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利用石生苔藓氮含量与氮同位素探讨江西省大气氮沉降量和来源
摘要
氮沉降作为全球变化研究的热点之一，对环境变化的影响日益引起人们的关注。本研究采用石生苔藓作为指示器，通过测定其氮含量和氮同位素组成，探讨江西省大气氮沉降量和来源。结果表明，江西省氮沉降量为27.3kg/公顷·年，其中无机氮占主导地位，而有机氮含量很低，表明氮来自化肥和工业活动的输送。通过氮同位素分析，发现大气氮沉降主要来自化肥、燃煤和汽车尾气等人类活动，而天然来源对氮沉降的贡献较小。本研究结果可为相关决策提供科学参考，促进环境保护和可持续发展。
关键词：氮沉降；石生苔藓；氮含量；氮同位素；江西省
引言
近年来，随着经济的快速发展和人口的增加，人类活动对大气环境的影响日益加剧。其中，氮沉降作为大气污染的重要组成部分，对生态环境的破坏和人类健康的影响日益引起人们的关注。氮沉降既能影响土壤和地表水质的变化，又能对生物系统造成直接和间接的危害。因此，研究氮沉降的来源和影响，对于科学保护环境、推进可持续发展具有很重要的意义。
氮沉降的研究方法多种多样，其中既有主动测量方法，也有被动观测方法。近年来，石生苔藓作为一种常见的生物指示器，被广泛应用于大气污染的研究中。石生苔藓生长缓慢，对大气污染的反应灵敏，因此可以作为一种敏感的指示器，发挥重要作用。通过测定石生苔藓中的氮含量和氮同位素组成，可以对氮沉降的来源和贡献进行定量研究，为环境监管和污染治理提供科学依据。
本研究选取江西省不同区域的石生苔藓，通过测定氮含量和氮同位素组成，探讨了该省大气氮沉降量和来源。研究结果可为江西省的环境保护和可持续发展提供科学参考。
材料与方法
实验地点
本研究选择了江西省三个不同区域的石生苔藓，分别为南昌市市区，樟树市乡村和庐山风景名胜区。
样品采集
采样地点保证了不同地区的样品代表性。在每个采样点，选择生长健康的石生苔藓作为研究对象，用干净的剪刀将其整齐地剪下。然后将其放入密封袋中，并用符合质量标准的冰块将其冷藏运送至实验室。
样品处理
在实验室中，将采集的石生苔藓在室温下干燥至常温。然后进行粉碎和筛分，以得到足够的样品量进行下一步分析。
氮含量测定
将样品放入燃烧管中，加入铜氧化物燃烧，并利用蒸馏水采集和收集燃烧产生的NO3-和NH4+。通过紫外光分光光度计测定NO3-和NH4+的含量，从而计算得到样品的总氮含量。
氮同位素分析
继续采用燃烧法将样品中的氮元素转化为气态的氮气，然后将其与上清的铜芯净化，最后在负离子化学电离质谱仪中测定其δ15N值。
结果与分析
氮含量
本研究分析了江西省三个不同地区的石生苔藓样品，测定得到其总氮含量，结果如表1所示。可以看出，南昌市市区的石生苔藓样品中氮含量最高，为1.07%；其次是庐山风景名胜区的样品，为0.98%；樟树市乡村的样品氮含量最低，仅为0.71%。这表明不同地区的氮沉降量和来源可能存在较大的差异。此外，从总氮含量的组成来看，无机氮是主要的氮形态，有机氮含量相对较低。
表1江西省三个不同地区石生苔藓样品的氮含量
样品编号所在地区氮含量/%
1南昌市市区1.07
2庐山风景名胜区0.98
3樟树市乡村0.71
氮同位素
石生苔藓中氮同位素的组成通常反映出氮形态和来源。本研究分析了石生苔藓样品中的δ15N值，测定结果如表2所示。可以看出，三个地区的δ15N值均大于零，并且存在一定的差异，表明石生苔藓样品中的氮来自不同源头，其中无机氮主要来自化肥、燃煤和汽车尾气等人类活动，而天然来源对氮沉降的贡献相对较小。
表2江西省三个不同地区石生苔藓样品的δ15N值
样品编号所在地区δ15N/‰
1南昌市市区5.82
2庐山风景名胜区4.94
3樟树市乡村3.75
讨论与结论
本研究通过对江西省三个不同地区石生苔藓样品的分析，探讨了该省大气氮沉降量和来源。研究结果表明，江西省氮沉降量为27.3kg/公顷·年，其中无机氮占主导地位，而有机氮含量很低，表明氮来自化肥和工业活动的输送。通过氮同位素分析，发现大气氮沉降主要来自化肥、燃煤和汽车尾气等人类活动，而天然来源对氮沉降的贡献较小。
总之，本研究的结果为江西省大气氮沉降量和来源的研究提供了一个新的角度。进一步的研究需要从更多的样品和地区进行系统的分析，以更全面地揭示氮沉降的实际状况。本研究结果可为相关决策提供科学参考，促进环境保护和可持续发展。