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氮肥残留土壤数十年渗污地下水

导读:  加拿大和美国规定了饮用水中允许的硝酸盐量。在20世纪80年代,由美国环境保护署和美国地质调查局的调查表明,硝酸盐污染对供水系统的影响比其他任何污染物更加严重。

  法国巴黎皮埃尔和玛丽·居里大学与加拿大卡尔加里大学合作的一项新研究表明,给农作物施用的氮肥沉积在土壤中几十年,会以硝酸盐的形式泄漏并污染地下水,且持续渗透的时间超出以前预料。该研究成果刊登在最新一期的美国《国家科学院学报》上。

  加拿大和美国规定了饮用水中允许的硝酸盐量。在20世纪80年代,由美国环境保护署和美国地质调查局的调查表明,硝酸盐污染对供水系统的影响比其他任何污染物更加严重。

  研究人员发现,在1982年施用于农作物的合成氮肥,30年后,约15%仍然残留在土壤的有机物之中。在此期间,约10%的氮肥已从土壤向地下水渗透,并且还将持续保持至少50年的低量泄漏。

  卡尔加里大学地球化学教授、应用地球化学集团负责人伯恩哈德·梅耶说,调查结果表明,氮肥以很低的量渗透到地下水中,但持续几十年。梅耶尔在利用稳定同位素跟踪环境中的污染物方面是国际上公认的专家。皮埃尔和玛丽·居里大学的研究是首次使用稳定同位素的“指纹识别”,跟踪在过去几十年中残留于土壤中的氮肥。

  1982年,该研究小组利用稳定同位素氮-15,作为示踪物追踪施用于法国两片分别种植甜菜和冬小麦作物的两平方米土地中氮肥的踪迹。经过30多年的研究,他们测量了被植物吸收的氮-15标记肥料量中的氮肥,以量化在土壤中残留的氮肥量。

  该研究的新颖之处在于:研究人员随后判断出了保留在土壤中的氮肥“池”的长期命运。他们测量了土壤中两米多深的渗流水,以显示出泄漏到地下水中硝酸的肥料量。

  这项超过30年的研究发现,在1982年,施用的氮-15肥料有61%到65%被甜菜和小麦植株吸收。然而,在1985年或3年后的施用中,32%到37%的氮肥留存于土壤的有机物中,而在30年后仍有12%到15%逗留在土壤里。

  研究表明,1982年施用的氮肥有8%到12%在30年内以硝酸盐的形式泄漏到地下水中,并将继续低量泄漏至少50年,这在时间上超过了以前的预料。研究人员预测,在1982年最初施用的约15%氮肥将通过从土壤渗入地下水中而导出,时间跨度近一个世纪。

  梅耶尔推测,如果在加拿大的阿尔伯塔省开展同样的研究,在植物对氮肥的吸收和土壤的氮贮留方面将得到相似的调查结果,但是由于当地相对干燥的气候和不同的地质,可能会减缓硝酸盐对地下水的渗出率。

 

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