有機(jī)氯農(nóng)藥硫丹對人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響及響應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、有機(jī)氯農(nóng)藥是全世界最普遍的環(huán)境污染物之一。硫丹(Endosulfan)是一種人工合成的、廣譜類和具有較好生物活性的有機(jī)氯類農(nóng)藥，在世界范圍內(nèi)很多國家包括我國都有廣泛應(yīng)用。人工濕地被認(rèn)為是潛在的處理農(nóng)藥污染的有效途徑之一。因此，開展人工濕地對農(nóng)藥的去除的研究具有重要的實(shí)際意義。
　　 本文首先分析人工濕地植物和微生物對有機(jī)氯農(nóng)藥硫丹污染物的響應(yīng)，結(jié)果表明:在不同濃度硫丹脅迫下，植物通過產(chǎn)生各種抗氧化酶和蛋白質(zhì)來抵御脅迫。當(dāng)硫丹濃度

2、為0.2～2μg/L時(shí)，植物抗氧化酶活性升高，植物生長受到抑制。當(dāng)硫丹濃度為10μg/L時(shí)，植物開始枯萎甚至死亡。另外，在不同濃度硫丹脅迫下，植物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生了不同程度的表達(dá)。這些蛋白質(zhì)包含了各種功能，如防御有關(guān)的應(yīng)激蛋白，光合作用、RNA轉(zhuǎn)錄、翻譯相關(guān)的蛋白等，在植物抵抗硫丹脅迫時(shí)發(fā)揮重要的作用;微生物也有不同的響應(yīng)結(jié)果，隨著硫丹濃度的升高，基質(zhì)中微生物磷脂脂肪酸總量先上升，在硫丹濃度為2μg/L時(shí)達(dá)到最大值，之后隨著硫丹濃度的進(jìn)

3、一步升高而減少。在不同硫丹濃度下，土壤中微生物多樣性指數(shù)、均勻度和豐度均不同。硫丹的加入使?jié)竦叵到y(tǒng)微生物多樣性減少。當(dāng)硫丹濃度為10μg/L時(shí)，土壤中微生物受硫丹脅迫的影響，微生物種類降低，微生物多樣性顯著下降。
　　 氮的去除在人工濕地中是很重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此，本文同時(shí)研究硫丹對生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)的影響，深入揭示人工濕地處理含有機(jī)氯農(nóng)藥硫丹污水機(jī)理和生物對其的響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明，投加一定濃度的生活污水后，人工濕地系統(tǒng)對COD和氨

4、氮的平均去除率穩(wěn)定在70％以上;對總氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的平均去除率穩(wěn)定在40～70％之間。通過研究植物葉片、土壤N含量及濕地系統(tǒng)N2O的釋放量發(fā)現(xiàn)，硫丹對土壤中氮素含量的影響變化不大，與空白樣品基本一致;植物全氮含量在硫丹脅迫下變化較明顯，在硫丹含量為0.5μg/L時(shí)，植物全氮含量值最高，隨著硫丹濃度的增大，全氮含量明顯降低;另外，對通入不同濃度硫丹污水的蘆葦N2O的釋放量測定發(fā)現(xiàn)，濕地系統(tǒng)中微生物對硫丹進(jìn)行一定程度的降解，在低濃度范

5、圍內(nèi)，微生物活性隨硫丹的升高而增大，N2O的釋放量隨之小幅度升高，當(dāng)硫丹濃度為10μg/L時(shí)，微生物活性減弱，N2O的釋放量也出現(xiàn)一定程度的降低。
　　 通過對濕地系統(tǒng)中各污染指標(biāo)降解的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合，得知各污染指標(biāo)降解的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合效果較好，硫丹濃度為0.5μg/L時(shí)系統(tǒng)的COD降解較快，10μg/L的濕地系統(tǒng)COD降解最慢;同樣，TN、AN在0.5μg/L時(shí)也降解較快。在不同濃度硫丹脅迫下，亞硝氮的降解趨勢差距較小