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강 근처 토양에 축적된 질산염은 강우 시 강물의 질산염 수치를 높이는 데 중요한 역할을 한다고 일본 나고야 대학 연구진이 보고했습니다.Biogeoscience 저널에 발표된 그들의 연구 결과는 질소 오염을 줄이고 호수 및 연안 해역과 같은 하류 수역의 수질을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.
질산염은 식물과 식물성 플랑크톤에 중요한 영양소이지만 강의 질산염 함량이 높으면 수질이 저하되고 부영양화(물에 영양분이 과잉 농축됨)로 이어질 수 있으며 동물과 인간의 건강에 위험을 초래할 수 있습니다.비가 오면 하천의 질산염 수치가 상승하는 것으로 알려져 있지만 그 이유는 분명하지 않습니다.
비가 올 때 질산염이 어떻게 증가하는지에 대한 두 가지 주요 이론이 있습니다.첫 번째 이론에 따르면 대기 중 질산염은 빗물에 용해되어 하천으로 직접 유입됩니다.두 번째 이론은 비가 오면 강변 지역, 즉 강변 지역의 토양 질산염이 강물에 유입된다는 것입니다.
질산염의 근원을 더 조사하기 위해 환경 연구과의 쓰노가이 우루무(Urumu Tsunogai) 교수가 이끄는 연구팀은 아시아 대기 오염 연구 센터와 협력하여 질소와 산소 동위원소의 조성 변화를 분석하는 연구를 수행했습니다. 질산염과 폭우가 내리는 동안.강의 질산염 농도가 증가합니다.
이전 연구에서는 일본 북서부 니가타현 카지강 상류 강에서 폭풍우가 치는 동안 질산염 농도가 크게 증가했다고 보고했습니다.연구자들은 강 상류의 하천을 포함하여 가지가와(Kajigawa) 유역에서 물 샘플을 수집했습니다.세 번의 폭풍 동안 그들은 자동 시료 채취 장치를 사용하여 24시간 동안 매시간 유역 하천의 시료를 채취했습니다.
연구팀은 하천수 속 질산염의 농도와 동위원소 조성을 측정한 뒤, 그 결과를 하천 연안지대 토양 속 질산염 농도 및 동위원소 조성과 비교했다.그 결과, 그들은 대부분의 질산염이 빗물이 아닌 토양에서 나온다는 사실을 발견했습니다.
이번 연구의 저자인 나고야 대학의 웨이티안 딩(Weitian Ding) 박사는 “우리는 하천 수위와 지하수의 상승으로 인해 연안 토양의 질산염이 하천으로 씻겨 나가는 것이 폭풍우 동안 하천의 질산염 증가의 주요 원인이라는 결론을 내렸습니다.”라고 말했습니다.
연구팀은 또한 폭풍 중 질산염 플럭스 증가에 대한 대기 질산염의 영향을 분석했습니다.강수량의 증가에도 불구하고 강물의 대기 질산염 함량은 변하지 않았으며 이는 대기 질산염 공급원의 약간의 영향을 나타냅니다.
연구진은 또한 해안 토양의 질산염이 토양 미생물에 의해 생성된다는 사실을 발견했습니다.“미생물 기원의 질산염은 일본에서는 여름과 가을에만 해안 토양에 축적되는 것으로 여겨집니다”라고 Tsunogai 교수는 설명합니다."이러한 관점에서 우리는 강우로 인한 강의 질산염 증가가 이 계절에만 발생할 것이라고 예측할 수 있습니다."
참조: Dean W, Tsunogai W, Nakagawa F, 외.숲의 하천에서 질산염의 출처를 추적한 결과 폭풍우가 치는 동안 농도가 높아진 것으로 나타났습니다.생물지구과학.2022;19(13):3247-3261.도이: 10.5194/bg-19-3247-2022
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