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近年来,随着工业化的不断发展,因含铬废水不达标排放导致耕地铬污染的现象也是日益频现,严重危害耕地环境健康和粮食生产安全。利用人工湿地对含铬污水具有较好的净化效果,可以减轻土壤铬污染。本研究以1/2 Hoagland’s营养液并添加葡萄糖为灌溉水源,利用耐旱耐湿的薏苡作为人工湿地植物,构建小型垂直流人工湿地(VC)和水平潜流人工湿地(HC),并分别添加0、10、20 mg·L-1Cr6+(以K2Cr2O7加入),以研究不同进水方式下含铬废水对薏苡根系分解过程中基质有机质与铬化学形态的影响,研究结果可为高效处理含铬废水和深入了解基质铬迁移转化等行为提供理论支撑。研究结果如下:1、各处理薏苡地上地下部鲜干重均随Cr6+处理浓度的加大而显著下降,但随着Cr6+处理时间的延长呈提高,10和20 mg·L-1Cr6+处理显著抑制了茎径的加大;HC薏苡地上部和地下部的生物量均大于VC处理;叶片丙二醛(MDA)含量随Cr6+浓度增加而上升,VC处理薏苡叶片丙二醛含量大于HC处理;叶片超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化物酶(POD)活性均随Cr6+浓度增大而降低,但VC处理薏苡叶片的SOD活性大于HC处理;而VC处理的POD活性则小于HC处理。薏苡各部位总铬含量均随Cr6+处理浓度增大而升高,不同器官铬含量大小依次为根>叶>茎,VC处理薏苡各部位铬积累量大于HC处理;2、薏苡根分解过程干物质的残留率随铬处理时间的延长呈显出快-慢的趋势变化,HC处理的根系分解速率大于VC。HC处理基质的溶解性有机碳(DOC)与微生物量碳(MBC)含量均随Cr6+浓度增大而增大,HC基质的DOC含量大于VC处理,而VC基质的MBC含量则大于HC处理;3、颗粒态有机质(POM)主要由植物根系分解的残留物以及碳水化合物等组成,且碳氧化合物是铬的主要吸附点,VC处理中POM的铬含量大于HC处理。POM光谱特征结果表明各特征峰出现差异可能是受到植物根系影响;4、10 mg·L-1Cr6+处理下,两种湿地出水中溶解性有机质(DOM)含量最高,而20 mg·L-1Cr6+处理下最低。出水中DOM含量随Cr6+处理时间延长而增加,VC处理DOM含量大于HC处理。HC的DOM分子量小于VC处理,而HC处理的DOM的芳香化程度、腐殖化水平大于VC处理;出水DOM中主要由内源类DOM组成,HC的自生源指数及腐殖化程度大于VC处理;5、基质pH和氧化还原电位(Eh)随Cr6+浓度增大而降低,其中Eh随Cr6+处理时间延长而提高,VC处理基质的pH、Eh大于HC的对应处理。10和20 mg·L-1Cr6+基质中总铬含量与各形态铬含量均随Cr6+处理时间延长和浓度增大而增大,HC基质总铬含量大于VC。不同形态铬含量大小表现为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机物结合态>可交换态>碳酸盐结合态,其中残渣态和铁锰氧化物结合态的铬含量大于其他形态的铬含量;6、各处理的细菌共有特征显著大于真菌,但铬胁迫对真菌影响较大。随Cr6+胁迫时间的延长微生物群落丰度及多样性均下降,HC处理中微生物群落丰度大于VC处理。HC处理真菌中子囊菌门、隐真菌门、担子菌门、被孢霉门、壶菌门丰度较大,VC处理的蓝藻门和绿弯菌门随处理浓度的增加而下降。通过与环境因子之间进行相关性分析发现,pH受微生物影响大于其他各因子,且pH与其他各环境因子之间呈负相关关系,而总铬含量和各形态铬含量之间呈正相关。基质中大部分细菌物种丰度与pH、Eh呈正相关,与DOM、总铬量、基质铬形态含量呈极显著负相关。真菌中的罗兹菌门和捕虫霉门与DOM含量、总铬含量和各形态铬含量呈显著的正相关;被孢霉和单毛壶菌门则与DOM含量、总铬含量和各形态铬含量呈显著的负相关;壶菌门与Eh和DOM含量呈显著的负相关;7、VC处理埋根中各形态铬含量以及HC处理根中残渣态、80%乙醇提取态铬含量均随Cr6+处理时间延长和浓度增大而增大。各形态中残渣态含量占比始终最大。除对照外,VC埋根中各形态铬含量均大于HC;8、Cr6+处理下两种人工湿地出水Cr6+去除率均较高,最高达98%,并随Cr6+处理时间的延长而下降,HC中Cr6+的去除率大于VC。