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沉水植物与水体阿特拉津的相互作用研究

张萌  
【摘要】:阿特拉津(Atrazine)是一种广泛使用的除草剂,易对某些后茬敏感的作物如小麦、大豆、水稻等产生药害,是一种典型的有机污染物。该污染物在土壤中具有淋溶性,易被雨水、灌溉水淋溶至较深土层或随地表径流进入河流湖泊等水环境且残效期长,从而对地下水和地表水造成污染。生长在浅水湖泊沉积物上并置身于上覆水中的沉水植物既是阿特拉津残留的毒害对象,也可能在某种条件下加速阿特拉津的降解。揭示阿特拉津和沉水植物的相互作用效应及其机制,对于阿特拉津污染水体的生物修复具有重要意义。 本文选取了两种沉水植物:单子叶沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)和双子叶沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)在沉积物-上覆水体系中进行水培实验。通过测定阿特拉津在供试沉积物上的最大吸附值、沉水植物在不同阿特拉津浓度处理下的各项生理生化指标、阿特拉津在供试沉水植物影响下的降解动态、阿特拉津降解菌的最大或然数,以揭示供试沉水植物对阿特拉津降解的影响及机理。主要研究结果如下: 1.阿特拉津在供试沉积物上的吸附规律符合Freundlich方程,结合之前的预备盆栽实验,选择沉积物中阿特拉津原始含量为0.5mg/kg及以下作为实验浓度。为后续水培实验设计提供了依据。 2.0.10mg/kg、0.25mg/kg和0.50mg/kg浓度的阿特拉津胁迫下,供试沉水植物的鲜重、叶绿素含量、丙二醛含量(MDA)、过氧化物酶活性(POD)指标的变化表明:在整个浓度范围内,阿特拉津对菹草的毒性较低,除了在0.50mg/kg处理下对其叶绿素含量有明显影响外,对菹草其它各项生理指标影响较小;而对穗花狐尾藻,阿特拉津在0.50mg/kg浓度下对其叶绿素、丙二醛含量(MDA)以及过氧化物酶活性(POD)都有显著影响。 3.在沉水植物不同生长时期,通过测定上覆水和沉积物中残留阿特拉津含量发现,在种植期90d内,0.10mg/kg、0.25mg/kg和0.50mg/kg初始浓度下,穗花狐尾藻处理上覆水中阿特拉津降解率为97.8%、96.8%和94.8%,根际沉积物中阿特拉津降解率为96.5%、95.7%和94.5%,非根际沉积物中阿特拉津降解率为95.8%、95.4%、94.0%;菹草处理上覆水中阿特拉津降解率为97.9%、97.2%和96.3%,根际沉积物中阿特拉津降解率为97.1%、95.0%、95.1%,非根际沉积物中阿特拉津降解率为96.3%、94.9%94.0%;未种植物的对照上覆水中阿特拉津降解率为98.5%、97.4%和96.9%,沉积物中阿特拉津降解率为97.3%、95.8%、95.2%。比较阿特拉津的降解率可知,上覆水和沉积物中均是未种植物的对照中阿特拉津降解率最高,说明两种沉水植物并不能促进阿特拉津的降解,反而对降解产生了一定的抑制作用,其中穗花狐尾藻对降解的抑制作用较菹草更为明显。 4.对供试沉积物中的阿特拉津降解菌进行计数,从微生物角度解释供试沉水植物对阿特拉津降解产生影响的原因,结果表明:供试沉水植物的种植抑制了根际沉积物中阿特拉津降解菌的生长。


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