畢節(jié)學院地理與生命科學學院地理科學專業(yè)本科畢業(yè)論文（設計）

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設計）</p><p>　　題 目： 倒天河底泥硝態(tài)氮含量的</p><p>　　空間差異及成因分析 </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　教 學 院： 地理與生命科學學院</p

2、><p>　　專業(yè)班級： 地理科學2010級</p><p>　　指導教師： （講師）</p><p>　　完成時間： 2014年04月10日 </p><p><b>　　畢節(jié)學院教務處制</b></p><p>　　倒天河底泥硝態(tài)氮含量的空間差異及成因分析</p&

3、gt;<p>　　摘要：采用土壤硝態(tài)氮的紫外分光光度法，研究倒天河表層底泥硝態(tài)氮含量的空間分布差異及成因。研究結果表明，倒天河底泥硝態(tài)氮含量的空間分布存在差異.影響倒天河底泥硝態(tài)氮含量的因素有很多，其中人類活動為主要的影響因素，包含了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和人類工業(yè)活動，使得河流底泥硝態(tài)氮的含量不同。</p><p>　　關鍵詞：倒天河；表層底泥；硝態(tài)氮；空間差異；成因</p><p>

4、;　　Dao tian river sediment nitrate nitrogencontent analysis</p><p>　　of the differences and causes of space</p><p>　　Abstract: Ultraviolet using soil nitrate spectrophotometry, study and genetic

5、 differences in the distribution of DaoTian river surface sediment of nitrate nitrogen content in space. Research results show that, DaoTian river sediment content of nitrate nitrogen spatial distribution differences. Th

6、ere are many factors that affect the DaoTian river sediment nitrate content, in which human activities as the main influencing factors, including agricultural production activities and human industrial a</p><p

7、>　　Key words: DaoTian River; Surface sediment; nitrate nitrogen; spatial difference; causes </p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

8、　　摘要：i</b></p><p>　　Abstractii</p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　1.研究內(nèi)容與方法1</p><p>　　1.1研究區(qū)概況1</p><p>　　1.2 底泥土壤樣品采集方法與處理2</p>&l

9、t;p>　　1.3土壤硝態(tài)氮測定2</p><p>　　1.3.1 方法原理2</p><p>　　1.3.2實驗器材2</p><p>　　1.3.3 實驗試劑2</p><p>　　1.3.4 測定步驟3</p><p>　　1.3.5結果計算4</p><p>　　2.

10、結果與分析4</p><p>　　2.1 倒天河底泥硝態(tài)氮含量折線圖5</p><p>　　2.2底泥硝態(tài)氮含量的空間分布特征及成因5</p><p>　　2.2.1整體空間分布特征及成因5</p><p>　　2.2.2 局部空間差異及成因5</p><p>　　3. 結論與展望7</p>

11、<p><b>　　3.1 結論7</b></p><p><b>　　3.2 展望7</b></p><p><b>　　參考文獻8</b></p><p><b>　　致 謝9</b></p><p><b>　　引言&

12、lt;/b></p><p>　　畢節(jié)市區(qū)有一部分的生活污水、醫(yī)院污水、工業(yè)污水經(jīng)排污管道引入畢節(jié)污水廠處理后排入入河中，一部分污水則未經(jīng)處理直接通過排污管道進入河中，而經(jīng)污水廠處理后的污水中仍然含有大量氮化合物，這主要由于城市污水收集與處理設施建設的滯后。加上社會的發(fā)展和人口的增長，污水排放量逐年增加，人類活動頻繁，使得倒天河部分河段出現(xiàn)深潭和死水，枯水期季節(jié)臭氣熏天，水質(zhì)惡化。而排入河中的污水含有大量氮

13、、磷化合物，導致河流富營養(yǎng)化。然而河流底泥中硝態(tài)氮含量與河水中的氮化合物有密切聯(lián)系，而在不同河段受到不同因素的影響，所以導致倒天河底泥硝態(tài)氮含量存在空間上的差異。河流底泥硝態(tài)氮含量反映出河流受污染狀況。</p><p>　　近年來外源污染負荷有所減少,但河流底泥中長時間積聚了大量污染物又成為重要的污染源。</p><p>　　影響土壤硝態(tài)氮的含量的因素有很多，人為活動為主要因素之一，而廢水

