pH對(duì)高原山地農(nóng)村溝渠底泥氮形態(tài)及氨氮釋放通量影響模擬研究

龔云輝，劉云根，2，王 妍，2，楊思林①，劉 鵬，張晉龍

(1.西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650224；2.云南省山地農(nóng)村生態(tài)環(huán)境演變與污染治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650224)

氮是水體生態(tài)系統(tǒng)新陳代謝的關(guān)鍵元素，也是水體初級(jí)生產(chǎn)力關(guān)鍵限制性因子之一[1-2]。底泥作為水中氮素的內(nèi)源載體，是上覆水體中氮的重要來源[3]。在適宜條件下，底泥中氨氮會(huì)通過沉積物再懸浮、擴(kuò)散和對(duì)流等作用向上覆水釋放。但并非所有氮形態(tài)都能直接進(jìn)入上覆水參與生物地球化學(xué)循環(huán)[4]，由于底泥中的氮擁有比較復(fù)雜的結(jié)合形式和賦存形態(tài)，不同形態(tài)氮存在不同釋放能力，只有較活躍的氮組分才能在底泥-水界面發(fā)生轉(zhuǎn)化遷移，進(jìn)而給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境帶來“二次污染”[5]。氨氮既是河湖水生植物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)源，又是湖泊、河流和水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)[6]，明確底泥-上覆水界面氨氮釋放通量變化對(duì)研究底泥中氮污染物釋放遷移變化規(guī)律具有重要作用。大量研究表明，pH作為底泥中氮素轉(zhuǎn)換主要影響因子，對(duì)底泥-上覆水界面氮素硝化反硝化過程有一定影響。梁淑軒等[7]研究發(fā)現(xiàn)pH在強(qiáng)酸和弱堿條件下能明顯促進(jìn)氮的釋放，而在中性條件下氮釋放速率最??；李家兵等[8]和MOUDIONGUI等[9]研究結(jié)果表明在酸性條件下底泥中氮反硝化作用會(huì)受到抑制；而ZHU等[10]發(fā)現(xiàn)pH與底泥中氮釋放及氮賦存形態(tài)變化有直接關(guān)系。更多研究主要集中于pH對(duì)水庫(kù)、河口濕地、湖泊和城市內(nèi)河等底泥氮釋放影響，而對(duì)高原山地農(nóng)村溝渠底泥氮污染研究相對(duì)缺乏。

云貴高原山地農(nóng)村具有明顯的流域邊界和獨(dú)特的地形條件，農(nóng)村分布密度大，流域來水量少，山地農(nóng)村下游往往是湖泊和河流的支流或源頭，因此山地農(nóng)村溝渠污水下流易造成下游河流、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化，威脅生態(tài)系統(tǒng)平衡[11]。研究[12]表明農(nóng)村溝渠污水來源差異大，溝渠底泥中氮污染主要源于廚余垃圾、畜禽糞便浸出水和生活污水等。山地農(nóng)村溝渠底泥中氮釋放的環(huán)境影響因子與湖泊、水庫(kù)和河流有很大差別，且pH對(duì)高原山地農(nóng)村溝渠底泥氮形態(tài)特征和釋放通量的研究鮮見報(bào)道。因此，探析pH對(duì)高原山地農(nóng)村溝渠底泥氮釋放特征，對(duì)高原湖泊河流保護(hù)具有重要意義。鑒于此，以滇池流域典型高原山地農(nóng)村溝渠底泥為研究對(duì)象，采取室內(nèi)模擬方式探析在不同pH條件下溝渠底泥氮釋放通量及氮形態(tài)轉(zhuǎn)化特征，為實(shí)施農(nóng)村生態(tài)環(huán)境綜合整治、高原湖泊河流治理和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與分析

