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本文主要研究人工湿地生物系统对一种有机磷农药毒死蜱的生物响应，包括植物生长发育和生理生化的响应以及土壤酶活和微生物群落变化的响应。同时建立了毒死蜱（chlorpyrifos）及其代谢产物3，5，6-三氯吡啶醇(TCP)的检测方法，研究了植物水培条件下毒死蜱和TCP在水溶液中的动态变化，为人工湿地净化水体农药污染的工程运行提供了理论依据。主要研究结果如下:
1.固相萃取法和植物组织匀浆法分别可以有效地提取水样和植物样中的毒死蜱，回收率分别为89.12-93.44％和87.62-105.33％。使用双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺(BSTFA)衍生法也可以较好地检测水样中的TCP，该方法对TCP的回收率为87.37-90.75％。毒死蜱和TCP的检出限分别为375ng/L和100ng/L(S/N=3)。
2.植物水培的实验结果表明，水葱和香蒲去除溶液中的毒死蜱效果最优，培养15天后的去除率分别达到了88.34％和88.27％。受试的6种植物中，无明显的地上茎组对毒死蜱的去除能力强于有地上茎组。植物组织中积累的毒死蜱浓度顺序为:根＞茎＞叶。毒死蜱在水培溶液中的降解符合反应速率与反应物质浓度二次方成正比的二级动力学模型。毒死蜱及其降解产物TCP在水溶液中的去除主要集中在前期。
3.湿地胁迫的实验结果显示，添加毒死蜱的植物叶中三种叶绿体色素的含量显著降低，并且植物的生长发育受到抑制。其中叶绿素a降低最多，达到25.04％，叶绿素b和类胡萝卜素分别降低了20.94％和19.02％。毒死蜱的添加导致植物体内过氧化氢(H2O2)、可溶性糖和丙二醛(MDA)的上升，表明植物受到了生理胁迫，同时超氧化物歧化酶(SOD)被激活，过氧化氢酶(CAT)被抑制，抗坏血酸过氧化物酶(APX)在新叶中被激活在旧叶中被抑制。鸢尾植物新叶在对抗毒死蜱胁迫时能够更好地激发自身的氧化调节功能。基质磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和脲酶在受到毒死蜱胁迫后，活性分别增加了16.23％、17.20％和73.73％。基质脂肪酸甲酯（FAME）分析表明，毒死蜱的添加增加了基质微生物总体丰富度，其中好氧原核类微生物和真核微生物两大类群的微生物增量最大。