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水体中氮限制磷限制标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述水体中的氮和磷限制是当前环境保护领域的热点问题之一。
随着工业化和农业发展，大量废水和农业污染物被排放到水体中，导致水体中的氮和磷含量逐渐升高。
这些营养物质的过度富集对水生生物和生态系统造成严重威胁，并加剧了水质恶化问题。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行论述。
引言部分是对氮限制和磷限制问题进行总体概述。
其后将分别详细探讨氮限制和磷限制的定义、背景及影响，并介绍解决这些限制的方法。
最后，文章还将对水体中氮限制标准和磷限制标准进行概述说明，以辅助读者更好地了解相关政策和规定。
最后，在结论部分，我们将总结本文主要观点和发现，并提出未来在该领域的研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨水体中氮与磷限制问题，并提供解决这些问题的方法与思路。
同时，我们还将对水体中氮限制标准和磷限制标准进行概述，以帮助读者更好地了解相关政策和标准。
通过本文的阐述，希望能够提高人们对水体污染问题的认识，并促进环境保护工作的开展。
2. 氮限制2.1 定义和背景氮限制是指在水体中过量的氮输入引起的问题。
氮化合物通常来自于农业排放、工业污染、废水处理厂和城市生活等多种来源。
这些氮化合物包括硝酸盐、铵盐和有机氮化合物。
水体中过量的氮输入会导致富营养化问题，促进藻类大量繁殖，形成赤潮或绿潮现象。
这些藻类释放出毒素，威胁到水生生物的健康，并且消耗了水体中的氧气，导致水体缺氧。
2.2 氮限制的影响在受到氮限制的水体中，由于不足的可用氮源，藻类无法进行正常的生长和繁殖。
这可能导致整个食物链系统发生变化，影响到其他生物群落以及整个生态系统。
此外，氨或硝酸盐过量也可能通过地下水与饮用水源相结合，并形成亚硝胺等有害物质。
这些亚硝胺被认为是致癌物质，在人类健康方面也具有一定的威胁。
2.3 解决氮限制的方法为了解决水体中的氮限制问题，可以采取多种方法：- 农业管理措施：包括减少化肥和生物固氮剂的使用、改善土壤保水能力、推广精确施肥技术等，以减少氮肥流失和排泄引起的污染。
生态系统氮循环特征及其环境效应解析氮是生态系统中最重要的营养元素之一，它在自然界中的循环过程中起着至关重要的作用。
生态系统的氮循环分为生物固氮、尿素氮转化、硝化和反硝化等环节。
氮循环的特征与环境效应对于生态系统的稳定和氮素的利用率具有重要意义。
首先，生物固氮是生态系统中氮循环的重要环节之一。
许多微生物通过固氮过程将大气中的氮气转化为可供植物摄取的形态。
这些微生物可以存在于土壤中，也可以与植物建立共生关系，如豆科植物与根瘤菌的共生。
通过生物固氮，生态系统能够有效地利用空气中的氮气资源，提供植物所需的氮源，从而维持生态系统的生物多样性和生产力。
其次，尿素氮转化是生态系统中氮循环的另一个重要过程。
尿液中含有丰富的尿素氮，通过微生物的作用，尿素可以分解为氨氮和硝酸盐氮。
这些被分解出来的氮化合物能够被植物吸收利用，而不会造成氮的损失。
尿素氮转化过程在自然界中广泛存在，并且对于农田的氮素管理和养分循环具有重要意义。
此外，硝化和反硝化过程也是生态系统中氮循环的重要组成部分。
硝化是将氨氮氧化为硝酸盐氮的过程，可以通过硝化细菌和古菌来完成。
反硝化是将硝酸盐氮还原为氮气的过程，同样需要特定的微生物参与。
硝化和反硝化过程的平衡对于维持土壤和水体中氮的循环非常重要。
过多的硝化会导致土壤酸化和养分的流失，而过多的反硝化则会释放出温室气体，对气候变化产生负面影响。
除了上述的氮循环特征，生态系统中氮的环境效应也是需要考虑的。
过度的氮输入是生态系统中的一个常见问题。
主要来源包括农业活动、化肥使用、工业废水排放等。
过度的氮输入会导致氮浓度过高，进而引发水体富营养化问题。
水体富营养化会导致藻类大量繁殖，消耗水体中的氧气，形成缺氧环境，严重影响水生生物的生存。
