Высокочастотный мониторинг раскрывает удаление азота в реках

Избыток азота из сточных вод и сельскохозяйственных стоков, попадая в реки, вызывает чрезмерный рост водорослей и обеднение кислорода. Погруженные речные растения могут частично смягчить этот эффект, поглощая азотсодержащие соединения.

В исследовании, опубликованном в Water Resources Research, ученые с высокой временной точностью изучили удержание азота в месте впадения двух сельскохозяйственных притоков в озеро Сен-Пьер на реке Святого Лаврентия (Квебек, Канада). В зоне слияния луг погруженных растений поглощает азот, не давая ему достичь эстуария.

С июня по ноябрь 2012–2017 гг. исследователи ежедневно оценивали биомассу растений на лугу, рассчитывая изменения уклона уровня воды, вызванные растительностью, по данным измерений выше и ниже по течению. Этот метод использовал модель, разработанную на основе детального сбора биомассы в разные климатические годы. Количество нитратов, поступающих с притоков, и объем, переработанный растениями, оценивали с помощью высокоточного датчика нитратов на границе луга.

Анализ показал, что в среднем каждый квадратный метр луга удалял около 0,5 грамма азота в день. Это привело к удержанию до 0,8 килотонн азота в год — объема, производимого городом с населением в полмиллиона человек, что является одним из самых высоких показателей, зарегистрированных в реках. В годы с низкой биомассой удалялось 47%–62% поступающего азота, а в годы с высокой биомассой — 63%–87%.

Исследователи обнаружили, что умеренные осадки и температура оптимальны для денитрификации благодаря высокой биомассе растений, тогда как экстремальные условия снижают долю удерживаемого азота. Поскольку изменение климата, вероятно, увеличит частоту экстремальных погодных явлений, в будущем в эстуарий реки Святого Лаврентия может попадать больше азота, что усилит цветение водорослей и дефицит кислорода. Ученые рекомендуют меры по сохранению и восстановлению подобных лугов.