医药业和水产养殖业对磺胺类抗生素（Sulfonamides,SAs）的广泛使用,造成了自然水体中磺胺类污染物残留量的增加。抗生素对水生态系统的危害已引起了社会的广泛关注,如何生态、高效地去除水体中的抗生素残留成为全球各国共同面临的问题。植物修复技术是当前最具前景的水体修复技术之一,该技术主要利用植物对污染物进行降解、同化、代谢或解毒。沉水植物属于湖泊初级生产者,因其植株全部位于水面以下,其生长和水环境密切相关。因此,深入探讨沉水植物对抗生素的去除机理研究,从而为发展廉价、高效、环境友好的水体磺胺类抗生素污染植物修复技术提供合适的物种资源,同时为其它类型抗生素污染修复提供参考依据至关重要。本论文以代表性的沉水植物苦草（Vallisneria natans（Lour.）Hara）为研究对象,较为系统的研究了其对水体抗生素磺胺的去除机理,取得的主要结果如下:（1）苦草对磺胺的毒理响应实验研究结果发现,水体高浓度磺胺会对苦草产生氧化胁迫,导致其叶片中的叶绿素和叶绿体自发荧光的降低。同时,随着磺胺浓度和暴露时间的延长,苦草体内活性氧ROS（包括:超氧阴离子自由基O₂^-,过氧化氢H₂O₂）和过氧化物酶（POD）的水平也随之升高。暴露20 d后,苦草的相对生长率（RGR）和叶长均有所下降,但根长受到的影响较小。总体而言,磺胺虽然对苦草具有一定的生长毒性效应,但是苦草仍旧可以生长,只是生长速率受到一定限制,这表明苦草对磺胺具有较强的耐受能力。该部分研究,为选用苦草作为去除磺胺的研究对象奠定了基础。（2）磺胺的存在会对苦草去除水体氮磷营养盐产生不利影响。培养15 d后,对照组（CK）和处理组（SD-T）的TN、TP去除率分别达到了93.5%、70.1%和43.1%、29.2%。导致苦草对氮磷营养盐去除效果不同的原因:一方面,是因为磺胺对苦草本身产生了胁迫作用,破坏了其正常的生理状态,影响了其对氮磷的吸收功能;另一方面,是磺胺作为一种抗生素具有很强的杀菌作用,它的存在破坏了苦草根系微生物的群落结构,影响了其正常去除氮磷的功能。（3）附着苦草去除抗生素磺胺的影响因素有很多,本研究主要从p H、光照强度、磺胺浓度、水温这4个方面出发,探讨苦草去除磺胺特征。主要结果如下:1.各p H处理组中磺胺的下降速率,酸性条件下显著低于中性和碱性（p<0.05）。中性条件下（p H=7）,苦草叶片叶绿素含量最高,碱性条件下（p H=9）次之,酸性条件下（p H=9）最低。且中性条件下的叶绿素含量要显著大于碱性和酸性条件下的苦草叶片叶绿素含量（p<0.05）;2.较高的水体光照强度更有利于水体磺胺的降解;3.低浓度磺胺处理组中的磺胺最先降解完,且各个浓度处理组中有苦草的处理组要先于无苦草的处理组降解完;4.10℃处理组的磺胺降解速率最慢,但其中有苦草的处理组磺胺浓度要低于无苦草处理组;30℃处理组的磺胺浓度下降最快,有苦草的处理组相比较无苦草处理组,其水体磺胺更快降解。（4）磺胺在苦草体内的富集转化及分布实验表明,苦草可以富集磺胺,且叶中的富集量要大于根部。磺胺在苦草体内的含量(μg kg^-1)相较于其它4种N⁴乙酰代谢物的含量(ng kg^-1)要高3个数量级,磺胺在苦草体内的富集量是随着时间的推移而逐渐上升的。磺胺在被苦草富集到体内后会转化为4种N⁴乙酰代谢产物:Ac-SDZ（N⁴-acetyl sulfadiazine）、Ac-SMX（N⁴-acetyl sulfamethoxazole）、Ac-SMZ1（N⁴-acetyl sulfamerazine）、Ac-SMZ2（N⁴-acetyl sulfamethazine）,代谢产物的含量根部的要大于叶。