此外，氮也可能通过大气沉降的方式进入土壤，造成土壤酸化和土壤质量下降。
生态系统中氮循环的研究对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
了解不同环节的氮转化过程，有助于优化农业管理措施，降低氮的损失和污染风险。
简论氮\磷循环特征对水体富营养化影响的论文摘要：通过对朱庄水库营养物质监测分析，氮含量比磷含量大几百倍。
氮和磷都是造成水体富营养化的主要因子。
由于受外界环境条件和水体性质的影响，外界污染源调查，氮污染源远远大于磷污染。
水库水体溶解氧较大，ph值呈碱性，硝化作用的结果使水体中硝酸盐氮累计；同样的条件，导致不溶性磷的积累，大部分沉积于库底。
水体富营养化条件是氮磷达到适合的比例，才会导致水华的爆发。
该水库水体磷含量低，是抑制水体富营养化的关键。
因此，该水库属于磷限制性水库。
控制水库上游磷的排入量，可有效控制水体富营养化。
关键词：氮磷营养物质；氮磷循环特征；富营养化形成机理；朱庄水库effect of nitrogen and phosphorus cycling characteristic on eutrophication of water bodywang zhen-qiang1，liu chun-guang1，qiao guang-jian 2（reservoir administrative，xingtai 054000，china; city hydrology & water resources survey bureau，xingtai 054000，china)abstract: analysis on nutrients monitoring of zhuzhuang reservoir shows that nitrogen content is hundreds of times more than and phosphorus are both major causes of water to external environmental conditions and water properties,investigations on pollution sources show that nitrogen caused pollutions is much more than water dissolves lots of oxygen,the ph value reflect on alkalescence,then by the reaction of nitrification,nitrate accumulated in water;in the same conditions,insoluble phosphorus is also accumulated,and most of them deposit at the bottom of nitrogen and phosphorus get to certain ratio in water,may cause the water eutrophication,then will lead to algae bloom the low phosphorus content in reservoir water is crucial to curb ,the reservoir is phosphorus restricted control the phosphorus quantity comes from upper reaches can effectively control the eutrophication.key words: nitrogen and phosphorus nutrients;cycling characteristic of nitrogen and phosphorus;eutrophication mechanism;zhuzhuang reservoir朱庄水库地表水资源是邢台市供水水源。
生态系统的物质循环生态系统的物质循环是指在生物圈中，各种物质的循环利用过程。
