典型的草甸和冠层型沉水植物对内源污染物削减效果研究

【目的】探究不同生长模式的沉水植物对内源污染物的削减效果。【方法】选取典型的草甸型和冠层型沉水植物矮慈姑和轮叶黑藻,利用采自重污染水体的底泥和两种沉水植物分别构建实验模拟系统,研究分析矮慈姑和轮叶黑藻在污染底泥中的生长扩增、各系统底泥和上覆水中主要污染物的浓度变化及表层底泥微生物群落结构的特点。【结果】两种沉水植物均能耐受污染底泥并生长扩增,矮慈姑茎、叶和根系的生物量均扩增10倍,但主要集中在水底泥界面上下10 cm范围;轮叶黑藻茎、叶的生物量在整个上覆水空间扩增也达到10倍,但根系生物量不变。矮慈姑系统表层底泥(0~10 cm)的酸可挥发性硫化物(AVS)、亚铁和氨氮,去除率分别达到80.57%、67.43%和72.48%,轮叶黑藻系统亚铁和氨氮去除率只有24.75%和61.41%,AVS上升13.6%。矮慈姑和轮叶黑藻系统上覆水中叶绿素a的浓度分别为9.61、9.39μg/L。16S rRNA高通量测序结果显示,两类系统表层底泥微生物群落中属的组成差异显著,矮慈姑系统优势属为硫曲菌属(Sulfurifustis)和硝化螺旋菌属(Nitrospira),而轮叶黑藻系统中Cyanobium_PCC-6307、螺旋体菌属(Spirochaeta_2)、假平胞菌属(Sphingomonas)和地杆菌属(Geothermobacter)的相对丰度更高。【结论】矮慈姑对表层底泥中还原性污染物AVS、亚铁和氨氮具有更好的去除效果,而轮叶黑藻则对于上覆水藻类的生长具有更好的控制效果。矮慈姑发达的根系促进了硫和氨氮代谢微生物类群的发育。