Page 60 - 《广西植物》2024年第5期
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8 4 8 广 西 植 物 44 卷
属ꎬ但 植 物 吸 收 的 重 金 属 主 要 集 中 在 根 系 种淹水条件下芦苇和盐地碱蓬凋落物中 Pb 和 Zn
(Mustapha et al.ꎬ 2018)ꎮ 李志刚等(2018)研究发 在分解期间均呈现出不同程度的净归还的结果一
现人工湿地处理含铬废水时ꎬ薏苡根系中积累的 致ꎮ 本研究中ꎬHNS 中的铬释放量显著大于 DWS
铬显著大于其他部位ꎮ 当地上部分收割后ꎬ残根 的ꎬ但 DWS 处理残根中的铬显著高于 HNS 的( P<
必然会脱落分解ꎬ并导致残根中积累的重金属释 0.05)ꎮ 表明铬释放量与营养水平有关( Kang et
放(Cao et al.ꎬ 2018)ꎬ凋落物的分解速率与重金属 al.ꎬ 2019)ꎬHNS 处理具有较好的营养状况ꎬ可能
Cu、Cd、Zn、Pb 的含量均呈现明显的负相关( 迟国 是 HNS 处理残根分解快ꎬ铬释放量大的重要原因ꎮ
梁等ꎬ2009ꎻ 薛银婷等ꎬ2018)ꎮ 彭姿等(2015) 研 铬的化学形态直接体现铬的生物有效性( 彭
究发现ꎬ以生活污水为水源灌溉的人工湿地ꎬ地上 姿等ꎬ2015)ꎮ 本研究表明ꎬ残根分解初期ꎬ铬的化
部收割后ꎬ根系脱落分解导致铬的释放ꎬ但较高浓 学形态均以 F6 主ꎬ这可能与残根中高铬浓度的积
度下ꎬ残根分解速率下降ꎮ 本研究表明ꎬ在两种进 累和较低的生物利用度有关( Lytle et al.ꎬ1998)ꎮ
水条件下ꎬ残根的分解速率均随铬处理浓度的提 其次为 F1 和 F2ꎬF1 和 F2 形态的铬ꎬ生物活性高ꎬ
高而下降ꎬ与前人的研究结果一致ꎬ可能是高铬浓 在植 物 体 内 容 易 被 迁 移 和 转 化 ( Zeng et al.ꎬ
度条件下会抑制微生物的活动ꎬ从而抑制残根的 2011)ꎮ 本研究中ꎬ残根 F1、F2 均随分解时间的延
分解( Duarte et al.ꎬ 2004ꎻ 李帅ꎬ2016)ꎮ 本研究 长而大幅度降低ꎬ随着残根分解时间的延长ꎬ残根
中ꎬHNS 处理残根分解速率大于 DWS 处理ꎬ可能 中的醋酸结合态( F4) 增加ꎬ残渣态( F6) 降低ꎬ可
与 HNS 处理营养丰富ꎬ利于微生物群落活动有密 能是磷酸盐、草酸盐以及难溶性高分子量化合物
切关系ꎬGuo 等(2021) 研究发现凋落物分解与营 把一部分铬固定在残根中ꎬ说明在铬胁迫下残根
养物质含量( 如氮和磷) 呈正相关ꎬ本研究所用生 分解过程中没有提高根残留体内铬的生物活性ꎮ
活污水的 N、P、K 等元素含量显著低于 HNS 处理 3.4 不同进水类型根系分解对出水水质的影响
且养分不平衡ꎮ 而营养丰富的生态系统ꎬ有利于 人工湿地主要依靠微生物吸收及转化作用、
微生 物 的 活 动ꎬ 从 而 导 致 凋 落 物 的 高 衰 减 率 基质吸附和湿地植物吸收作用对污水中的重金属
(Corstanje et al.ꎬ 2006ꎻ Grasset et al.ꎬ 2017)ꎮ Jani 进行净化ꎮ 而基质中有机质的变化动态则与重金
等(2015)研究表明ꎬ氮添加促进了土壤微生物的 属等 污 染 物 的 去 除 关 系 极 为 密 切ꎮ Paredes 等
生长ꎬ从而促进了红三叶草( Trifolium incarnatum) (2007)研究表明ꎬ人工湿地基质中添加有机质可
和毛野 豌 豆 ( Vicia villosa) 细 根 的 分 解ꎮ 本 研 究 以提高铬的去除率ꎬ而脱落根系是人工湿地有机
HNS 处理中残根分解更快ꎬ可能是丰富的氮促进 质的重要来源ꎬ有机质的官能团如羧基、醇羟基、
了微生物的活动ꎬ从而促进了残根的分解ꎮ 烯醇羟基等ꎬ可以通过吸附、螯合、络合等多种作
3.3 不同进水类型对 Cr ( Ⅵ) 处理残根分解过程 用方式影响到重金属在土壤中的迁移行为( 马闯
中残根内 Cr 化学形态及含量的影响 等ꎬ2022)ꎬ戴晓娟等(2021) 研究发现龙须菜的分
在凋落物分解过程中ꎬ必然伴随着元素的释 解导致短期内水体中氮、磷浓度升高ꎮ 芦苇凋落
放ꎬ杨继松等(2006) 研究发现小叶章枯落物分解 物分解ꎬ导致环境中 As、Cr 和 Cu 的含量增加( 关
促进 了 Mg、 Mn、 Fe 的 释 放 和 积 累ꎮ Xu 和 Wu 亚楠等ꎬ2020)ꎬ彭姿等(2015)的研究表明ꎬ铬污染
(2019)研究表明ꎬ人工湿地中的枯落物分解初期 下ꎬ残根分解过程中铬的释放非常活跃ꎮ 本研究
铬含量升高ꎬ但随着分解程度的增强ꎬ铬的含量逐 中ꎬ残根分解过程中ꎬ人工湿地出水中 COD、总铬
渐降低并低于初始浓度ꎬ说明分解过程中湿地植 的含量 均 提 高ꎬ 对 出 水 中 TP 含 量 影 响 不 大ꎬ 但
物凋落物重金属变化动态与枯落物的分解程度有 TN、NH  ̄N 的去除率有所下降ꎬTN、NH  ̄N 的含量
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关ꎮ 本研究发现分解前期根残体的铬含量均升 均随着铬处理浓度的增加而增加ꎬ可能是因为高
高ꎬ可能与薏苡残根的铬主要分布在中柱导管中ꎬ 浓度铬条件下导致湿地中薏苡和微生物产生毒害
而韧皮部分布相对较少ꎬ导致不同部位分解进程 作用ꎬ抑制湿地对 TN 及 NH  ̄N 的去除ꎬ与杨玲丽
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不同有关( Li et al.ꎬ 2021)ꎮ 随着分解时间的延 等(2022)的研究在铜胁迫下人工湿地对 TN 的去
长ꎬ铬含量较高部位逐渐分解ꎬ导致铬含量逐渐降 除能力下降ꎬ从而影响到 TN 的去除的研究结果
低并低于初始含量ꎬ与关亚楠等(2020) 发现的两 一致ꎮ