Jord langs vandløb er en større kilde til vandløbsnitrat end regnvand

Forskere fra Nagoya University i Japan har rapporteret, at nitrat akkumuleret i jord, der grænser op til vandløb, spiller en vigtig rolle i stigningen af ​​nitratniveauer i vandløb, når det regner. Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet Biogeosciences , kan bidrage til at reducere kvælstofforurening og forbedre vandkvaliteten i nedstrøms vandområder, såsom søer og kystnære farvande.

Nitrat er et essentielt næringsstof for planter og fytoplankton, men for høje nitratniveauer i vandløb kan skade vandkvaliteten, forårsage eutrofiering (overberigelse af vand med næringsstoffer) og udgøre sundhedsrisici for dyr og mennesker. Selvom det er kendt, at nitratniveauet i vandløb stiger, når det regner, er årsagen til dette uklar.

Der er to førende teorier om, hvordan nitrat i vandløbene stiger, når det regner. Ifølge den første teori opløses nitratet i atmosfæren i regnvand og falder direkte i vandløb. Hvorimod den anden teori er, at når det regner, strømmer jordnitrat i det område, der grænser op til åen, kendt som flodzonen, ud i vandløbet.

For yderligere at undersøge kilden til nitratet har et forskerhold fra Nagoya Universitet ledet af professor Urumu Tsunogai ved Graduate School of Environmental Studies, i samarbejde med Asia Center for Air Pollution Research, gennemført en undersøgelse for at analysere ændringer i de isotopiske sammensætninger af nitrogen og ilt i nitrat og stigningen af ​​nitratkoncentrationer i et vandløb under regnbyger.

Tidligere undersøgelser har rapporteret, at nitratkoncentrationerne stiger markant under storme i strømmene i den øvre Kajikawa-flod i Niigata, det nordvestlige Japan. Forskerne indsamlede vandprøver fra Kajikawa-oplandet, der omfatter vandløbene i den øvre del af floden. De brugte en automatisk vandprøvetager til at tage prøver fra oplandets vand med en times intervaller i 24 timer under tre storme.

Ved at måle koncentrationerne og de isotopiske sammensætninger af nitrat i vandløbet sammenlignede gruppen derefter resultaterne med koncentrationerne og de isotopiske sammensætninger af jordnitrat i vandløbets randzone. As a result, they found that most of the nitrate came from the soil in the zone rather than rainwater.

"We concluded that the flushing of soil nitrate in the riparian zone into the stream due to the rising of both stream water and groundwater level was primarily responsible for the increase in stream nitrate during the storm event," said Dr. Weitian Ding of Nagoya University, the corresponding author of the study.

The research group also analyzed the impact of atmospheric nitrate on increasing stream nitrate during the storms. Regardless of an increase in precipitation, atmospheric nitrate in stream water remained constant, suggesting that the atmospheric sources of nitrate had a minimal effect.

The researchers also found that the soil nitrate in the riparian zone was produced by soil-dwelling microorganisms. "Microbe-derived nitrate is thought to be accumulated in soil in the riparian zone only in summer and autumn in Japan," explained Professor Tsunogai. "From this perspective, we can predict that the increase of stream nitrate due to rain occurs only in these seasons." Understanding the seasonality of nitrate increases could be an important finding to help ensure safe fresh water. + Udforsk yderligere

Nitrate in drinking water tied to spontaneous preterm birth risk