日本名古屋大学的研究人员报告说，河流附近土壤中积累的硝酸盐对下雨时河流水中硝酸盐含量的增加起着重要作用。他们的研究结果发表在《生物地球科学》杂志上，可能有助于减少氮污染并改善下游水体(如湖泊和近岸水域)的水质。
硝酸盐是植物和浮游植物的必需营养素，但河流中硝酸盐含量过高会损害水质，导致富营养化(营养物质过度富集水)，并对动物和人类造成健康风险。虽然众所周知，下雨时溪流中的硝酸盐含量会上升，但原因尚不清楚。
关于下雨时硝酸盐如何增加有两种主要理论。根据第一个理论，大气中的硝酸盐溶解在雨水中并直接落入溪流中。而第二种理论是，当下雨时，与河流接壤的区域(称为河岸带)的土壤硝酸盐会流入河流水中。
为了进一步调查硝酸盐的来源，由环境研究科研究生院Urumu Tsunogai教授领导的一个研究小组与亚洲空气污染研究中心合作，进行了一项分析氮同位素组成变化的研究和硝酸盐中的氧气和暴雨期间河流中硝酸盐浓度的增加。
先前的研究报告称，日本西北部新泻县梶川上游河流的暴风雨期间硝酸盐浓度显着增加。研究人员从梶川集水区收集了水样，包括河流上游的溪流。在三场暴风雨期间，他们使用自动水采样器每隔一小时从集水区溪流中采集样本，持续 24 小时。
该小组测量了溪流水中硝酸盐的浓度和同位素组成，然后将结果与溪流河岸带土壤硝酸盐的浓度和同位素组成进行了比较。结果，他们发现大部分硝酸盐来自该区域的土壤，而不是雨水。
名古屋大学丁伟田博士说：“我们得出的结论是，由于溪流水位和地下水位上升，河岸带土壤硝酸盐冲入溪流是暴风雨期间溪流硝酸盐增加的主要原因。” ，该研究的通讯作者。
该研究小组还分析了暴风雨期间大气硝酸盐对增加的硝酸盐流的影响。尽管降水增加，溪水中的大气硝酸盐保持不变，这表明大气中的硝酸盐来源影响很小。
研究人员还发现，河岸带的土壤硝酸盐是由土壤微生物产生的。“人们认为，微生物衍生的硝酸盐仅在日本的夏季和秋季才在河岸带的土壤中积累，”Tsunogai 教授解释说。“从这个角度来看，我们可以预测，由于降雨导致的河流硝酸盐增加只发生在这些季节。” 了解硝酸盐增加的季节性可能是有助于确保安全淡水的重要发现。