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农业与水质的暗战：我们该如何应对氮污染带来的挑战？
密西西比河的污染问题日益严重，这不仅影响了水中物种的生存，还对依赖这条河流的食物链与休闲活动产生巨大影响。在众多污染物中，过量的硝酸盐（NO−3）尤为突出，主要来自于电厂的化学废物和农业径流。这片流域覆盖了大约40%的下48个州，而其中有7个主要的农业生产州恰好位于此流域之中。
氮在环境中的影响不仅取决于其在氮循环中的形式，还取决于每种形式的总浓度。过量的氮无论是在水体还是土壤中，均可导致环境问题，从而影响生态系统的健康。
当氮以硝酸盐形式过量存在时，可能导致水域的“死区”出现，这种水体的氧浓度过低，致使水生生物窒息而死。
根据国家海洋和大气管理局（NOAA）的资料，2016年预测的密西西比河沿岸的死区面积将达到约5898平方英里，该地区流入墨西哥湾的硝酸盐浓度达到每年146,000公吨。自20世纪初以来，硝酸盐的浓度已显著上升（增加了2到5倍不等），这一现象主要是由于来自农业的径流。
硝酸盐浓度的变化
研究硝酸盐浓度变化及其影响需要准确的量化水平。使用加权时间、流量及季节的回归分析法（WRTDS）进行定量分析。该方法旨在预测不同时间的硝酸盐浓度变化，透过每天生成的校准曲线，发现日常流量的变化对浓度的影响。
这种流量日变化可能导致某一天浓度上升，而第二天却下降，使得观察浓度趋势变得困难。
趋势分析
密西西比河流域的土地利用实践显著减少了土壤中可用氮的量，尤其是硝酸盐的渗透。这种过程常见于农业实践中，例如通过瓷管排水系统使硝酸盐进入地下水，再流入地表水体。
来自1980年至2010年的研究显示，在密西西比河某地的硝酸盐浓度维持稳定，但在2000至2010年间却出现了12%的增长。这些氮的来源仍然无法追溯，不同地区氮浓度的变化亦无法解释。一般而言，凉爽的秋冬季节的硝酸盐浓度较高，而在春夏时期却有所下降。
该地区的农作物灌溉排水也引起了汽水中的硝酸盐渗漏，对饮用水源造成负面影响。而在地表水中，过高的硝酸盐浓度甚至导致富营养化现象，造成氧气浓度下降，影响生态系统。
修复措施
一种降低硝酸盐浓度的可能途径是重建景观，草地及补植作物的缓冲区和森林缓冲区都能有效防止过量硝酸盐的积累。增加植被有助于减少硝酸盐浓度，这主要是因为植物会吸收这些化学物质。
湿地作为天然的过滤器正受到快速破坏。为了去除至少40%的硝酸盐浓度，约需重建22,000平方公里的湿地，这无疑是一项艰巨的任务，因为这需要比过去10年恢复的湿地面积多65倍以上。
改变农业实践亦可缓解硝酸盐问题。例如，带条地耕作和冬季覆盖作物的使用能有效减少硝酸盐的渗透。
在应对氮污染问题时，大家是否能思考出更有效的解决方案，提高水质，维护水域生态的健康呢？