这些物质包括水、氧气、二氧化碳、氮、磷等，它们在生态系统中相互流动和转化，起到维持生命平衡和促进各种生物活动的重要作用。
下面将从水循环、碳循环和氮循环三个方面来探讨生态系统的物质循环。
一、水循环水循环是生态系统中最基本的物质循环之一，也是维持生命活动和生态平衡的重要环节。
水循环包括蒸发、降水、地下水、地表水和湿地等环节。
首先，水蒸发是水从地表转化为水蒸气的过程。
蒸发主要通过植物的蒸腾作用和水体的蒸发来实现。
水蒸气在大气中上升，形成云层。
其次，降水是水从大气中以形式变为液态的过程。
大气中的水蒸气凝结成雨、雪、露、霜等降落到地表。
同时，地下水也是生态系统中的重要水源之一。
降水通过渗透和下渗进入地下成为地下水，地下水通过泉眼、河流等方式重新回到地表。
湿地作为自然的水过滤器，是生态系统中的重要部分，具有调节降水和净化水质的功能。
二、碳循环碳循环是地球上重要的生物地球化学循环之一，对维持生物圈的稳定具有重要作用。
首先，碳循环的起点是植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，同时释放出氧气。
其次，动物通过呼吸作用将氧气与有机物反应，生成二氧化碳和水，并释放出能量。
此外，植物和动物的生死过程中也参与了碳循环。
植物的死亡会将有机物释放到土壤中，进而以土壤有机质的形式长期储存。
而动物的尸体也会通过分解作用将有机物转化为二氧化碳和水。
最后，碳循环的结果是将二氧化碳在大气和生物圈之间持续地转化和交换，维持着生态系统中生物的生长和活动。
三、氮循环氮循环是生态系统中重要的元素循环过程，它对维持生态平衡和生物多样性具有重要的作用。
首先，氮的固氮是氮循环的起点。
固氮指的是将大气中的氮气转化为植物可以利用的氨或硝酸盐等无机形式的氮。
其次，植物通过吸收土壤中的氮养分来合成蛋白质等有机物。
动物则通过食物链摄取植物的有机物来获取氮养分。
同时，氮的歧化是氮循环的重要环节。
湿地生态系统的氮磷循环研究概述湿地是一种特殊的生态系统，它是水、土壤和植被相互作用的产物。
在湿地生态系统中，磷和氮是生物生长必需的元素，它们通常通过氮循环和磷循环来进行循环。
磷循环和氮循环是生态系统中一个非常重要的环节，它对湿地生态系统的健康和功能发挥起着至关重要的作用。
因此，研究湿地生态系统中的氮磷循环，对于保护湿地生态系统的稳定性和可持续性有着重要的意义。
磷循环的研究湿地中的磷来源主要是来自强化处理排水和河流输入。
湿地生态系统中的磷主要通过植物吸收和沉积物沉积两个途径来循环利用。
研究表明，湿地植被对磷的吸收主要是通过根系和吸附两种方式进行，而湿地底泥是磷的主要沉积物质。
底泥中包含着一些磷酸盐结晶和有机物质，这些物质能够被水中的磷离子吸附，形成与底泥颗粒表面的弱化学键。
此外，底泥中的微生物也可以促进磷的沉淀和吸附过程。
磷的吸附和沉积作用能够促进湿地生态系统中磷的循环利用，但过多的磷的输入也会导致遗留磷和磷的富集，对湿地生态系统构成威胁。
氮循环的研究湿地生态系统中的氮同样是生物生长必需的元素，也是湿地生态系统重要的营养源之一。
氮的来源主要包括沉降、养分输入、土地利用变化以及生物发生作用等多种途径。
在湿地生态系统中，氮主要通过植物吸收和细菌转化两个途径来循环利用。
光合作用是植物将二氧化碳和水合成有机物的过程，而植物在进行光合作用的同时也会吸收氮素。
此外，氨氧化和硝化是湿地生态系统中氮转化的两个重要过程。
氨氧化是通过硝化细菌将氨氧化成为亚硝酸根离子和硝酸根离子，而硝化是通过硝化细菌将亚硝酸根离子和硝酸根离子转化为固体硝酸盐，将氮转化为可供细菌和植物利用的形式。
影响氮磷循环的因素除了湿地生态系统中的物理化学特性外，还有其他种种因素能够影响氮磷循环。
其中，人类活动是湿地生态系统氮磷循环的主要干扰因素之一。
强化处理排水、农业活动以及城市化进程都会导致氮磷输入增加。
过度输入氮磷会导致湿地生态系统中氮磷的富集，从而破坏湿地生态系统的平衡稳定，导致生态系统逐渐退化。
大气中氮和磷的沉降特征与水体富营养化关系研究引言：水体富营养化是当今全球面临的一个严重环境问题，且其影响越来越大。
大气沉降是水体富营养化的重要途径之一。
氮和磷是水体生态系统中的关键营养元素，因此研究大气中氮和磷的沉降特征，对于理解水体富营养化的原因和机制具有重要意义。
