阿特拉津对几种水生植物的毒理效应及降解研究

【摘要】： 阿特拉津作为一种除草剂,近年来由于使用方便,价格低廉效果好,其在世界范围大面积使用,对环境的污染日趋严重,已造成大面积水体污染,直接危害水体中的水生高等植物,进而通过食物链危害水生群落各级消费者,从生态系统的安全性上讲,有必要对阿特拉津对水生植物的毒理效应进行评估。本实验选择水生鸢尾(Iris pseudacorus)、菖蒲(Acorus graminens)、水葱(Scirpus tabernaemontani)和千屈菜(Lythrum salicaria)四种水生植物,通过对几种植物生长和生理指标的测量来研究阿特拉津的毒理效应,并通过降解实验探讨水生植物对阿特拉津的降解贡献,为治理阿特拉津的污染植物修复技术提供应用材料和理论依据。 1.在不同浓度阿特拉津短期胁迫下,测定了水生鸢尾、水葱、菖蒲和千屈菜等4种水生植物鲜重、叶片相对含水量(RWC)、根系活力、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性等指标的变化,分析阿特拉津对4种水生植物的毒理效应,结果表明：阿特拉津对水生鸢尾毒性较低,15d培养阿特拉津对水生鸢尾鲜重的抑制中浓度LC50=18667.82mg/L,且阿特拉津仅在较高浓度胁迫下对水生鸢尾丙二醛含量有显著影响,而对其它指标影响较小。相比之下,阿特拉津对菖蒲、千屈菜和水葱具有较高毒性,15d培养阿特拉津对菖蒲、千屈菜和水葱鲜重的抑制中浓度LC50值分别为184.12mg/L、85.35mg/L和29.18mg/L,且高浓度阿特拉津能显著影响三种植物生长及各项生理指标。 2.为了更准确模拟自然条件下阿特拉津对水生植物的毒理效应,根据目前环境水体曾检测到的阿特拉津最高残留来设置两个浓度对水生鸢尾、菖蒲和水葱三种水生植物进行180d的长期胁迫,通过平时调查株高、分蘖数和叶绿素含量和培养结束后测量各项生理指标来评价阿特拉津对水生植物的毒理效应。结果表明：在阿特拉津胁迫180d后,三种水生植物都受到一定程度的伤害,在高浓度阿特拉津胁迫下,部分生理指标有显著变化,但这种伤害表现不明显,株高和分蘖数变化较小。在低浓度0.2mg／L阿特拉津胁迫下,三种水生植物能够存活,且水生鸢尾对阿特拉津的抗性最强,水葱和菖蒲对阿特拉津的抗性相对较弱。 3.通过比较阿特拉津同一添加浓度下,无植物抑菌处理和有植物有无抑菌处理间阿特拉津在植物体内累积和在水体内消解的情况,分析水生植物和微生物各自的贡献和降解半衰期。结果显示：在本试验中水生鸢尾、菖蒲和千屈菜三种水生植物对加速阿特拉津的降解享有大部分贡献,且不同植物处理,植物和微生物对阿特拉津降解所起的作用也存在差异。水生鸢尾、菖蒲和千屈菜对阿特拉津的降解贡献率率分别为78.43%、63.06%和67.82%；微生物对三种水生植物对阿特拉津的降解帮助都较小,其阿特拉津的降解贡献率分别为2.80%、17.58%和10.99%。与阿特拉津自然降解的半衰期相比,水生鸢尾、菖蒲和千屈菜组阿特拉津降解半衰期缩短达20d左右,且差异较小,差距仅在2d以内。应用这三种植物修复被阿特拉津污染的水体具有较大可行性。