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近年来,随着工业生产的快速发展和人类活动的加剧,由此引起的多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染水体的环境问题日益突出,我国许多江河湖泊的水体不同程度的受到了PAHs类污染物的污染。许多PAHs具有毒性、致突变性和致癌性,水体中PAHs浓度的增加,会对水体中的动植物和生态系统造成较大的危害,并在动植物体内积累,进而危害到人类自身的健康。人工湿地是20世纪70年代提出的一种新型污水处理技术。是一种由人设计、建造和调控的生态系统,其主要由植物、基质、微生物和污水水体组成,污水的净化主要通过化学、生物和物理的协同作用来实现。人工湿地系统去除PAHs途径主要包括基质吸附、植物吸收以及微生物降解,而我国对于利用人工湿地系统处理PAHs的相关研究较少。本文通过实地调研山东省典型人工湿地,选取猪龙河入湖口人工湿地作为研究对象,分析了此人工湿地系统中萘、菲的分布特征,通过人工配水,模拟猪龙河入湖口人工湿地进水,在实验室构建垂直潜流人工湿地装置,研究了不同植物对PAHs污染水质的净化效果以及在不同浓度PAHs胁迫下植物的生理响应,主要研究成果如下:(1)猪龙河入湖口人工湿地主要处理单元出水和人工湿地段猪龙河水水质检测结果表明,人工湿地系统对萘、菲的去除率分别为41.84%、70.36%,对猪龙河部分劣V类水进行生态净化处理后,水体中的萘、菲含量明显降低;黄菖蒲、水葱、芦苇、菰4种湿地植物体内的萘、菲含量测定结果表明,不同植物对萘、菲的富集效果不同,由高到低依次为:黄菖蒲、水葱、芦苇、菰;潜流湿地基质和表流湿地底泥中萘、菲含量测定结果表明,潜流湿地基质对萘、菲的吸附效果优于表流湿地。(2)模拟人工湿地系统对常规污染物有较好的去除效果。芦苇、水葱、再力花、黄菖蒲4种湿地植物中,对COD的平均去除率依次为芦苇(58.29%)>水葱(48.57%)>再力花(44.43%)>黄菖蒲(43.57%);对TN的平均去除率依次为水葱(74.70%)>黄菖蒲(70.22%)>芦苇(69.39%)>再力花(68.69%);对TP的平均去除率依次为芦苇(93.85%)>黄菖蒲(92.28%)>水葱(89.05%)>再力花(81.57%)。(3)模拟实验结果表明,不同的湿地植物对萘、菲的去除效果不同,各植物对萘的去除率均达到55%以上,对菲的去除率均达到40%以上。植物对萘的平均去除率依次为芦苇(75.60%)>黄菖蒲(59.56%)>再力花(59.01%)>水葱(55.42%);植物对菲的平均去除率依次为黄菖蒲(66.08%)>芦苇(55.17%)>再力花(55.06%)>水葱(41.14%)。(4)随着模拟湿地系统进水萘、菲浓度的增加,芦苇、黄菖蒲对萘、菲的去除率逐渐降低。萘的进水浓度50ng/L时,芦苇、黄菖蒲对萘的去除率最高,分别为78.59%、73.41%;进水浓度800ng/L时,芦苇、黄菖蒲对萘的去除率最低,分别为69.40%、58.64%。菲的进水浓度20ng/L时,芦苇、黄菖蒲对菲的去除率最高,分别为78.45%、73.36%,进水浓度400ng/L时,芦苇、黄菖蒲对菲的去除率最低,分别为58.06%、62.46%。(5)不同浓度萘胁迫诱导了芦苇的生理特性变化,随着萘浓度的增加,芦苇叶片叶绿素含量降低,导致芦苇叶片枯黄;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性升高,过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性先升高后下降,芦苇的生长及生命活动明显受到抑制,芦苇对萘的去除效果可能会受到影响。(6)不同浓度菲胁迫诱导了黄菖蒲的生理特性变化,随着菲浓度的增加,黄菖蒲叶片叶绿素含量降低,导致黄菖蒲叶片枯黄;MDA含量增加,SOD活性升高,CAT、POD活性先升高后下降,但总体为上升趋势,黄菖蒲的生长及生命活动明显受到抑制,黄菖蒲对菲的去除效果可能会受到影响。