大气中氮的沉降特征：大气中的氮主要来自于人类活动产生的废气以及自然界的氮循环过程。
氮在大气中主要以氨气和氮氧化物的形式存在。
气溶胶是氮沉降的一种重要形式，颗粒物中的氨和氮氧化物可以随着气溶胶粒子的沉降进入水体。
此外，大气中的氮可以与水蒸气结合形成酸雨，颗粒物中的氮也可通过干沉降的方式进入水体。
研究发现，氮的沉降通常呈现出明显的季节性和空间分布特征，如春季和夏季的氮沉降量明显高于其他季节。
大气中磷的沉降特征：大气中的磷主要来源于土壤、湖泊和海洋等环境中的粉尘和颗粒物。
磷主要以颗粒物的形式存在于大气中，并通过降雨和干沉降进入水体。
研究发现，大气中磷的沉降量通常较稳定，但也存在一定的季节性和空间分布特征。
磷的沉降量在农田周边和工业区域通常较高，而在河流和海洋附近较低。
大气中氮和磷的沉降与水体富营养化的关系：大气中氮和磷的沉降是水体富营养化的重要来源之一。
沉降的氮和磷进入水体后，会促使水中藻类和植物生长，形成大规模的藻华。
藻华对水体生态系统造成了严重的影响，破坏了水中的生态平衡。
此外，藻华的分解会消耗大量的氧气，导致水体富氧化程度下降，造成水体富营养化进一步恶化。
因此，研究大气中氮和磷的沉降对于预防和控制水体富营养化具有重要意义。
结论：大气中氮和磷的沉降特征与水体富营养化之间存在紧密的关系。
氮和磷的沉降通常呈现出季节性和空间分布的特征，且沉降量通常较高的地区更容易出现水体富营养化问题。
研究大气中氮和磷的沉降特征对于预测水体富营养化的发展趋势，制定相应的环境保护措施具有重要意义。
同时，进一步深入研究大气中氮和磷的来源、转化过程以及对水体富营养化的具体影响机制，有助于更好地理解和解决水体富营养化问题，保护水资源的可持续利用。
生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征一、本文概述生态化学计量学是研究生物圈中不同生物体及其与环境之间化学元素（如碳、氮、磷等）比例关系的科学。
这些元素比例关系不仅影响生物体的生长、繁殖和代谢过程，也是生态系统稳定性和功能的关键指标。
碳、氮、磷作为生命活动的基本元素，在生态系统中的循环和转化过程中起着至关重要的作用。
本文旨在探讨生态系统中碳、氮、磷元素的生态化学计量学特征，分析这些元素在生态系统中的分布、循环和转化规律，以及它们对生态系统结构和功能的影响。
本文首先介绍了生态化学计量学的基本概念和研究背景，阐述了碳、氮、磷元素在生态系统中的重要性。
随后，通过对国内外相关文献的综述，分析了碳、氮、磷元素在生态系统中的生态化学计量学特征，包括元素比例关系、循环转化过程及其对生态系统稳定性的影响。
在此基础上，本文还探讨了不同生态系统类型（如森林、草原、湖泊等）中碳、氮、磷元素的生态化学计量学特征差异及其机制。
本文总结了碳、氮、磷元素生态化学计量学特征研究的现状和未来发展趋势，提出了今后研究中需要关注的问题和研究方向。
通过本文的研究，有望为深入理解生态系统碳、氮、磷元素的循环转化过程及其对生态系统稳定性的影响提供理论支持和实践指导。
二、生态系统中的碳元素生态化学计量学特征碳（C）是生命体系中最基本的元素之一，是构成生物有机体的主要骨架。
碳在生态系统中的生态化学计量学特征具有显著的多样性和复杂性。
在生态系统层面上，碳的循环和转化是生命活动的基础，也是全球碳循环的重要组成部分。
在大多数生态系统中，碳的主要存在形式是有机碳，包括植物组织、动物体和微生物体等。
这些有机碳通过光合作用、化能合成等生物过程进入生态系统，并通过呼吸作用、分解作用等过程返回大气中。
碳的这种循环过程对于维持生态系统的稳定具有重要作用。
在生态化学计量学研究中，碳与其他元素的比值（如C:N、C:P）是描述生态系统功能的重要指标。
这些比值的变化可以反映生态系统的营养结构、生产力、分解速率等重要信息。
水生生态系统的氮磷循环与研究进展水生生态系统是地球上最重要的生态系统之一，它生产着人们所需的食物、水源、氧气等资源。
而氮和磷则是水生生态系统中非常重要的营养元素，但是当它们过量积累时，会对生态系统造成很大的破坏。
为了保护水生生态系统，需要深入研究氮磷循环的规律，寻求有效的防治方法。
