随着我国经济的增长和农业的发展,淡水资源受污染问题日益严重。其中农业施肥对土壤及地下水造成的污染受到世界各国的关注。硝酸盐氮是氮肥的主要成分之一,也是农田地下水污染的主要污染物。多数农村地区对氮肥的利用效率较低,大部分氮肥残留在土壤中会随着雨水灌溉下渗转移至土壤下层甚至地下水中,这是硝酸盐氮迁移流失的主要途径,也对人体的健康产生极大的威胁。另外,傍河农田作为典型的常见农田形式,地表水和地下水形成的统一整体对于氮素的影响不同于单一的地下水系统,这种系统下其中一方一旦受到污染,极易造成污染物的进一步迁移和转化。因此,研究这一系统下的硝酸盐氮的迁移及转化,对于减少农田中氮素污染以及迁移,指导污染后的修复颇具意义。本文采用室内土槽实验模拟傍河农田系统,实地采集傍河农田土壤作为实验材料。通过设置不同的地表水-地下水关系梯度,使用不同性质的土壤,模拟研究了硝酸盐氮从地表进入土壤的过程。分析了不同时期、不同水位条件下硝酸盐氮在土壤中的空间分布特征,以及对应的氨氮、亚硝酸盐氮的含量分布。主要得到以下结论:(1)在没有地表水地下水的影响下,硝酸盐氮在向土壤深层迁移的过程主要以垂直迁移为主。将20 L的0.5 g/L的硝酸钠溶液淋于土壤表层,24 h后深度10 cm土壤硝酸盐氮平均升高77%,30 cm处平均升高30%,50 cm平均升高仅为7%。然而在对土壤进行外加微生物后,土壤中硝酸盐氮升高幅度降低。(2)地表水补给地下水实验表明,深度10 cm土壤受地表水的影响较小,其土壤中的硝酸盐氮由实验初始的16.12 mg/kg至结束降为8.96 mg/kg,主要受地表洒水淋洗而减少。深度30 cm处的土壤会受到110 cm-30 cm水位梯度的影响,在不受地表水影响的一侧土壤在整个实验周期内硝酸盐氮含量没有显著下降,由于地表水的补给作用,近河水侧土壤中的硝酸盐氮大幅度降低进入地下水。深度50cm处的土壤会受到90 cm-30 cm水位梯度的影响,在这一深度下,近河水侧土壤中硝酸盐氮从实验初期平稳,之后逐步降低,而远河水侧土壤中硝酸盐氮会累积来自土壤上层淋洗下的硝酸盐氮,含量在实验第18 d达到最高,之后开始降低。(3)对实验土壤外加微生物后,地表水补给地下水实验中,深度10 cm土壤同样受地表水的补给影响不明显。但是土壤中硝酸盐氮含量下降速率明显高于天然土壤实验,由初始的14.90 mg/kg至第32 d实验结束时降为6.75 mg/kg。深度30cm处的土壤同样会受到110 cm-30 cm水位梯度的影响,与天然土壤实验不同的是,远河水侧土壤中硝酸盐氮会持续降低,由初始的13.37 mg/kg至第31 d实验结束时降为5.96 mg/kg。深度50 cm处的土壤同样从实验开始就呈现持续降低,没有发生天壤土壤实验中远河水侧先升高再降低的情况。(4)在土壤受到较严重的硝态氮污染时,土壤中长期的缺氧环境下易出现亚硝酸盐氮的累积,这种情况在天然土壤中尤为明显,并且深度越深,亚硝酸盐氮的累积量越高。但是使用外加微生物的土壤通过反硝化作用可降低亚硝酸盐氮的累积,实验过程中几乎检测不到土壤中产生亚硝酸盐氮。(5)土壤中氨氮不易受到下渗淋溶而发生损失或迁移,但是在长期处于饱水带的土壤中,氨氮会明显降低。