實(shí)驗(yàn)底泥采集自昆明市官渡區(qū)小康郎小村槽河段(25°06′～25°07′ N、102°53′～102°54′ E)，位于云南省滇池東北岸，屬于滇池流域?qū)毾蠛幼恿饔?。?019年5月進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣，選取4個(gè)(S1～S4)具有代表性的樣點(diǎn)(圖1)。采用水質(zhì)采樣器(BC-9600)和彼得森采泥器采集溝渠表層原位水15 L和0～15 cm處溝渠底泥20 kg，分別裝入聚乙烯瓶和聚乙烯袋中，將4個(gè)采樣點(diǎn)底泥樣品均勻混合，標(biāo)記好后把底泥和水樣密封存放于便攜式冰箱中帶回實(shí)驗(yàn)室低溫避光保存，剔除底泥雜質(zhì)后選取一部分陰干用于測(cè)定基本理化指標(biāo)。

采用哈希HQ30D便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀測(cè)定采樣點(diǎn)上覆水pH、DO和Eh值，并于24 h內(nèi)測(cè)定水樣TN和NH4+-N濃度，測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[13](表1)。底泥氮賦存形態(tài)分析方法采用連續(xù)分級(jí)提取法[14]，分別測(cè)定離子交換態(tài)氮(IEF-N)、弱酸浸取態(tài)氮(WAEF-N)、強(qiáng)堿浸取態(tài)氮(SAEF-N)和強(qiáng)氧化劑浸取態(tài)氮(SOEF-N)含量。

表1 溝渠水質(zhì)理化指標(biāo)

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究區(qū)溝渠調(diào)查數(shù)據(jù)和相關(guān)研究[11]結(jié)果表明，農(nóng)村溝渠上覆水pH值通常在6.5～8.5之間，局部會(huì)大于10.5。為研究pH值在最大范圍內(nèi)對(duì)溝渠底泥氮形態(tài)轉(zhuǎn)化和釋放通量的影響，設(shè)置4個(gè)pH梯度(5.5、7.5、9.5和11.5)條件下滅菌和未滅菌2個(gè)處理組，以pH=7.5作為CK對(duì)照，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。采用24個(gè)2 L有機(jī)玻璃容器作為模擬實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器，其中12個(gè)為棕色滅菌反應(yīng)器，以1 mol·L-1鹽酸和1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上覆水pH值。棕色滅菌反應(yīng)器內(nèi)底泥采用三氯甲烷滅菌處理(1 L底泥與500 mL三氯甲烷均勻混合，浸泡24 h后過濾掉多余液體)，上覆水樣采用高溫滅菌鍋(121 ℃、30 min)進(jìn)行滅菌處理，棕色瓶口用橡膠塞塞緊并用凡士林密封，避光放置。分別于模擬實(shí)驗(yàn)開始5、10、15、20、25和30 d測(cè)定上覆水pH、ρ(DO)和Eh等物理指標(biāo)后采集上覆水和底泥樣品，以測(cè)定上覆水氨氮濃度及底泥氮形態(tài)含量，上覆水采集后取原溝渠地表水補(bǔ)充至玻璃容器原始刻度處。

1.3 數(shù)據(jù)分析與計(jì)算

根據(jù)上覆水氨氮含量隨時(shí)間的變化，可計(jì)算沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽氨氮釋放通量，計(jì)算公式[15-16]為

(1)

式(1)中，r為釋放通量，mg·m2·d-1；V為上覆水體積，L；Cn為第n次取樣的水中營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度，mg·L-1；C0為上覆水初始營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度，mg·L-1；Vi為每次采集水樣體積，L；Ca為添加溝渠原水后水中營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度，mg·L-1；Ci-1為第i-1次采樣時(shí)水中營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度，mg·L-1；A為沉積物表面積，m2；t為釋放時(shí)間，d。

底泥中各形態(tài)氮含量計(jì)算公式[17]為

w=c×n/m。

(2)

式(2)中，w為各形態(tài)氮含量，g·kg-1；c為由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的各形態(tài)氮質(zhì)量，g；n為分取倍數(shù)；m為沉積物干重，g。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 21.0軟件進(jìn)行前期處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Canoco 5.0軟件進(jìn)行各氮形態(tài)和環(huán)境因子冗余分析，采用Origin 2019和ArcGIS 10.2軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH對(duì)底泥氮形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響