1. 氮磷循环的基本原理氮是生命活动所需要的元素之一，它可以在自然界中以氨、硝酸盐等形式形成，也可以通过固氮转化而成。
而磷则是细胞核酸和脂肪酸等生命物质的重要组成成分。
在水生生态系统中，氮和磷的循环密切相关。
当有机物和废弃物分解时，会产生氨、尿素等化合物。
氨可被细菌氧化成硝酸盐，同时磷会随着有机物分解而释放。
硝酸盐可以被植物吸收，用于植物生长和菌类的合成。
随着生物体的死亡和自然界的循环，有机物和废弃物中的氮和磷又被释放出来，重新进入氮磷循环之中。
2. 氮磷循环的影响因素氮磷循环受到水生生态系统中多种环境因素的影响，包括水温、光照、风、水流等。
同时，由于人类的活动也会对氮磷循环产生重要的影响。
许多人工活动，如农业、工业和城市化，都有可能对水生生态系统中的氮磷循环造成破坏。
例如，农业过度施用肥料，会导致农田中过量的氮磷进入水体中，引起水质污染和藻类大量繁殖。
此外，城市里的化学废物和废水也会含有大量的氮磷，如果不加处理，就会对水生生态系统产生破坏。
3. 氮磷循环的研究进展氮磷循环是水生生态系统中非常复杂的过程，需要我们不断深入研究。
在近年来的研究中，一些新的研究方法和技术已经应用到氮磷循环的研究中，为我们了解这个复杂过程提供了更为详细和精确的方法。
如今，生化、生物学和物理学等多个学科的交叉研究已经成为研究氮磷循环的重要手段。
在现代生物技术的帮助下，我们可以更好地掌握微生物的生长、生命周期及其参与氮磷转化的过程。
我们可以利用生物标记和手段，对生态系统中的物质转化过程进行定量和定向的研究，帮助我们更好地理解氮磷循环的规律。
4. 防治氮磷污染的措施有效防治氮磷污染，是保护水生生态系统的关键。
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应引言近年来，人工湿地作为一种重要的生态工程技术，被广泛应用于水污染治理中。
人工湿地通过模拟天然湿地的生态功能，可有效去除水中的有机物质和营养盐，具有净化水体、恢复生态系统功能的重要作用。
对于人工湿地而言，碳、氮和磷元素是其中最重要的循环物质。
本文将详细介绍人工湿地的碳、氮和磷元素的循环过程和环境效应。
一、碳元素的循环过程及环境效应人工湿地中的碳元素主要来自水体中的有机物质、湿地植物的生物质和沉积物。
碳元素在湿地中会经历多环境过程，包括植物吸收、微生物分解和有机物质沉积。
首先，湿地植物通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为氧气和有机物质。
这些有机物质可以被湿地植物部分利用，同时也有一部分被分泌到根际区域。
其中一部分被微生物分解为二氧化碳释放到大气中，完成碳元素的释放循环。
其次，湿地植物生物质中的有机碳会在植物死亡后沉积到沉积物中，进而形成湿地的土壤有机质。
土壤中的有机质可以通过微生物分解释放为二氧化碳，也可以沉积到更深层次的土壤中形成长期储存的碳库。
这部分碳元素的储存和释放过程会影响湿地的碳平衡和碳循环速率。
另外，湿地植物的根系和根系泌物也能促进土壤中的碳储存，从而提高湿地的碳汇能力。
对于环境效应而言，人工湿地在碳循环过程中具有显著的碳吸收和固定能力，有助于减缓全球气候变化。
此外，湿地植物的根系和沉积物中的有机质能够有效地渗透和吸附水中的有机物质和重金属，从而减少水体中碳污染物的浓度，改善水质环境。
二、氮元素的循环过程及环境效应氮元素在人工湿地中的循环过程主要包括氮固定、生物转化和氮淋洗等环境过程。
湿地植物的根系和根系附近的微生物是主要的氮转化参与者。
首先，湿地植物中的根结瘤菌能够与植物共生，通过固定大气中的氮气，将其转化为植物可吸收的氨氮。
这部分固定氮能够提供给湿地植物的生长和发育，同时也能够降低湿地中氮的浓度，减少氮的排放，达到保护水质的目的。
水生生态系统的物质循环和能量流动水生生态系统是指以水体为主要生境，有着独立的物质循环和能量流动的生物群落。
它包括江河湖泊、湿地、海洋等不同类型的水体和生物。
水生生态系统在自然界中扮演着重要的角色，是地球上最丰富的生物群落之一。
水生生态系统的物质循环和能量流动是支撑生态系统平衡运转的重要机制。
