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随着纳米技术的快速发展,纳米银颗粒(AgNPs)因诸多优良特性被广泛用于各个领域。大量包含在生活用品及工业产品中的AgNPs不可避免地进入生态环境中,进而存在潜在的环境风险。本文以实验室规模的垂直流人工湿地污水处理系统为研究对象,考察了AgNPs长期暴露(暴露周期450天)下对湿地脱氮性能的影响及AgNPs在湿地系统中的迁移归趋,为进一步探究人工湿地生态系统去除AgNPs这一新型污染物的可行性提供借鉴。研究考察了不同浓度(0μg/L、50μg/L和200μg/L)AgNPs暴露下三组黄菖蒲人工湿地的脱氮效果。结果表明,AgNPs暴露初期,TN和NH4+-N的去除效果均受到较强烈抑制,且抑制程度与AgNPs暴露浓度正相关。随着暴露时间的延长,抑制状态逐渐缓解,TN和NH4+-N去除效果开始恢复,两组加药湿地脱氮受抑制程度的差异也逐渐缩小。AgNPs暴露后期,与对照组湿地(不投加AgNPs)相比,两组加药湿地TN、NH4+-N去除效果稳定,且未表现出抑制效应。污染物沿程去除规律表明,湿地土壤层是含氮物质去除的主要场所,且AgNPs暴露对土壤层脱氮的影响最为显著。脱氮功能基因测定结果显示,AgNPs长期暴露提升了土壤层硝化功能基因(amoA和nxrA)拷贝数,对反硝化功能基因(nirK、nirS和nosZ)和厌氧氨氧化基因(anammox 16S rRNA)未产生明显影响。同时,湿地系统pH值未受AgNPs暴露的影响。50μg/L AgNPs暴露对湿地COD去除效果无明显影响,而200μg/L AgNPs暴露初期对湿地COD去除产生较强烈的抑制作用,但随暴露时间的延长COD去除效果迅速恢复至正常水平,并趋于稳定。AgNPs在湿地系统中的去除率超过90%,且土壤层和植物组织的银浓度均与暴露浓度呈正相关。对比研究了100μg/L的AgNPs长期暴露下无植物湿地、黄菖蒲湿地、花叶芦竹湿地、伞莎草湿地的脱氮效果。结果表明,AgNPs投加初期对四组湿地TN、NH4+-N去除效果均产生了明显的抑制作用。长期暴露后,各组有植物湿地脱氮效果均明显高于无植物湿地,湿地植物显著提高了湿地抵抗AgNPs毒性的能力。其中,黄菖蒲在抵抗AgNPs急性毒性方面具有较强的能力,而伞莎草在低温条件下抗逆性良好。污染物沿程去除规律表明,土壤层脱氮效果受AgNPs影响最严重。整个试验期间,各湿地COD去除效果和pH值均未受到AgNPs暴露的明显影响。此外,AgNPs在各湿地的去除效果良好,均保持在90%以上。植物体地上部分银浓度均低于地下部分,伞莎草对AgNPs表现出了较强的吸收富集和转移能力。研究考察了20μg/L AgNPs长期暴露下人工湿地污水深度处理系统的脱氮效果。结果表明,AgNPs暴露后对湿地脱氮产生了明显的抑制,且随暴露时间的延长,抑制程度加强,而持续暴露330天后,脱氮效果趋于稳定。20μg/L AgNPs暴露对湿地COD去除效果以及pH值均无明显影响。此外,90%以上的AgNPs能在人工湿地深度处理中得到去除。