人类活动使陆地氮循环的周转率翻了一番，导致了一系列环境问题。陆地和水生环境中一个很少研究的氮的来源是与沉积地层相关的氮释放。西南地区是世界上最大的连续岩溶区，生态环境脆弱。与此同时，该地区的煤炭资源十分丰富，成为研究煤系等沉积地层相关的氮释放的理想场所。

吴攀教授领衔的岩溶区环境污染过程机制与生态修复团队选取了一个典型的煤矿区，对地表流域与煤矿开采有关的氮迁移转化进行了系统研究。研究结果表明，煤中的总氮高达10162.3 mg/kg，主要以有机氮为主，其次是NH₄⁺-N，而NO₃^‒-N的含量可忽略不计。基于同位素分馏、Δ¹⁵N_NO3-NH4与δ¹⁵N-NO₃⁻/δ¹⁵N-NH₄⁺的共同演化结果分析，煤矿开采改变了煤层的氧化还原状态，导致有机氮矿化为NH₄⁺-N。随后，NH₄⁺-N逐渐氧化为NO₃^‒-N。各种形式的煤源氮可能被酸性矿井排水（AMD）浸出，对地表流域贡献了超过10%的NO₃^‒-N和90%的NH₄⁺-N。另一个需要认真考虑的氮源是，硝酸铵炸药在煤矿开采中的广泛使用，爆破残留物可能会对地表水中的NO₃^‒-N再贡献约10%。由于有机氮占可提取氮的90%以上，煤源氮的释放对地表水中总氮的贡献可能远大于对NO₃^‒-N的贡献。基于硝酸盐氮和氧同位素的分馏，低pH的AMD可能促进了硝酸盐以硝酸形式挥发。AMD中不同形式的氮的转化将是未来关注的热点。

相关研究成果发表于SCI一区Top期刊Science of the Total Environment（IF=9.8），李清光副教授为第一作者，吴攀教授为通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165822。