一、水生生态系统的物质循环水生生态系统的物质循环是指各种生物间的相互作用和生态系统中日常生活所带来的物质输入和输出。
水生生态系统的物质循环包括碳、氮、磷等元素的循环和水的循环。
1、碳循环碳是组成生物体的元素之一。
在水生生态系统中，水草、微生物和浮游生物通过吸收二氧化碳进行自养作用，并将剩余的碳储存在体内。
同时，在光合作用中，这些生物能够将二氧化碳转换成为溶解性有机物，以此来提供自身的能量。
当这些生物死亡时，它们体内储存的碳会进入到死亡物质中，然后通过分解作用，释放到水生生态系统中。
这部分碳会被吸收和利用，从而成为下一代生物体的组成部分。
2、氮循环氮是蛋白质和核酸等物质的组成成分之一。
在水生生态系统中，氮的循环是由一系列生物、生物化学和物理化学过程所构成。
在自然条件下，氮的生物循环包括氨、亚硝酸盐和硝酸盐循环过程。
氮循环中最重要的是硝化反应、脱氮反应和氮固定作用。
在水生生态系统中，微生物是氮循环最重要的参与者之一。
硝化细菌、厌氧氨氧化菌、反硝化细菌和氮素固定细菌等微生物在氮循环中发挥着关键作用。
大部分氮素以硝酸盐的形式存在于水体和沉积物中。
氮固定细菌能够将空气中的氮气转化成为氨或亚硝酸盐，从而补充系统中氮素的不足。
反硝化细菌能将硝酸盐降解成为氮气，从而将氮素释放到大气层中。
3、磷循环磷是生物体生长和代谢所必须的元素之一，其在水生生态系统中的循环也很复杂。
在水中，磷主要以溶解的磷酸盐的形式存在。
磷的入口是通过大气沉降和陆地沉积物的输入。
磷的出口有水体流出和沉积物颗粒沉积等。
同时，水草、浮游生物和底栖动物等还可以通过吸收水中的难溶性磷酸盐来满足生长和代谢所需。
水化学周立平水产1801班2018308210108题目：分析天然水体中氮磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
分析结果：第一部分：天然水体中氮的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中氮的来源2、天然水体中氮的存在形式3、天然水体中无机氮的分布变化4、天然水中氮的循环5、天然水体中氮的消耗6、天然水体中氮在生态系统中的意义第二部分：天然水体中磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中磷的来源2、天然水体中磷的存在形式3、天然水体中无机磷的分布变化4、天然水中磷的循环5、天然水体中磷的消耗6、天然水体中磷在生态系统中的意义第一部分：天然水体中氮的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中氮的来源天然水体中化合态氮的来源很广，包括大气降水下落过程中从大气中的淋溶、地下径流从岩石土壤的溶解、水体中水生生物的代谢、水中生物的固氮作用、以及沉积物中氮元素的释放等。
另外，近年来随着工农业生产的发展、人口的增加、工业和生活污水的排放、农业的退水造成对环境的污染日益严重，污染成了天然水化合态氮的重要来源。
根据文献报道,如我国滇池、东湖等城郊湖泊,由于受生活污水的影响，氨氮含量高达0. 09~2.8 mg/L。
但是对于水产养殖水体,施肥投饵及养殖生物的代谢是水中氮的主要来源。
天然水和沉积物中的一些藻类(蓝.绿藻)及细菌,它们具有特殊的酶系统,能把一般生物不能利用的单质N2,转变为生物能够利用的化合物形态,这一过程称为固氮作用。
湖泊沉积物中存在大量的固氮细菌,如巴氏固氮梭菌,大部分集中于上层2 cm内；海洋中的固氮藻类有束毛藻项圈藻属、念珠蓝藻属等,它们既有营自由生活的,也有与其他初级生产者共生、或与动物(如海胆、船蛆)共生的。
在固氮作用进行时,固氮酶系统需要外界供给Fe、Mg、Mo,有时还需B、Ca、Co等,水中这些微生物的含量对固氮作用有着决定性作用。
2、天然水体中氮的存在形式天然水域中,氮的存在形态可粗略分为5种:溶解游离态氮气、氨(铵)态氮、硝酸态氮、亚硝酸态氮和有机氮化物。
有机氮化物包括尿素、氨基酸、蛋白质腐殖酸等及其分解产物,这类物质的含量相对少,性质比较复杂,至今还不十分清楚。
（1）溶解游离态氮气：天然水中氮的最丰富形态是溶解游离态氮气,它主要来自空气的溶解。
