日本名古屋大學的研究人員報告說，在下雨時，河流附近土壤中積累的硝酸鹽對河水中硝酸鹽含量的增加起著重要作用。他們的研究結果發表在《生物地球科學》雜誌上，可能有助於減少氮污染並改善下游水體（如湖泊和近岸水域）的水質。
硝酸鹽是植物和浮游植物的必需營養素，但河流中的高濃度硝酸鹽會損害水質，導致富營養化（水的營養物質過度富集），並對動物和人類的健康構成威脅。眾所周知，下雨時溪流中的硝酸鹽含量會上升，但原因尚不清楚。
關於下雨時硝酸鹽如何增加有兩種主要理論。根據第一個理論，大氣中的硝酸鹽溶解在雨水中並直接落入溪流中。第二個理論是，下雨時，河流沿岸地區（稱為河岸帶）的土壤硝酸鹽會流入河水中。
為了進一步調查硝酸鹽的來源，由環境研究科大學院Urumu Tsunogai教授領導的一個研究小組與亞洲空氣污染研究中心合作，進行了一項研究，分析了硝酸鹽中氮同位素和氧的組成變化以及大雨期間 河流中硝酸鹽濃度增加。
先前的研究報告稱，在日本西北部新瀉縣嘉治河上游的河流中，暴風雨期間硝酸鹽濃度顯著增加。研究人員從梶川流域收集了水樣，包括河流上游的溪流。在三場風暴期間，他們使用自動水採樣器每小時從集水流中採集樣本，持續 24 小時。
該團隊測量了溪流水中硝酸鹽的濃度和同位素組成，然後將結果與溪流河岸帶土壤硝酸鹽的濃度和同位素組成進行了比較。結果，他們發現大部分硝酸鹽來自該地區的土壤，而不是雨水。
「我們得出的結論是，由於河流和地下水位上升，河岸土壤硝酸鹽沖入河流是暴風雨期間河流硝酸鹽增加的主要原因，」該研究的通訊作者、名古屋大學丁偉天博士說。
研究小組還分析了大氣硝酸鹽對暴風雨期間硝酸鹽流量增加的影響。儘管降水增加，但溪水中的大氣硝酸鹽保持不變，這表明大氣硝酸鹽來源幾乎沒有影響。
研究人員還發現，河岸帶的土壤硝酸鹽是由土壤微生物產生的。 「人們認為，微生物衍生的硝酸鹽僅在日本的夏季和秋季才會在河岸土壤中積累，」Tsunogai 教授解釋說。 「從這個角度來看，我們可以預測，由於降雨導致河流硝酸鹽增加只會在這些季節發生。」了解硝酸鹽增加的季節性可能是有助於確保安全淡水的重要發現。
