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當(dāng)冬季的嚴(yán)寒封鎖大地,河流湖泊表面凝結(jié)成冰,許多人會下意識地認(rèn)為,戶外水體的污染似乎也一同被“凍結(jié)”、進(jìn)入了低潮期。然而,科學(xué)研究和實(shí)際監(jiān)測卻揭示了一個反直覺的現(xiàn)象:在看似平靜的冰面之下,以亞硝酸鹽為代表的含氮污染物,其濃度和潛在風(fēng)險正在悄然攀升,構(gòu)成了一個被忽視的季節(jié)性環(huán)境與健康隱患。戶外可用便攜式亞硝酸鹽測定儀進(jìn)行即時的檢測。 污染物不降反升 最直觀的物理過程發(fā)生在結(jié)冰本身。水的結(jié)晶過程具有排異性,當(dāng)水體自上而下凍結(jié)時,大部分溶解性污染物無法進(jìn)入冰晶格,而是被不斷排斥、濃縮在下層未凍結(jié)的水體中。一項(xiàng)對包頭南海子濕地的實(shí)地研究發(fā)現(xiàn),在冰封期,冰下水體中的總氮、化學(xué)需氧量等多種污染物的含量,均顯著高于非冰封期。這意味著,對于依賴冰下水源的生物或下游地區(qū)而言,它們在冬季實(shí)際接觸的是污染物濃度更高的水體。 亞硝酸鹽作為氮循環(huán)的關(guān)鍵中間形態(tài),在此過程中也不例外。雖然其絕對濃度通常低于硝酸鹽和氨氮,但在冰封的靜態(tài)環(huán)境下,其變化更為敏感。更值得關(guān)注的是春季的“釋放時刻”。當(dāng)氣溫回升、冰雪融化,整個冬季積累在冰雪層和沿岸凍土中的污染物,會隨著融水在短時間內(nèi)大量涌入河道。研究顯示,在融雪初期,河流的化學(xué)需氧量濃度可能急劇上升超過200%。這股富含有機(jī)物和氮素的“污染脈沖”,為后續(xù)亞硝酸鹽的生成提供了充足的原料。 氮循環(huán)阻塞與中間產(chǎn)物堆積 除了物理濃縮,冬季低溫對水生生態(tài)系統(tǒng)中微生物活動的抑制是導(dǎo)致亞硝酸鹽問題復(fù)雜化的核心生物學(xué)原因。水體的自凈和氮循環(huán)轉(zhuǎn)化,極度依賴微生物群落的活躍度。 硝化作用,即將毒性較強(qiáng)的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程,是由硝化細(xì)菌分兩步完成的。第一步由氨氧化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,第二步由亞硝化菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。問題是,這兩類菌對低溫都極為敏感,尤其是完成第二步的亞硝化菌,其活性在低溫下下降更為劇烈。這就好比一個流水線,后半段的速度突然慢了下來,導(dǎo)致中間產(chǎn)品——亞硝酸鹽——在生產(chǎn)線上發(fā)生堆積。 污水處理廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)從側(cè)面印證了這一點(diǎn)。當(dāng)水溫從20℃驟降至12℃以下,硝化菌的活性會呈現(xiàn)斷崖式下降,導(dǎo)致出水氨氮指標(biāo)飆升。在自然水體中,類似的微生物“怠工”同樣會發(fā)生,使得氨氮向硝酸鹽的轉(zhuǎn)化過程受阻,亞硝酸鹽更容易成為相對穩(wěn)定的存在形態(tài)。一項(xiàng)早期的研究甚至指出,土壤-水系統(tǒng)在凍融條件下,會因有機(jī)質(zhì)分解礦化作用的加強(qiáng)而導(dǎo)致亞硝酸鹽積累。 從自然水體到養(yǎng)殖池塘 這種季節(jié)性風(fēng)險不僅存在于江河湖泊,也直接威脅到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。冬季池塘水溫低,魚類攝食減少,但池底沉積的殘餌、糞便等有機(jī)物的分解仍在緩慢進(jìn)行,會持續(xù)產(chǎn)生氨氮。與此同時,負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)化這些氨氮的細(xì)菌活性不足,極易導(dǎo)致氨氮和亞硝酸鹽雙重超標(biāo)。多地水產(chǎn)技術(shù)部門在冬季的巡查中,常將亞硝酸鹽作為核心監(jiān)測指標(biāo),正是因?yàn)楹边^后,水體生態(tài)系統(tǒng)失衡,極易引發(fā)倒藻和有毒物質(zhì)升高,造成魚類中毒死亡。 冬季戶外水體的亞硝酸鹽問題提醒我們,水環(huán)境管理不能忽視冬季。對于環(huán)境保護(hù)部門而言,冰封期和融雪期應(yīng)成為水質(zhì)監(jiān)測的重點(diǎn)時段,尤其需要關(guān)注冰下水體和春季融水徑流的水質(zhì)變化。對于水產(chǎn)養(yǎng)殖者,冬季必須堅(jiān)持定期檢測水質(zhì),通過科學(xué)管理底質(zhì)、謹(jǐn)慎投喂和使用微生物制劑等方式,維護(hù)池塘微生態(tài)的平衡,防范亞硝酸鹽的隱性升高。
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