不同pH條件下底泥中各形態(tài)氮平均含量變化特征見圖2。離子交換態(tài)氮(IEF-N)作為底泥中最活躍的一部分，與底泥結(jié)合能力最弱，是最容易釋放的吸附態(tài)氮，同時(shí)也是底泥-水界面交換最頻繁的氮，生物擾動(dòng)以及pH、ρ(DO)、溫度、有機(jī)質(zhì)和鹽度等都會(huì)直接影響IEF-N的釋放[18]。整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，不同pH條件下未滅菌和滅菌處理IEF-N平均含量范圍分別為1.65～3.21和1.25～3.33 g·kg-1。弱酸浸取態(tài)氮(WAEF-N)是一種碳酸鹽結(jié)合態(tài)氮，釋放能力稍低于IEF-N，與底泥結(jié)合能力相當(dāng)于碳酸鹽結(jié)合能力[19]。不同pH條件下未滅菌和滅菌處理WAEF-N含量范圍分別為1.37～2.41和1.33～1.99 g·kg-1。強(qiáng)堿浸取態(tài)氮(SAEF-N)主要為底泥中與鐵錳氧化物相結(jié)合的氮，其與底泥的結(jié)合能力與鐵、錳、鎂等金屬氧化物相當(dāng)，釋放能力較弱于IEF-N和WAEF-N[20]。不同pH條件下未滅菌和滅菌處理SAEF-N平均含量范圍分別為1.58～2.43和1.50～2.38 g·kg-1。強(qiáng)氧化劑浸取態(tài)氮(SOEF-N)主要為與高分子有機(jī)質(zhì)硫化物相結(jié)合的氮，其以有機(jī)物形式存在于底泥中，是4種形態(tài)氮中最難釋放、最穩(wěn)定、含量最高的氮[21]。不同pH條件下未滅菌和滅菌處理SOEF-N平均含量范圍分別為1.44～3.46和1.31～2.71 g·kg-1。農(nóng)村溝渠底泥各形態(tài)氮含量隨著pH的升高呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)，其中IEF-N、SAEF-N和SOEF-N含量均隨著pH的增加呈逐漸減小趨勢(shì)，且pH=5.5時(shí)IEF-N、SAEF-N和SOEF-N含量顯著高于pH=11.5，而pH=7.5與pH=9.5時(shí)無顯著差異。WAEF-N含量則隨pH的上升不斷增加，pH=11.5時(shí)WAEF-N含量顯著高于pH=5.5，而pH=7.5與pH=9.5之間無顯著差異。

如圖2所示，在不同pH條件下，底泥各形態(tài)氮含量變化呈不同特征，在偏堿性條件(pH≥9.5)下IEF-N、SAEF-N和SOEF-N含量較酸性條件(pH=5.5)要小，說明較高pH條件下底泥中IEF-N、SAEF-N和SOEF-N含量比低pH條件更易釋放。而在低pH條件下WAEF-N含量要小于高pH條件，表明酸性條件較堿性條件更有利于WAEF-N釋放。由于高原山地農(nóng)村溝渠具有水深較淺、分布密度大、流域來水量少和流動(dòng)性差的特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)廢水、生活污水、畜禽養(yǎng)殖廢水和糞便浸出水不斷排入溝中，改變了溝渠上覆水pH，進(jìn)而影響底泥中氮的釋放[22]。強(qiáng)堿條件(pH=11.5)下底泥中IEF-N會(huì)與OH-相結(jié)合，以氣體形式釋放到上覆水中[23]。SAEF-N受底泥中氧化還原環(huán)境、有機(jī)質(zhì)含量和微生物活動(dòng)影響，堿性條件有利于SAEF-N向上覆水體釋放而被生物利用，這與趙海超等[24]對(duì)洱海沉積物中不同形態(tài)氮的研究結(jié)果相一致。而SOEF-N含量一方面與底泥pH、氧化還原環(huán)境有直接關(guān)系，另一方面則受底泥粒度和表層有機(jī)質(zhì)輸送速度影響。pH增加使底泥處于還原環(huán)境，導(dǎo)致底泥中有機(jī)質(zhì)的陽(yáng)離子容易與糖類、氨基酸、酚類和蛋白質(zhì)等有機(jī)顆粒相結(jié)合[25]，促進(jìn)SOEF-N的釋放。底泥中WAEF-N分布特征和含量變化與pH密切相關(guān)，pH變化會(huì)影響底泥中有機(jī)質(zhì)礦化過程，CaCO3等碳酸鹽在酸性條件下發(fā)生溶解或沉淀，使碳酸鹽與NH4+和NO3-相結(jié)合[26]，釋放到上覆水中。