地表水中的游离氮的含量为近饱和值。
由于脱氮作用以及固氮作用可能改变其含量,但其影响不大,在天然水域中,游离态氮的行为基本上是保守的。
（2）硝酸态氮(NO5-N)：在通气良好的天然水域,NO5是含氮化合物的稳定形态,在各种无机化合态氮中占优势。
它是含氮物质氧化的最终产物,但在缺氧水体中可受反硝化菌的作用而被还原。
（3）亚硝酸态氮(NO2 -N)：天然水中NO2通常比其他形态的无机氮的含量要低很多,NO2 -N是NHt -N和NO5 - N之间的一种中间氧化状态,它可以作为NHt-N的氧化和NO;-N的还原的一种过渡形态,而且在自然条件下,这两种过程受微生物的作用而活化,因此它是一种不稳定的形态。
（4）氨(铵)态氦(TNH -N)：天然水的氨(铵)态氦是指在水中以NH和NH;形态存在的氮的含量之和,水化学分析测定的铵氮(或氨氮)都是两者之和。
未加以区别。
3、天然水体中无机氮的分布变化含氮无机化合物主要来自大气降水、耕地施肥和生活污水。
河水中硝酸盐NO5 - N 的含量差异很大,每升水从数微克到数十毫克。
未被污染的河水,TNH -N含量比NO5 -N 少。
大多数河水中所含的无机化合态氮都要比海水高得多。
夏季由于水生植物的吸收利用,无机态氮含量大大降低以至达到检测不出的程度。
秋季生物繁茂期过后,含量渐渐增多,到冬季达最大值。
春季水温渐增,植物光合作用增强,无机化合态氮又逐渐降低。
湖泊中无机化合态氮的年变化规律与河水相似,但在夏季由于水温的明显分层,水体的垂直稳定性增强,在底层由于有机物的分解,无机氮含量明显高于表层。
水库中营养元素的变化也同河水、湖泊相似。
但水库主要用于灌溉、发电,水体不断更新,尤其是雨季更是如此,这不仅流失溶存的营养物质,也流失了浮游生物,使水质肥力降低,鱼类的天然饵料大量减少而影响鱼类的生长。
池塘水体中无机态氮的变化同其他天然水体相似,但不同池塘因地区、水文、底质以及人工施肥的不同而有很大差别。
例如在夏秋季节,精养池塘的含氮无机盐有明显的昼夜变化和垂直变化。
一般随浮游植物生长繁殖作用的消长而相应地变化。
真光层的中下层以夜间和清晨为低。
底层水由于有底泥中有机物矿化作用的补充，无机氨含量高于表层水，特别是TNH - N,在同一测点上、下水层的含量可有很大的差异。
4、天然水中氮的循环天然水中各种形态的氮在生物及非生物因素的共同作用下不断地迁移、转化,构成一个复杂的动态循环(图5- 4)。
藻类的同化作用微生物的氨化作用、硝化作用和脱氮作用在各种形态氮的相互转化过程中起着极其重要的作用。
（1）氨化作用：含氮有机物在微生物作用下分解释放氨态氮的过程即为氨化作用。
氨化作用在好气及厌气条件下都可进行,效率相差不多,但最终的产物有所不同:氨化的速度受PH影响，以中性、弱碱性环境的效率较高。
天然水中各类生物的代谢废物及其残骸经过氨化作用把含氮有机物中的氨释放到水中,是重要的有效氮源之一。
沉积于底质中的含氮有机物在适当的条件下，会被异养微生物分解矿化,转变为NH4(NH3),积存于底质的间隙水中,然后通过扩散回到水体中,搅动水一底界面可加速释放过程。
（2）同化作用：水生植物通过吸收利用天然水中的NH (NH3 )、NO2、NO5等合成自身的物质,这一过程称为同化作用。
天然水中的NHt (NH)、NO2、NO3等无机氮化合物是藻类能直接吸收利用的氮的形态,其中NH* (NH)、NO3来源广，含量较高,是水生植物氮营养元素的主要形态。
某些特殊藻类甚至可以直接以游离氮作为氮源固氮作用)。
不同种类的水生植物其有效氮的形态可能有所不同,但对一般藻类而言,有效氮指的主要是无机氮化合物。
有机氮如果不经脱氨基作用分解,所含氮元素-般不能为植物直接吸收,只能在附着于植物表面的细菌的作用下被间接利用。
实验表明,当NHt (NH)、NO2、NO5共存,其含量又处于同样有效量的范围内,绝大多数藻类总是优先吸收利用NH (NH),仅在NH (NH3 )几乎耗尽以后,才开始利用NO,介质pH较低时处于指数生长期的藻类细胞,此特点尤为显著。
实验证明,在不同类型的生物体内,糖类、脂肪和蛋白质的比例可以有相当大的差别,但就平均状况而言,生物有机体都具有相对固定的元素组成。
