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富营养化的水体与温室气体排放

王东启  陈振楼  许世远  孙玮玮  叶明武  
【摘要】:自上个世纪以来输送到河口滨岸平原地区的氮成倍增长,营养盐输入和水体的富营养化导致的海岸带缺氧死区面积自1960年以来成指数增加。增加的氮输入刺激了环境中微生物的生命过程,N2O排放明显增加,而河流水体CH4和N2O呈过饱和和高度过饱和状态。基于全球现有数据的模型研究表明人类活动导致的N2O排放占河口区水体排放的90%以上。我国滨岸平原地区河网纵横,尤其是河口三角洲地区,水系发达,河流水域面积占区域总面积相当大的比重。同时这一地区也是我国经济发展最快的区域,伴随着经济发展的同时,区域水环境质量显著下降,尤其是近二十年城镇化过程加快和经济的高速发展,导致水网富营养化严重,目前环太湖河流国控监测断面中Ⅳ、Ⅴ类水占49%,劣Ⅴ类占31%,而上海市除黄浦江干流还能够保持在Ⅲ类水以外,城市和郊区河网水质大都属于Ⅴ类或劣Ⅴ类水质。大量的氮磷输入和有机物积累,使得长江三角洲河网可能成为CH4和N2O的潜在排放源。为此本研究中以上海市黄浦江上游和崇明岛河网为代表,对长江三角洲平原河网夏季表层水体溶存甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)浓度、饱和度及其水—气界面排放通量进行了调查。结果表明,河网水体溶存CH4浓度和N2O浓度分别在0.30±0.03~6.66±0.14μmol·L-1之间和13.8±2.33~435±116mol·L-1之间。溶存CH4饱和度达到468±49.0~11560±235%,而溶存N2O饱和度达到175±29.5~4914±1304%,都处于高度过饱和状态。夏季7月上海市河网水体-大气界面CH4和N2O排放通量达到778±59.8μmol·m-2·h-1和236±63.6μmol·m-2·h-1,富营养化的平原地区河网水体可能成为大气CH4和N2O的一个重要潜在排放源。

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