龙祠泉域主要水生植物对水体修复的研究

摘要

当前，水体污染已成为全球水资源短缺的一个重要因素，水质恶化已危及人类的生活，因此迫切需要采取有效措施净化污染水体，其中水体富营养化与重金属污染是水环境修复中所面临的难题。由于诸多自然和人为的原因，近十几年来临汾市一些重点河段和水库的水体也受到了污染，因此治理临汾地区水体污染的任务迫在眉睫。目前大型水生植物在富营养化和重金属水体生物修复中的应用已在国内外受到极大关注，所以本文在对临汾市龙祠水源大型水生植物种类调查的基础上，以自然生境下的几种常见水生植物作为试验材料，通过人工配水的方法，研究其对富营养化水体的修复效果，同时还通过对几种水生植物叶绿素含量、抗氧化系统等生理指标的综合分析，比较了其在重金属铬污染水体中的抗逆性，明确铬对水生植物的毒害机理，旨在为临汾地区水体净化修复工程的植物选择提供依据，试验结果如下：
　　 1.对临汾市龙祠泉域大型水生植物和湿生植物种类调查结果显示，共记录25科，37属，41种，其中以大型水生植物灯心草(Juncus effuses)、薄荷(Mentha haplocalyx)、水田芥(Nasturtium officinale)、菹草(Potamogetom crispus)、轮藻(Chara inconnexa)和湿生植物水棘针(Amethystea caerulea)、艾(Artemisia grayi Levl)、飞蓬(Erigeron acer)、灰绿藜(Chenopodium glancum)较为常见。
　　 2.试验选取的灯心草、水田芥、菹草、轮藻均能有效降低水体中总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-H)、化学耗氧量(COD)。在轻度富营养化水体中水田芥效果最好，培养20d后的水田芥对总氮、总磷、氨氮和化学耗氧量的吸收率分别为75.28％、93.00％、76.35％和83.74％，其它3种水生植物对水体也都有较好的净化效果；在重度富营养化水体中灯心草效果最好，培养20天后的灯心草对总氮、总磷、氨氮和化学耗氧量的吸收率分别为89.30％、83.11％、83.41％和78.56％，但水田芥和轮藻的净化效果相对较差。说明利用这几种水生植物净化富营养化水体是可行而有效的。
　　 3.试验选取的水田芥随着Cr6+处理浓度的增加，(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a/b(Chla/Chlb)呈先升后降的趋势；荧光参数(Fm、Fv/Fm和Fv/Fo)呈逐渐下降的趋势，而Fo先升后降：根系活力呈逐渐下降的趋势；(2)根和叶片的丙二醛(MDA)含量均逐渐上升，根的可溶性蛋白含量逐渐下降，而叶片则表现为先升后降的趋势；(3)根和叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈先升后降的趋势，而过氧化氢酶(CAT)活性呈逐渐下降的趋势。研究表明：Cr6+胁迫破坏了水田芥正常生理生化活动，从而对水田芥产生毒害，而且同浓度条件下根的受害程度比叶严重。
　　 4.试验选取的轮藻随着Cr6+处理浓度的增加，(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a/b(Chla/Chlb)呈先升后降的趋势；(2)丙二醛(MDA)含量逐渐上升，可溶性蛋白含量表现为先升后降的趋势；(3)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升后降的趋势。研究表明：Cr6+胁迫破坏轮藻正常生理生化活动，从而对轮藻产生毒害。
　　 5.试验选取的菹草随着Cr6+处理浓度的增加，(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)呈先升后降的趋势，叶绿素a/b(Chla/Chlb)逐渐下降；(2)丙二醛(MDA)含量逐渐上升，可溶性蛋白含量表现为先升后降的趋势；(3)超氧化物歧化酶(SOD)活性呈逐渐下降的趋势，过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升后降的趋势。研究表明：Cr6+胁迫破坏了菹草正常生理生化活动，从而对菹草产生毒害。