14、、污水的排放，土壤質(zhì)地，降水，農(nóng)業(yè)施肥等都會影響到土壤硝態(tài)氮含量。對此，國內(nèi)外很多學者做了很多的研究。黃紹敏等的研究表明土壤類型決定硝態(tài)氮的基礎含量，是影響的內(nèi)因，影響硝態(tài)氮含量的外界因素如施肥，施肥量，氮肥品種，土壤溫度和濕度，土壤質(zhì)地[1]。劉洪斌等的研究表明地下水埋深越淺，硝態(tài)氮含量越高，污染越為嚴重，農(nóng)田利用類型是影響地下水硝態(tài)氮污染程度的另一個重要因素[2]。王慶鎖等的研究表明密云水庫流域農(nóng)田的地下水硝態(tài)氮含量與地下水水位呈負

15、相關，而與化肥氮的施用量呈正相關[3]。李志瑞等的的研究表明生物脫氨氮是由硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再由反硝化菌將硝態(tài)氮還原轉(zhuǎn)化為N2，從而達到脫氮的目的[4]。莫世江等的研究表明水體污染既受流域內(nèi)降水、地形坡度、植被覆蓋、土地利用強度與方式等因素的作用；也具高度開放性和脆弱性的喀斯特水文系統(tǒng)密切相關[5]。本研究研究了倒天河枯水期硝態(tài)氮含量能夠為其他研究者提供理論依據(jù)和提示。能為倒天河水污染治理和土地的合理規(guī)劃方面能為有關部門提供一定

16、的理論依據(jù)，且能為相關污水處理機構提供理論依據(jù)。 </p><p><b>　　1.研究內(nèi)容與方法</b></p><p><b>　　1.1研究區(qū)概況</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代化工業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化學肥料的普及，經(jīng)濟的快速提高，人口的劇增，工業(yè)污水及人類生活污水排放河流的數(shù)量急劇加大，進入水體的氮磷等污染

17、物質(zhì)增多，污染了水體，水質(zhì)惡化。</p><p>　　倒天河位于貴州西北部的畢節(jié)市區(qū)，發(fā)源于畢節(jié)市七星關區(qū)野角鄉(xiāng)黃泥沖，屬六沖河一級支流，城區(qū)段河道長約11km，倒天河在畢節(jié)市城區(qū)流向為北向南折東流穿城區(qū)，城區(qū)主要河段有三條小河在上、中、下各段匯入。畢節(jié)市地處貴州高原屋脊，烏江、珠江發(fā)源地，位于東經(jīng)105°36′～106°43′，北緯26°21′～27°46′之間，屬滇東高

18、原向黔中高原過渡的斜坡地帶。處于亞熱帶季風氣候區(qū)，70%的降水主要在5月～9月，降水時空分布不均，從而導致河流流量補給季節(jié)分配不均勻，呈現(xiàn)了倒天河的水文特征為夏季河流水流量大，出現(xiàn)汛期，冬季水流量小，水位降低[6]。</p><p>　　1.2 底泥土壤樣品采集方法與處理</p><p>　　土壤樣品采集于2014年2月進行，這時倒天河處于枯水期季節(jié)進行，水位較低，易于采集河流底泥。選取1

19、6個采集地點，按照多點混合采樣法，運用4米PPR自制管進行采樣，選取河流底泥土層深度0～20cm（底層深度20～30cm），每個樣品由采集點附近5個點以上土壤混合而成。采集的土壤樣品剔除雜物并立刻編號，經(jīng)室內(nèi)自然風干后裝袋保存?zhèn)溆谩?lt;/p><p>　　1.3土壤硝態(tài)氮測定</p><p>　　運用土壤紫外分光光度法進行測定</p><p>　　1.3.1 方法原理

20、</p><p>　　用氯化鈉溶液提取土壤硝態(tài)氮，于紫外分光光度計上分別測量其220nm和275nm的吸光度，前者是硝酸根和以有機質(zhì)為主的雜質(zhì)的吸收值，后者是以有機質(zhì)為主的雜質(zhì)的吸收值[7]。因為275nm處硝酸根已無吸收，而有機質(zhì)在275nm處的吸收值是220nm處的f倍[8]，故可將A275校正為有機質(zhì)在220nm處的干擾吸收，從A220中減去，即得硝酸根在220nm處的真實吸收值，再利用標準曲線法求得土壤中

21、硝態(tài)氮的含量。</p><p>　　1.3.2實驗器材 </p><p>　　紫外分光光度計(上海菁華科技儀器有限公司 754PC)和石英比色皿，恒溫培養(yǎng)搖床（上海一恒科學儀器有限公司THZ-10），萬分之一電子天平(河南鄭州TP-114)，250mL錐形瓶40個，50mL容量瓶6個，漏斗20個，10mL和2mL刻度吸管個一支,500mL容量瓶2個。</p><p>