构成藻类原生质的碳、氮、磷3种元素的平均组成,按其原子个数之比为C:N:P= 106:16:1。
一般认为,浮游植物对营养要素的吸收也是按照这样的比例进行的。
（3）硝化作用：在通气良好的天然水中,经硝化细菌的作用,氨可进一步被氧化为NO; ,这一过程称为硝化。
硝化分两个阶段进行,即:2NH4+ +302--→4H* + 2NO2 + 2H2O+能量2NO2 +O2-→2NO5 +能量第一阶段主要由亚硝化单胞菌属引起,第二阶段主要由硝化杆菌属引起。
这些细菌分别从氧化氨至亚硝酸盐和氧化业硝酸盐至硝酸盐过程中取得能量,.均是以二氧化碳为碳源进行生活的化能自养型细菌,但在自然环境中需在有机物存在的条件下才能活动。
硝化作用释放的H+可与水中的HCO5结合。
NH氧化时对溶氧和碱度消耗的总计量关系式为:NH4+ + 1.83O2 + 1.99HCO3-→0.021 C5H7NO2+ 1. 041H2O+ 1. 88H2CO3 + 0.98NO3-式中C5H7NO2为硝化菌及亚硝化菌生物量的平均元素组成。
硝化过程对水中溶解氧和碱度有较大的影响。
所以,在使用硝化法处理城市污水时,需要考虑给体系补充氧气碳源和碱度。
（4）脱氮作用：脱氮作用是在微生物的作用下,硝酸盐或亚硝酸盐被还原为一氧化二氮(N2O)或氮气(N2 )的过程。
参与这一过程的微生物常称为脱氮菌或反硝化菌。
研究表明,有普通细菌存在的地方,一般都有脱氮菌存在。
在水体中,脱氮菌约占细菌总数的5%左右。
在土壤中,多时可达30%左右。
脱氮菌绝大部分都是条件性厌氧细菌。
在缺氧条件下,通过厌氧细菌的活动,NO5被还原为N2。
脱氮作用的详细生化机理尚不清楚,-般认为可能按下述途径进行:还原产物随具体还原条件而不同。
据调查，在30 C时,脱氮菌还原NO;所得的气体产物中,N2与N20大体各占一半。
脱氮作用受许多水质条件的影响,例如pH以7~8为最适范围,而pH<5时,脱氮作用停止;在一定的浓度范围内,脱氮反应速率随着NO5、NO2含量的增大而增高;溶解氧含量低于0.15~0.5 mg/L脱氮作用才顺利进行。
此外,脱氮作用还与作为电子接受体的基质(如溶解有机物等)含量有关。
据估计,每年进人生物圈的固定态氮(包括工业固氮与生物固氮)有90%以上都经脱氮作用而离开生物圈,以气态氮形态回到大气。
（5）固氮作用：固氮作用是分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。
需要固氮蓝藻和固氮菌的参与完成。
也是天然条件下单质氮转化为化合氮的唯一方式。
包括细菌、放线菌和蓝细菌（即蓝藻），它们的生活方式、固氮作用类型有较大区别，但细胞内都具有固氮酶。
不同固氮微生物的固氮酶均由钼铁蛋白和铁蛋白组成。
固氮酶必须在厌氧条件下，即在低的氧化还原条件下才能催化反应。
（6）增氮作用：增氮作用主要分为四大类,分别是生物固氮，水中生物的代谢废物，含氮有机物的分解矿化以及随水源的补给。
固氮蓝藻在生长过程中将固定的总氮的20~60%释放到水中，死亡后7~15天可分解矿化并释放出有效氮。
水中生物的代谢活动：受温度、动物种类、食物水平、个体大小、发育阶段等影响是水体内氮元素的一种“再利用”含氮有机物的分解矿化依分解矿化难易程度分为两类：可溶、易分解，如尿素、氨基酸、肽其次是难溶、不易分解，如蛋白质、腐殖质中的N。
随水源的补给包括雨水，地表径流以及大量生活污水和某些“轻工业”污水5、天然水体中氮的消耗水体中氮的消耗有4个途径:经水流输出;沉积于库底;由于水体中存在反硝化作用而逸出;水生动植物以水产品的形式被人类或动物捕捞而脱离水体。
6、天然水体中氮在生态系统中的意义在自然界，氮元素以分子态（氮气）、无机结合氮和有机结合氮三种形式存在。
大气中含有大量的分子态氮。
但是绝大多数生物都不能够利用分子态的氮，只有象豆科植物的根瘤菌一类的细菌和某些蓝绿藻能够将大气中的氮气转变为硝态氮（硝酸盐）加以利用。
植物只能从土壤中吸收无机态的铵态氮（铵盐）和硝态氮（硝酸盐），用来合成氨基酸，再进一步合成各种蛋白质。
动物则只能直接或间接利用植物合成的有机氮（蛋白质），经分解为氨基酸后再合成自身的蛋白质。
