.2倍，说明4~9月是库区氮沉降的主要时期。 （3）通过PARAFAC模型对研究区有机质荧光组分进行精准识别，样品测定解析出的有机质荧光组分C1、C2、C3和C4的浓度存在着明显的差异。所占比重较大的是类络氨酸，占到整体的48%（均值），其次是类蛋白物质（色氨酸类）占到约24%，类腐殖质物质占到18%，而富里酸类物质占到10%，说明天然源所占比例达72%，而人为源仅占28%。

目录

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第一章 文献综述

1.1 大气沉降

1.2.1 大气沉降

1.2.2 大气氮沉降的主要污染物

1.2.3 大气沉降的特征

1.2.4 大气沉降对于环境的影响

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究技术路线图

第二章 材料与方法

2.1 试验区域概况

2.2.1 采样点的选取

2.2.2 样品采集与分析

2.2.3 测定指标与测定方法

2.2.4 数据分析

第三章 丹江口库区无机氮湿沉降特征

3.1 库区不同生态区降雨分布状况

3.2 库区无机氮湿沉降特征

3.2.1 不同生态区大气湿沉降无机氮浓度分布规律

3.2.2 不同生态区湿沉降无机氮浓度月变化规律

3.2.3 不同生态区湿沉降无机氮浓度季节变化规律

3.3 无机氮沉降通量变化规律

3.3.1 不同生态区无机氮湿沉降通量的月变化规律

3.3.2 不同生态区无机氮湿沉降通量的季节变化规律

3.3.3 不同生态区氮湿沉降通量干湿季变化规律

3.4.1 不同生态区氨氮/硝氮比

3.4.2 不同生态区各指标相关性分析

3.4.3 湿沉降对库区水质的影响

3.5 本章小结

第四章 监测点湿沉降溶解有机质三维荧光光谱特征

4.1 结果与讨论

4.1.1 丹江口水库的荧光组分实验结果

4.1.2 丹江口水库荧光组分特征分析

4.1.3 荧光光谱参数指示下的有机质来源分析

4.2 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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