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多环芳烃(PAHs)难降解并具有很强的疏水性,在沉积物中蓄积后会通过水中生物富集及生物链作用对人体产生危害。沉水植物可通过光合作用由根系向沉积物中释放营养物质和氧气,从而强化微生物降解沉积物中PAHs的活性。因此,开展沉水植物原位修复受PAHs污染沉积物的研究具有重要意义。本论文选取典型沉水植物-菹草为受试植物,通过盆栽和根箱实验,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)、微电极和模型计算等技术手段,研究了菹草对沉积物中PAHs浓度的耐受性以及不同因素(PAHs浓度、菹草种植密度和PAHs的老化行为)对菹草修复沉积物中PAHs效果的影响,探讨了修复机理。研究结果发现(1)菹草耐受沉积物中菲和芘(1:1)的总浓度可达120 mg/kg,根尖数是最敏感的指标;(2)菹草可以加速沉积物中PAHs降解;随菲和芘的总浓度升高(8~48mg/kg)、菹草种植密度增加(642~3530株/m~2),菹草对沉积物中菲和芘去除率的提升幅度增大(6.5~34.1%和0.9~24.5%);菹草对老化沉积物中芘的去除率提升幅度为45.9%;(3)菹草不仅显著提高了沉积物中氧化还原电位、多酚氧化酶活性(7.1~42.1%)、微生物数量(48.2~197.8%)和降解菌数量(24.6~50.0%),还改变了微生物的群落结构;(4)解吸-微生物降解耦合模型结果表明菹草对未老化和老化沉积物中吸附态芘的生物降解活性的提升幅度(150%和277%)均高于生物有效性(13.1%和73.9%)。得到的结论为(1)菹草可耐受较高浓度的PAHs;(2)菹草根系释氧作用改变了沉积物中的厌氧环境,提高了微生物降解活性并改变了微生物群落结构,进而加速了沉积物中PAHs的降解;(3)生物降解活性对沉积物中PAHs加速降解的贡献显著高于生物有效性的贡献。