22、;　　1.3.3 實驗試劑</p><p>　?。?）氯化鈉溶液1mol·L-1</p><p>　?。?）硫酸溶液，10%（V/V）</p><p>　　（3）硝態(tài)氮標準溶液：稱取于105°C烘制2小時的硝酸鉀0.3658g溶于水，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，用水定容。此溶液為100ug·mL-1硝態(tài)氮標準溶液，取上述溶液稀釋至20ug

23、·mL-1即硝態(tài)氮標準液。</p><p>　　1.3.4 測定步驟</p><p><b>　?。?）待測液制備</b></p><p>　　稱取10克風干土樣于250mL錐形瓶中，加入100mL l 1mol·L-1氯化鈉溶液，加塞振蕩2小時，過濾于干燥的250mL錐形瓶中，初液棄去，同時做試劑空白。</p>

24、<p>　　（2）標準曲線繪制與測定</p><p>　　吸取20ug·mL-1硝態(tài)氮標準溶液0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL分別置入50mL容量瓶中用水定容至刻度，再加入2mL10%硫酸溶液，搖勻。濃度分別為0.00、0.4.、0.80、1.60、2.40、3.20ug·mL-1。以零濃度標液作為參比，與220nm處測定標準系列

25、吸光度，繪制硝態(tài)氮標準曲線和建立回歸方程如圖1。</p><p>　　表1 標準溶液濃度吸光度的關系</p><p>　　圖1 硝態(tài)氮標液吸收曲線</p><p>　　（3）取土壤浸提液和試劑空白各20mL入錐形瓶中，加0.8mL10%H2SO4，搖勻。以試劑空白作對比，分別于220nm和275nm處測定吸光度。測定時向比色皿中加入待測液不超過3/4容積。</

26、p><p><b>　　1.3.5結果計算</b></p><p>　　根據(jù)測得A220和A275，按下式計算硝態(tài)氮的吸光度ΔA：</p><p>　　ΔA=A210-f×A275 (f取值取2)</p><p>　　由ΔA從標準曲線上查得待測液硝態(tài)氮濃度后，按下式進行計算土壤硝態(tài)氮含量（mgkg-1）:</

27、p><p>　　硝態(tài)氮含量（mg·kg-1）= 20×5×C/m</p><p>　　式中：C—待測液中硝態(tài)氮的質(zhì)量濃度（ug·mL -1）；</p><p>　　20—顯色的溶液體積(mL)；</p><p>　　5—稀釋倍數(shù)（即為土壤浸提比色液總體積100mL與顯色的溶液體積 20mL之比）；</

28、p><p>　　m—風干土質(zhì)量(g)；</p><p>　　由圖一回歸方程及計算公式得畢節(jié)市倒天河不同河段底泥硝態(tài)氮含量，結果見表2: </p><p>　　表2 倒天河底泥硝態(tài)氮含量</p><p><b>　　2. 結果與分析</b></p><p>　　2.1 倒天河

29、底泥硝態(tài)氮含量折線圖如圖2：</p><p>　　圖2 倒天河底泥硝態(tài)氮含量變化曲線圖</p><p>　　2.2底泥硝態(tài)氮含量的空間分布特征及成因</p><p>　　2.2.1整體空間分布特征及成因</p><p>　　整體空間分布不均，波動大，在相應的河段內(nèi)呈升高或下降的趨勢?？臻g差異大。</p><p>　　成

30、因：這主要在于隨著社會的發(fā)展需要，人類活動頻繁，人口數(shù)量的急劇增加，大量的生產(chǎn)工業(yè)廢水，生活污水的注入河流，在各河段內(nèi)注入量和所帶來磷、氮素量不同，從而導致河流中硝態(tài)氮含量的變化，而底泥對的硝態(tài)氮含量與河水中的氮化合物有密切聯(lián)系，使得底泥硝態(tài)氮含量在不同河段空間分布不均，變化波動大，呈上升或下降趨勢。</p><p>　　2.2.2 局部空間差異及成因</p><p>　?。?）天河水庫至

31、天河小橋河段：天河水庫及水庫出口的含量值處于正常值范圍內(nèi)（土壤硝態(tài)氮含量正常值范圍5～10mg·kg-1[9]，一般春播前肥力較低的土壤含硝態(tài)氮5-10mg/kg，肥力較高的土壤硝態(tài)氮含量有時可超過20mg·kg-1），其值在6.7mg·kg-1左右擺動，而天河小橋河段的硝態(tài)氮含量升高到了12.6469 mg·kg-1。</p><p>　　其主要原因在于：處于河流上游，植

