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酞酸酯(PAEs)是一类典型的内分泌干扰物,在我国城区河湖中PAEs污染超标相对严重,且污染呈上升趋势。本文旨在利用沉水植物对沉积物进行原位修复,探索沉水植物菹草根际微环境中PAEs降解机理。本论文采用根袋法,模拟海河干流水体建立室内菹草微宇宙,同时设置无菹草微宇宙为对照,通过监测沉积物中PAEs浓度、微生物数量与群落、沉积物孔隙水中根系分泌物等生化指标,研究了沉水植物菹草对酞酸二丁酯(DBP)和酞酸二异辛酯(DEHP)污染沉积物的净化作用机理,为今后利用沉水植物修复受PAEs污染沉积物提供依据。本论文获得了如下主要成果:(1)在确定沉积物中PAEs提取方法时,对比了超声提取、索氏提取和超声-索提协同提取三种方法,综合考虑了方法空白、提取效率、数据标准偏差和实验耗时等因素进行分析比较。结果表明索氏提取与协同提取虽然提取效率较高,但其方法空白值较高,数据稳定性差,会对实验数据造成较大的影响,且耗时长;超声提取虽然提取效率偏低,但可以满足实验要求,且其结果较稳定,方法空白值低,实验操作简单快速。综上所述,本实验选择超声提取方法对沉积物进行前处理。(2)在微宇宙运行期间采集水、草和沉积物样品进行分析。结果表明:系统运行结束时,菹草体内DBP和DEHP含量分别升高了133%和68%;水中,有草组和对照组中DBP的浓度始终低于定量限(8μg/L),而DEHP的浓度则由初始的65μg/L和70μg/L逐渐降低,至第3天后在低于定量限;对照组和有草组非根际沉积物中DBP浓度差异不显著,结束时去除率为32.2%~36.5%,根际沉积物中DBP去除率达50.0%;对照组和非根际沉积物中DEHP浓度差异也不显著,始终在一定范围内波动,结束时去除率为10.3%~11.4%,根际沉积物中DEHP则在第27d时迅速下降,去除率达80.9%。经过计算,菹草对PAEs的富集量仅占PAEs降解量的1/8,说明沉积物中PAEs的降解主要依靠微生物作用。(3)使用磷脂脂肪酸技术(PLFAs)和稀释平板法测定了沉积物中微生物数量和种类的变化。结果表明:实验过程中根际沉积物中微生物量明显高于对照组和非根际沉积物;实验后期根际沉积物中微生物群落结构变化较大,这与根际中这两种PAEs的去除数据相一致。可见,沉水植物菹草可以通过根际效应影响微生物的数量和群落结构,进而促进沉积物中PAEs的降解。(4)利用土培法收集根际沉积物的孔隙水作为根系分泌物,检测其中溶解性有机物,并与对照和非根际沉积物的孔隙水进行比较。结果表明:根际沉积物孔隙水中的总酚浓度、酚酸含量和种类显著高于对照和非根际沉积物,而DOC和有机酸浓度的变化不大,说明根系分泌物中的酚酸类物质可能对根际PAEs的微生物降解起促进作用。