磺胺类药物是使用量最大的抗生素之一,其中,磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)在磺胺类药物中生物毒性最强且难降解,在人工湿地中被广泛而大量地检出。挺水植物作为人工湿地中主要的植物类型对去除水中污染物发挥了重要作用。为明确适宜北方人工湿地种植的主要挺水植物香蒲、水葱、千屈菜及芦苇在磺胺甲恶唑胁迫下的响应,本试验研究了磺胺甲恶唑胁迫对其主要形态指标、光合作用、细胞膜透性、抗氧化酶及可溶性蛋白的影响,以及胁迫后对COD、氨态氮、硝态氮以及总磷的净化能力,探讨4种植物对磺胺甲恶唑胁迫时的响应及其机理,为构建人工湿地深度处理污水厂出水,尤其是制药厂废水,提供重要的理论依据。首先,定量表征磺胺甲恶唑对植物形态结构的影响,通过比较不同SMX胁迫浓度和胁迫时间下植物的株高、根重、单株重量、生物量增长及相对生长率等参数的差异来反映植物生长发育的情况。结果表明4种湿地挺水植物的生长形态指标均随磺胺甲恶唑胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长受到严重影响。香蒲、水葱、千屈菜和芦苇生长受到明显抑制的浓度阈值分别为:0.5mg·L-1、0.1mg·L-1、0.5mg·L-1和1.0mg·L-1。水葱和香蒲的株高受SMX影响较大,分别下降到对照组的67.3%和42.8%。千屈菜和芦苇的相对生长率受SMX影响较大,分别下降到对照组的34.6%和75.9%。其次,研究了磺胺甲恶唑胁迫下植物的生化反应,主要实验方法为测定每种植物在不同磺胺甲恶唑浓度胁迫下的生理指标,通过比较光合作用强度、细胞膜透性、抗氧化酶及可溶性蛋白来反应植物抗氧化功能及抗逆性的差异。磺胺甲恶唑胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长导致4种植物体内丙二醛的累积。不同浓度磺胺甲恶唑胁迫下,所有植物的叶绿素含量均有所下降。其中,芦苇的叶绿素含量对胁迫浓度的增加最敏感。高浓度胁迫下,千屈菜和芦苇的叶绿素含量随胁迫时间的延长明显下降。在受到磺胺甲恶唑胁迫时,香蒲、千屈菜和芦苇主要诱导产生了超氧化物歧化酶和过氧化物酶;水葱体内这两种酶的活力明显低于其他3种植物,但水葱主要诱导产生了活力远高于另外3种植物的过氧化氢酶。最后,研究了磺胺甲恶唑胁迫下,由4种湿地挺水植物构成的模拟人工湿地反应器对COD、总氮、氨态氮以及总磷的去除效能的变化,定量表明了磺胺甲恶唑对人工湿地系统水体净化能力的胁迫作用。在受到2.Omg.L-1磺胺甲恶唑高浓度胁迫下,4种植物对COD、氨态氮、硝态氮和总磷的去除效果均明显下降,去除率与对照组相比均有20%～35%的下降。其中,芦苇和水葱对COD的去除率最高,约为70%;芦苇对硝态氮和总磷去除率最高,分别为61.2%和63.5%;千屈菜对氨态氮去除率最高,可达到58.7%。