32、被覆蓋率高，河中水生生物種類多樣化，維持氮元素循環(huán)的平衡。人類活動少，工廠等建設少，農(nóng)業(yè)耕地少，這樣注入河流中的磷、氮素少，主要補給是來自于地表徑流水中補給。而往下游河流底泥中硝態(tài)氮的含量逐漸增加，由原來天河水庫的硝態(tài)氮含量6.7045mg·kg-1增加到沙帽山的12.6469mg·kg-1。這主要在于沿著河流下游方向，人口數(shù)量增加，生活污水排放量增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面積增加，農(nóng)業(yè)施肥使得硝態(tài)氮含量過高或積累，由地表地下徑

33、流帶入河中，從而導致注入河流的氮素量增大，使得河流底泥中硝態(tài)氮含量增大。</p><p>　?。?）天河小橋至六洞橋河段：硝態(tài)氮含量從12.6496mg·kg-1下降到4.7261mg·kg-1，下降趨勢較大。</p><p>　　其主要原因在于：該河段處于畢節(jié)城區(qū)與農(nóng)作物種植區(qū)之間，處于城區(qū)邊緣帶，該區(qū)域農(nóng)作為種植面積明顯減少，硝態(tài)氮來源渠道相應減少，導致往下游方向至

34、六洞橋河段硝態(tài)氮含量相對于天河小橋河段含量減少。</p><p>　　（3）南關橋至麻園轉(zhuǎn)盤至污水廠河段：南關橋至麻園轉(zhuǎn)盤河段硝態(tài)氮含量呈上升趨勢，而麻園轉(zhuǎn)盤硝態(tài)氮含量達到20.4444mg·kg-1，含量相對較高。南關橋至污水廠河段含量又呈下降趨勢。</p><p>　　主要原因在于：該河段位于城區(qū)中心，人類活動頻繁，人口數(shù)量大，生活污水排量大，生活污水注入河流在該河段內(nèi)較集中

35、。在該河段內(nèi)按一定的距離修筑河堤，使得水流速度在該河段內(nèi)減緩，硝態(tài)氮得以保留有底泥中，所以含量高。沿著河流下游方向由于來自由河流上游的在硝態(tài)氮大多停留于河堤中，導致下游河流中硝態(tài)氮含量相對下降，所呈現(xiàn)了從麻園轉(zhuǎn)盤硝態(tài)氮含量20.4444mg·kg-1下降到污水廠7.6012mg·kg-1的現(xiàn)象。</p><p>　　（4）污水廠至德西新區(qū)公路橋河段：該河段內(nèi)硝態(tài)氮含量較高，均值含量達到20mg

36、·kg-1以上，污染較為嚴重。</p><p>　　主要原因：污水廠主要處理畢節(jié)城區(qū)污水后排放于河流中。污水處理是指采用生物、物理及化學的方法對生活污水和工業(yè)廢水進行處理以分離水中的固體污染物并降低水中的有機污染物和富營養(yǎng)物，從而減輕污水對環(huán)境的污染。但由于畢節(jié)污水廠處理設施建設滯后。而水中硝酸鹽氮（NO3--N）是在有氧環(huán)境下含氮化合物中最穩(wěn)定的一種，亦是含氮有機物經(jīng)無機物作用的最終分解產(chǎn)物[10]。

37、所以經(jīng)過處理后的水中還帶有部分的氮化合物排入河流中，再加上沿河景觀建設，導致兩側(cè)的農(nóng)業(yè)土壤大量進入水體成底泥。從而使得下游河流及底泥中硝態(tài)氮含量增加。</p><p>　?。?）背景值對比：本研究采取兩個背景（即上游的的天河水庫背景和下游的德西新區(qū)公路橋背景）值進行比較，結果表明德西新區(qū)公路橋背景硝態(tài)氮含量高于天河水庫背景。原因在于天河水庫背景屬于撂荒地，而德西新區(qū)公路橋背景種植過農(nóng)作物，施加了肥料，從而導致天河

38、水庫背景硝的態(tài)氮含量低于農(nóng)校后大橋背景的硝態(tài)氮含量。所以農(nóng)業(yè)施肥是是影響土壤硝態(tài)氮含量的重要因素。</p><p><b>　　3. 結論與展望</b></p><p><b>　　3.1 結論</b></p><p>　　倒天河底泥硝態(tài)氮含量空間差異大，整體空間分布不均，波動大，在相應的河段內(nèi)呈升高或下降的趨勢。在人類活

