氮氧同位素示踪河北平原包气带和地下水中氮的来源与迁移转化机理
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河北平原(即京津以南平原)是华北平原的重要组成部分,为我国重要的粮食产地和蔬菜基地。随着工农业生产的快速发展,农村和城市的地下水中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮污染不断加剧,河北平原浅层地下水氮素污染严重,需要及时研究其污染机理,以便加以管控。“十二五”和“十三五”期间,国内一些高等院校和科研单位的专家学者对华北平原(海河流域)地表水和地下水从流域的角度进行了大量的研究,获得了许多科研成果,做出了重要贡献。

高太忠等所著的《氮氧同位素示踪河北平原包气带和地下水中氮的来源与迁移转化机理》,以河北平原为研究区,在野外调查的基础上,将理论分析与室内实验研究相结合,运用氮氧双同位素示踪技术和环境微生物技术及室内模拟实验,最终应用数学模型模拟预测氮的迁移转化规律。著者系统研究了河北平原的包气带和浅层地下水中的氮来源、氮污染过程及对地下水的影响。通过监测浅层地下水中氮污染物并进行双同位素示踪,查明了河北平原包气带和浅层地下水中氮的污染来源;通过研究农田土壤中氮的迁移转化,查明了地下水和包气带中氮的迁移转化机理。针对河北平原潮土、褐土中参与氮循环的微生物,对氨化细菌、硝化细菌和异养硝化好氧反硝化细菌进行富集、分离筛选和鉴定,得到8种高效菌种;采集6个地区的潮土和3个地区的潮褐土进行小白菜土培实验,运用地表水和地下水两种水质,加入促进氮素代谢的加强菌和拮抗病虫害促进植物生长的拮抗促生菌,考察了不同水质滴灌下土壤中的微生物群落结构和氮素代谢过程。利用高通量测序,能够针对某个菌种,测定出上百株细菌的基因组序列,为分类全基因组信息提供技术基础。

著者着重将包气带和浅层地下水作为一个系统,深入地研究了包气带和浅层地下水中氮的来源与迁移转化机理,并提出了包气带和地下水中氮污染的控制对策。此研究成果的及时出版,对河北平原包气带和地下水中氮污染的监测、控制与管理都具有广泛的应用和科学意义。

2017年7月10日