其中,无论是苦草根还是苦草叶片中的4种代谢产物的含量都表现为Ac-SMZ1>Ac-SMZ2>Ac-SMX>Ac-SDZ。可以发现Ac-SMZ1为主要的代谢产物,占总代谢产物含量的60%以上。（5）附着藻类是水体中重要的初级生产者,为了更好地了解其在抗生素污染条件下的定植及演替规律,通过室内静态模拟实验,探究了水体不同磺胺浓度水平对沉水植物苦草叶片上附着藻类的影响。结果表明:各处理组附着藻类在不同磺胺浓度下建群速度和时间不同,丝藻属和颤藻属相比其它藻类更容易定植到苦草叶片表面,且在添加了磺胺的处理组中丝藻属和颤藻属的相对丰度随时间呈现下降的趋势;高浓度的磺胺(30 mg L^-1和50 mg L^-1)促进了小球藻属的定植生长;磺胺对菱形藻属的定植表现出“低促高抑”的现象,较低浓度的磺胺(10 mg L^-1)刺激了菱形藻属的定植生长,而高浓度磺胺(30 mg L^-1和50 mg L^-1)抑制了定植生长;主坐标分析（PCo A）表明,磺胺胁迫条件下苦草叶片表面附着藻类群落结构也发生一定的改变,第16 d后各组间差异逐渐减小,说明磺胺的负面影响随着时间减少。（6）磺胺对苦草叶片上附着真核微型生物群落结构的影响表明,韦恩图表明无磺胺处理组（Control）中的微生物种类要比磺胺处理组（Treated）的多。PCo A分析显示了各处理组微生物群落之间具有显著差异（p<0.05）。不同处理组的物种相对丰度图可以看出在磺胺处理组中Vorticella（钟虫属）丰度较大,而在无磺胺组中Paramecium（草履虫属）、Oxytricha（尖毛虫属）的相对丰度较高。相关性网络图以及网络结构特征数据表明SN的处理增加了苦草叶片附着真核微型生物群落稳定性和网络结构的复杂性。（7）本文通过一个13 d的暴露实验,研究了沉水植物-附着生物复合系统对磺胺去除作用,重点研究了水体中溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）、微生物群落和苦草表面的附着生物在磺胺去除过程中起到的作用。结果表明,苦草的存在可以通过增加水体中DO、ORP和细菌多样性,来促进水体磺胺的去除。磺胺增加了Saccharimonadales和Sphingobacteriales的相对丰度,苦草的存在也增加了Saccharimonadales和Sphingobacteriales的相对丰度。Lefse分析结果表明:与处理组V+S-（有苦草和无SN）和处理组V-S+（无苦草和有磺胺）相比,处理组V+S+（有苦草和有磺胺）中Saccharimonadales,Micrococcales,Sphingobacteriales,Bacteroidales,Obscuribacterales,Flavobacteriales,Pseudomonadaceae和Myxococcales这8种微生物的相对丰度显著增加。因此,它们被认为是耐磺胺细菌,对水体磺胺的去除发挥了重要的作用。（8）为了探究不同水质条件下生长的苦草表面微生物受磺胺的影响下群落结构变化以及不同生长环境下的苦草对抗生素磺胺的去除效率,本文通过进行野外大桶模拟实验,取了不同类型水体中培养的苦草来对新型污染物磺胺进行去除研究。结果发现,初始阶段无论是水体微生物群落还是苦草叶片附着为微生物,各处理组之间都具有显著差异性,各个处理组中微生物物种组成也各不相同。随着时间的推移,无论是水体微生物还是苦草叶片附着微生物的群落结构在各处理组之间的差异性逐渐减小。4个不同的处理组中,污水处理厂排水处理组对磺胺的去除效果最佳,Sphingobacteriales、Flavobacteriales在该处理中的水体中以及苦草叶片上具有较高的相对丰度,其在磺胺的去除过程中发挥了一定的作用。