如圖2所示，各形態(tài)氮含量由高到低依次為SOEF-N>IEF-N>WAEF-N>SAEF-N。同一pH條件下未滅菌與滅菌處理對(duì)農(nóng)村溝渠底泥氮形態(tài)轉(zhuǎn)化無顯著影響，這與曹競(jìng)雄等[27]和JUNG等[28]在不同pH條件下厭氧和中低溫度環(huán)境底泥受微生物影響不顯著的研究結(jié)果相一致。原因可能有以下2個(gè)方面：(1)高原山地農(nóng)村溝渠底泥中氮的轉(zhuǎn)化遷移較為復(fù)雜，影響因素包括溫度、溶解氧、氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)、上覆水營(yíng)養(yǎng)鹽濃度、氣候水文條件和人類活動(dòng)等[7]。(2)底泥中存在不同種類微生物，在底泥滅菌過程中，部分處于休眠狀態(tài)的底泥微生物需要一定的時(shí)間轉(zhuǎn)為活性狀態(tài)后才能在滅菌處理中被除去[29]；同時(shí)，不同種類微生物對(duì)底泥環(huán)境的適應(yīng)能力會(huì)隨著時(shí)間推移表現(xiàn)出不同特點(diǎn)，滅菌次數(shù)和滅菌時(shí)間的間隔也會(huì)影響底泥微生物活性[30]。同一pH條件下未滅菌與滅菌處理很難準(zhǔn)確探究農(nóng)村溝渠底泥中氮形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律，應(yīng)結(jié)合更多影響因素進(jìn)行交互調(diào)控實(shí)驗(yàn)，其調(diào)控機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

2.2 pH對(duì)上覆水氨氮釋放通量的影響

整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)不同pH條件下氨氮釋放通量和上覆水平均濃度變化見圖3。

如圖3所示，不同pH條件下未滅菌和滅菌處理上覆水氨氮釋放通量和濃度差異顯著，且變化規(guī)律一致，pH=5.5和11.5時(shí)氨氮釋放通量和上覆水濃度均顯著高于pH=7.5和9.5。不同pH條件下未滅菌和滅菌處理氨氮釋放通量變化范圍分別為72.49～629.31和190.45～466.65 mg·m-2·d-1。酸性(pH=5.5)和強(qiáng)堿(pH=11.5)條件下未滅菌處理氨氮釋放通量分別為pH=7.5時(shí)的8和6倍，而酸性和強(qiáng)堿條件下滅菌處理均為pH=7.5時(shí)的2倍。