39、動頻繁，人口集中，工廠，工業(yè)、農(nóng)業(yè)集中的河段中硝態(tài)氮含量高。</p><p>　　分析結果表明，影響倒天河底泥硝態(tài)氮的含量在空間上的差異原因有：1、不同河段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動不同，導致從耕地帶入河流中的氮量不同；2、不同河段上人類生活污水，工業(yè)廢水排放量不同，導致河流中硝態(tài)氮含量不同；3不同河段上建筑用地的面積不同，導致各河段上土壤機械組成結構不同，使得硝態(tài)氮含量有所不同。綜上3點所述，說明倒天河底泥中硝態(tài)氮含量存在空

40、間差異現(xiàn)象。</p><p>　　影響河流底泥硝態(tài)氮的含量的原因很多，人類活動是主要原因之一，本研究研究了倒天河枯水期硝態(tài)氮含量能夠為其他研究者提供理論依據(jù)和提示，也能為倒天河水污染治理和土地的合理規(guī)劃方面能為有關部門提供一定的理論依據(jù)，且能為相關污水處理機構提供理論依據(jù)。</p><p><b>　　3.2 研究展望</b></p><p>

41、　　倒天河底泥硝態(tài)氮含量的空間差異狀況和成因分析是一個復雜的過程，伴隨著眾多因素，并伴有不確定性的特點，因此本研究還需針對以下問題進行深入的探討和研究并加以解決：</p><p>　?。?）倒天河豐水期季節(jié)河流底泥硝態(tài)氮含量的空間差異及成因相關分析。</p><p>　　（2）春夏秋冬四個季節(jié)倒天河底泥硝態(tài)氮含量的空間差異及成因相關分</p><p><b&g

42、t;　　析。</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 黃紹敏, 皇甫湘榮, 寶德俊等. 土壤中硝態(tài)氮含量的影響因素研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護, 2001,20(5): 351-354. </p><p>　　[2] 劉洪斌, 李志宏, 張云貴等. 北京平原農(nóng)區(qū)地下水硝態(tài)氮污染狀況及其影響

43、因素研究[J]. 土壤學報, 2006,43(3): 405-413.</p><p>　　[3] 王慶鎖, 孫東寶, 郝衛(wèi)平等. 密云水庫流域地下水硝態(tài)氮的分布及其影響因素[J]. 土壤學報, 2011,48(1): 141-150. </p><p>　　[4] 李志瑞, 高會杰, 孫丹鳳. 含氨廢水生物脫氮工藝的研究進展[J]. 當 代 化 工, 2010,39(6): 664-

44、666. </p><p>　　[5] 莫世江, 張鵬飛, 丁衛(wèi)紅. 畢節(jié)市倒天河水庫水質(zhì)分析[J]. 貴州教育學院學報（自然科學）, 2006,17(2): 71-73. </p><p>　　[6] 胡輝, 劉愛華. 畢節(jié)地區(qū)種植業(yè)生產(chǎn)概況及今后發(fā)展方向[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學, 2002,30(1): 65～66. </p><p>　　[7] 宋歌, 孫

45、波, 教劍英. 測定土壤硝態(tài)氮的紫外分光光度法與其他方法的比較[J]. 土 壤 學 報, 2007,44(2): 288-293. </p><p>　　[8]趙力英, 秦海濤. 硝態(tài)氮的含量測定[J]. 內(nèi)蒙古石油化工, 2000,26: 40-43. </p><p>　　[9]倪青偉, 馮秀清. 論土壤污染產(chǎn)生的原因及防治對策[J]. 企業(yè)文化, 2012,（3）: 1-2. &

46、lt;/p><p>　　[10]劉鋒, 楊海亮, 盧斌等. 污水廠進水氮指標的討論[J]. 環(huán)境科技, 2011,24(1): 32-34. </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文能順利的完成，我由衷感謝我的指導老師(李XX老師)，他提供了研究的選題，在我進行樣品的采集和處理、室內(nèi)試驗及論文的撰寫我過程中，李老師都

47、給予了悉心的指導和幫助，特別是在實驗室試驗階段，他抽出了較多的時間專門指導，對論文的相關內(nèi)容和格式進行指導和修改，在研究的選題到畢業(yè)論文的定稿的整個過程中，都有老師的幫助和指導，讓我的畢業(yè)論文順利完成。同時，我要感謝在校四年里指導過我的老師們，他們讓我學到了很多的專業(yè)知識和經(jīng)驗技能，為論文的完成奠定了堅實的基礎，也讓我很好的成長。最后，我要感謝參與本研究的胡x、陳xx、和陳x同學，感謝他們在研究過程中做出的重要貢獻，以及他們的鼎力幫助和