薏米(薏苡)人工湿地对生活污水中铬（Ⅵ）净化能力及机理研究

本研究拟构筑小型垂直流薏米（薏苡）人工湿地，分别以生活污水和Hoaglang完全营养液为营养源，并设不种植植物为对照，持续运行1-3年，进行以下研究：.（1）植物在铬胁迫下的生理生态响应，根系分泌物释放规律，根系衰老及细根分解过程中不同部位铬化学形态及含量，铬在植物不同部位的超微结构定位；（2）不同区域基质、水体和植物体不同部位铬化学形态及含量；（3）不同区域、不同时间湿地微生物群落变化动态；（4）筛选高效净化生活污水中铬的植物，优化人工湿地净化生活污水中铬的运行技术。.通过以上研究，揭示影响生活污水中的铬（Ⅵ）在薏米人工湿地中化学形态转化及生物有效性的关键因素；弄清根系衰老及分解过程中根系铬化学形态及含量的变化趋势；阐明植物对含铬生活污水中铬胁迫的响应机制，阐释薏米人工湿地净化生活污水中铬的机理。研究结果为利用人工湿地高效净化含铬废水提供新的思路，另一方面丰富人工湿地处理重金属污染废水的

通过构筑薏米、美人蕉、芦苇、风车草等微型垂直流人工湿地，分别以生活污水和hoagland营养液作为营养来源，分别添加不同浓度的Cr6+（0,1,10,20,30,40,50 mg L-1），以研究：铬（Ⅵ）对不同运行年限人工湿地薏米的生理生化响应；铬在薏米人工湿地不同区域的化学形态；细菌多样性分析等。主要研究结果如下：.低浓度的铬胁迫对薏米、美人蕉、芦苇、风车草的生长具有促进作用，而随着铬胁迫时间的延长和处理浓度的提高，则逐渐起抑制作用，成熟的人工湿地对较长时间的铬胁迫具有一定的忍受能力和较强的且稳定的Cr6+净化能力，短时间的铬胁迫对人工湿地植物的影响不大。.能谱分析表明，在根系中Cr主要积累在表皮、外皮层、内皮层，在中柱内的含量最低，说明铬难以通过中柱往上运输。在亚细胞水平Cr含量：细胞壁组分和未破碎残渣部分（Fb）＞可溶组分，（细胞质内的可溶性物质及液泡等）（Fy）＞含线粒体、细胞核等的细胞器组分（Fq）。激光共聚焦显微镜观测表明，铬胁迫会导致植物根尖细胞微管骨架列阵发生改变，解体，透射电镜观察植物根尖结构显示，重金属大部分沉积在细胞壁间隙、液泡或细胞膜。.薏米根、茎体内的Cr以残渣态为主，其次是去离子水提取态，可见以生物利用性低的Cr化学形态形式存在是薏米根、茎对Cr6+的主要解毒机制。.随人工湿地深度的增加，基质可利用的有效态的铬含量呈减少的趋势，而难以利用的化学形态则呈增加的趋势，有机物含量、微生物数量均与有效态铬含量呈正相关，与难以利用的化学形态呈负相关。.埋根研究结果表明，在根系分解过程中，薏米根残体Cr的乙醇提取态（F1）、去离子水结合态（F2）含量均大幅度下降；埋根60 d时，正常灌溉的根残体Cr的残渣态（F6）所占总铬比重均已超过60%。生活污水环境更利于残根中残渣态铬的保持。.在重金属铬的胁迫下，根系分泌柠檬酸、氨基酸、可溶性糖遵循“低浓度（0.5mg/L 、1mg/L Cr6+）促进、高浓度（10mg/L、40mg/LCr6+）抑制”的现象。.低浓度铬处理对微生物的数量有一定的促进作用，但随处理时间的延长，微生物的数量呈下降的趋势，而高浓度的Cr6+（40 mg L-1）则始终显著抑制微生物量， Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Chlorofl