如圖3所示，與CK相比，在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下，未滅菌和滅菌處理均可導(dǎo)致上覆水氨氮釋放通量明顯增加。這可能因?yàn)樵诓煌琾H條件下底泥微生物對(duì)氨氮轉(zhuǎn)化遷移過程中的硝化和反硝化作用不同，在強(qiáng)堿條件下氨氧化菌活動(dòng)較為活躍，會(huì)將氨氧化為亞硝酸鹽，然后再由亞硝酸鹽氧化菌將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽[31]。隨著pH升高，在強(qiáng)堿條件下反硝化細(xì)菌反硝化活性達(dá)到最強(qiáng)，且水中OH-濃度增大，使底泥中NH4+與OH-相結(jié)合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[32]，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)堿性條件下底泥中無機(jī)氮被轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮后釋放到上覆水中，所以在強(qiáng)堿條件下上覆水氨氮釋放通量和濃度相對(duì)增加。有研究[33]表明大多數(shù)微生物細(xì)菌適宜在中性偏堿條件下活動(dòng)，而強(qiáng)酸條件不利于硝化細(xì)菌和氨化細(xì)菌活動(dòng)，會(huì)抑制氮的釋放。而筆者研究發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)酸性條件下上覆水氨氮釋放通量和濃度出現(xiàn)最大值，與之不一致。這可能是由于高原山地農(nóng)村溝渠底泥中氮含量和微生物種類不同，造成微生物所適宜的pH范圍不同。隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，微生物對(duì)底泥環(huán)境適宜能力發(fā)生改變，即使硝化與反硝化作用在酸性條件下被抑制，也有部分反硝化細(xì)菌能適應(yīng)酸性環(huán)境，具有較強(qiáng)活性[3]，進(jìn)而促進(jìn)底泥中氮的釋放。另外，強(qiáng)酸性條件下底泥溫度、硝酸鹽濃度、氧化還原電位、溶解氧、有機(jī)質(zhì)含量和水分等都會(huì)影響氮的釋放[8]，所以在強(qiáng)酸性條件下上覆水氨氮釋放通量和濃度不斷增大，出現(xiàn)最大值。李寶等[34]通過室內(nèi)靜態(tài)培養(yǎng)法估算滇池氨氮釋放通量在22.941～163.117 mg·m-2·d-1之間，劉成等[35]通過室內(nèi)模擬培養(yǎng)法測(cè)算出巢湖氨氮釋放通量為14.27～128.24 mg·m-2·d-1，筆者研究結(jié)果與之相比較大。這可能是由于高原山地農(nóng)村溝渠具有流域來水量小、流動(dòng)性差和水深較淺的特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)廢水、生活污水和畜禽糞便浸出水未經(jīng)處理直接排入溝渠中，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間累積造成底泥蓄積了大量氮污染物，在微生物作用下溝渠中水生植物會(huì)將底泥中其他形態(tài)氮轉(zhuǎn)化為易吸收的NH4+-N，進(jìn)而增加釋放風(fēng)險(xiǎn)[36]。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控農(nóng)村溝渠上覆水pH對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和溝渠下游河流、湖泊治理有重要作用。

2.3 pH對(duì)上覆水氨氮濃度的影響

不同pH條件下未滅菌和滅菌處理氨氮濃度隨時(shí)間變化特征見圖4。如圖4所示，當(dāng)pH=7.5、9.5和11.5時(shí)未滅菌處理上覆水氨氮濃度在實(shí)驗(yàn)初期(前15 d)均呈下降趨勢(shì)，15～25 d時(shí)呈上升趨勢(shì)，25 d之后保持相對(duì)穩(wěn)定，而pH=5.5時(shí)上覆水氨氮濃度隨時(shí)間變化起伏較大。4個(gè)pH條件下滅菌處理氨氮濃度在前15 d呈先增加后減小趨勢(shì)，15 d之后呈不同程度變化。不同pH條件下上覆水氨氮濃度由大到小為pH為5.5>pH為11.5>pH為7.5>pH為9.5，隨時(shí)間推移，上覆水氨氮濃度在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下最高，而pH=7.5和9.5條件下相對(duì)較低。

如圖4所示，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下上覆水氨氮濃度含量明顯增加，可能是由于底泥含有大量腐殖質(zhì)、磷酸、硅酸和碳酸等膠體，其表面帶有可變電荷。底泥中大部分膠體往往帶有負(fù)電荷，因此底泥膠體對(duì)pH變化有較強(qiáng)緩沖能力，底泥膠體在吸附各種陽(yáng)離子的同時(shí)又釋放出相等量其他陽(yáng)離子[7]。在酸性條件下，H+濃度較大，底泥膠體吸附的NH4+會(huì)與H+競(jìng)爭(zhēng)吸附位置而被釋放出來；H+濃度越大，H+與NH4+交換作用越強(qiáng)烈，釋放到上覆水中的氨離子越多，上覆水氨氮濃度也相應(yīng)增加。在強(qiáng)堿性條件下，上覆水中OH-濃度較大，易造成底泥中NH4+與OH-發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生易于溶出的NH3，從水溶液中逸出[37]；OH-濃度越大，NH3逸出量越大，上覆水中氨氮濃度增加越明顯。隨時(shí)間推移，底泥中含氮有機(jī)質(zhì)不斷礦化會(huì)增加含氮營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)一步向上覆水釋放，受底泥與上覆水之間含氮營(yíng)養(yǎng)鹽濃度梯度驅(qū)動(dòng)作用的影響，底泥中含氮營(yíng)養(yǎng)鹽會(huì)迅速擴(kuò)散到上覆水中。筆者研究中，每次采樣后需補(bǔ)充溝渠原水到模擬反應(yīng)器中，導(dǎo)致上覆水中含氮營(yíng)養(yǎng)鹽稀釋速率增大，而底泥中含氮有機(jī)質(zhì)礦化速率變小，使得底泥中氨氮釋放潛力不斷減小。而前15 d未滅菌處理上覆水與底泥之間含氮營(yíng)養(yǎng)鹽濃度差變小，擴(kuò)散作用減弱，造成上覆水氨氮濃度隨時(shí)間逐漸減小，這與盧俊平等[37]、梁淑軒等[7]和王政等[4]研究結(jié)果一致。

2.4 環(huán)境因子對(duì)底泥氮形態(tài)的影響

底泥各形態(tài)氮與上覆水環(huán)境因子的冗余分析見圖5。如圖5所示，pH=5.5時(shí)，pH與IEF-N呈正相關(guān)，而與SAEF-N、SOEF-N和WAEF-N呈負(fù)相關(guān)。pH=7.5時(shí)，pH與IEF-N、SOEF-N和SAEF-N相關(guān)性較差，與WAEF-N呈正相關(guān)。pH=9.5和11.5時(shí)，pH與TN和WAEF-N呈正相關(guān)，與SAEF-N、SOEF-N和IEF-N呈負(fù)相關(guān)，而DO、Eh與TN和IEF-N呈正相關(guān)。這表明在堿性條件下，pH升高會(huì)促進(jìn)碳酸鹽溶解，生成的游離碳酸根離子與氮源相結(jié)合形成WAEF-N，進(jìn)而促進(jìn)WAEF-N的釋放[18]；pH=7.5時(shí)對(duì)各形態(tài)氮影響較??；而酸性條件則促進(jìn)IEF-N的釋放。

3 結(jié)論

(1)高原山地農(nóng)村溝渠底泥IEF-N、SAEF-N和SOEF-N含量均隨著pH的增加逐漸減小，而WAEF-N含量則隨pH的升高不斷增加。各形態(tài)氮含量由高到低依次為SOEF-N>IEF-N>WAEF-N>SAEF-N，同一pH條件下滅菌和未滅菌處理對(duì)農(nóng)村溝渠底泥氮形態(tài)轉(zhuǎn)化無顯著影響。強(qiáng)堿和酸性條件會(huì)促進(jìn)底泥中不同形態(tài)氮釋放到上覆水中，進(jìn)而造成農(nóng)村水環(huán)境污染。

(2)在酸性(pH=5.5)和強(qiáng)堿性(pH=11.5)條件下上覆水氨氮濃度和釋放通量均顯著高于pH=7.5和9.5條件，且酸性和強(qiáng)堿性條件下未滅菌處理氨氮釋放通量分別為pH=7.5條件的8和6倍，而滅菌處理均為pH=7.5條件的2倍。在酸性和強(qiáng)堿性條件下微生物會(huì)促進(jìn)底泥中氨氮向上覆水體釋放，而在pH=7.5和9.5條件下釋放能力較弱，這表明典型高原山地農(nóng)村溝渠底泥中氮在偏酸性和強(qiáng)堿性條件下釋放能力最大，而pH=7.5條件釋放能力較小。

(3)冗余分析結(jié)果表明，在酸性(pH=5.5)條件下pH與IEF-N呈正相關(guān)，而與SAEF-N、SOEF-N和WAEF-N呈負(fù)相關(guān)。pH=7.5條件下pH與IEF-N、SOEF-N和SAEF-N相關(guān)性較差，與WAEF-N呈正相關(guān)；偏堿性(pH≥9.5)條件下pH與TN、WAEF-N呈正相關(guān)，與SAEF-N、SOEF-N和IEF-N呈負(fù)相關(guān)，而DO和Eh與TN和IEF-N呈正相關(guān)。pH值、Eh和DO會(huì)影響溝渠底泥中各形態(tài)氮的釋放，進(jìn)而造成上覆水水體污染。