全 文 ：收稿日期:2016 － 07 － 04
基金项目:国家自然科学基金项目 (31460144) ;云南省教育
厅重点项目 (2014Z148)。
作者简介:毛珍翠 (1993 － ) ，女，汉族，云南大理人，
学士。
通信作者:周元清 (1974 －) ，女，汉族，云南元江人，博士
(后) ，教授，硕士生导师，主要从事污染控制与生态修复方面的
研究。在国内外学术刊物上发表论文 60 余篇，其中 SCI 收录 5 篇。
不同六氯苯浓度胁迫下窄叶香蒲对
贫营养水体的影响研究
毛珍翠1，王 蓓1，2，张翠萍1，李淑英1，卢国理1，朱春蓉1，周元清1
(1． 玉溪师范学院污染控制与生态修复研究中心，云南 玉溪 653100;
2． 云南大学生态学与地植物学研究所，云南 昆明 650091)
摘 要:采用水培法，以窄叶香蒲 (Typha Latifolia)为试验植物，通过测定和分析不同六氯苯
(Hexachlorobenzene，简称 HCB)浓度 (0mg /L、1mg /L、10mg /L)胁迫下贫营养水体中 TN、TP 含量变
化特征，研究窄叶香蒲对贫营养水体的影响。结果表明:在不同浓度六氯苯胁迫下窄叶香蒲对贫营养
水体中 TN、TP的吸收能力不同，低六氯苯浓度胁迫下更有利于窄叶香蒲吸收水体中的 TN 和 TP。因
此，可选用窄叶香蒲治理六氯苯污染，抑制贫营养水体向富营养化转变。
关键词:六氯苯;胁迫;贫营养水体;窄叶香蒲;水污染防治
中图分类号:X52 文献标志码:A 文章编号:1673 － 9655 (2016)06 － 0021 － 06
0 引言
随着城市和工农业的发展，大量未经处理的生
活污水和工农业废水流入水体中［1］，水体污染，
尤其是水体富营养化［2］已成为我国主要的生态环
境问题［3 － 4］。Jiang 等［5］研究发现水体富营养化的
物质基础是水体中总氮和总磷，二者浓度高低成为
富营养化程度的重要标志之一。
六氯苯 (Hexachlorobenzene，简称 HCB)主
要来源于染料制造、有机合成中间体和农业生产活
动，广泛分布于土壤、空气、水体及底泥中，其生
物蓄积性、持久残留性、高毒性和半挥发性，会导
致生殖及免疫机能失调、生物体内分泌紊乱、发育
紊乱以及癌症等严重疾病［6］，对人体健康及整个
生态系统的危害极大。有学者报道，城市河流水
体、自来水和底泥中均检测出较高浓度的六
氯苯［7］。
近年来，利用水生高等植物治理水体污染逐渐
受到人们关注［8］，植物能通过根系从污水中吸收
营养物质，改善水质［9］，而且能运输氧气到根区
为微生物的生长、繁殖和污染物降解创造适宜条
件［10］。目前，窄叶香蒲已被广泛用于治理污染水
体，对富营养化水体中的 N、P 污染去除效果显
著，混合污染条件下对六氯苯有降解作用［11］。混
合污染水体中，某种污染物胁迫可以促进水生高等
植物对另一种污染物的吸收或降解。如在有机污染
物或重金属胁迫下，可以促进水生植物对 N、P 的
吸收，从而净化富营养化水体。本文采用窄叶香蒲
水培法，通过分析不同浓度六氯苯胁迫下贫营养水
体中 N、P含量变化，期望能探明窄叶香蒲对贫营
养水体的影响。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
实验植物于 2015 年 5 月 21 日采自抚仙湖牛摩
湿地，带回实验室内进行水培。供试水样为自配灭
菌Ⅲ 类水体加不同浓度的 (0mg /L、1mg /L、
10mg /L)HCB。水质分类参照 《GB3838 － 2002 地
表水环境质量标准》。
1. 2 实验方法
实验设置 4 组处理: (贫营养液 +香蒲 (0mg /
L)、贫营养液 +香蒲 + HCB (1mg /L)、贫营养液
+香蒲 + HCB (10mg /L)、无植物种植组。每组设
置 3 个对照。试验前期隔 2d 取 1 次样 (5 月 21 日
—5 月 30 日) ;实验中期隔 3d 取 1 次样 (5 月 30
日—6 月 4 日) ;试验后期隔 7 d 取 1 次样 (6 月 4
日—6 月 11 日)。
TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，
TP采用钼锑抗分光光度法［12］。采集水样前充分搅
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环境科学导刊 http: / /hjkxdk. yies. org. cn 2016，35 (6) CN53 － 1205 /X ISSN1673 － 9655
DOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2016.06.004
拌水体，试验期间添加灭菌Ⅲ类水体使瓶内水位稳
定。测定时观测植物株高、根际生长情况。
2 结果分析
2. 1 不同六氯苯浓度胁迫下有无窄叶香蒲对贫营
养水体中 TN、TP的影响
不同 HCB 浓度胁迫下有无窄叶香蒲处理对培
养液水体中 TN、TP有显著的影响 (图 1)。不同
HCB 浓度对水体中 TN、TP 含量变化几乎毫无影
响 (图 1B、图 1D) ，不同浓度 (0mg /L、1mg /
L、10mg /L)六氯苯水体经过 10 d 的静置后水体
中 TN 的浓度比第 1d 分别增加了 0. 019mg /L、
0. 014mg /L和 0. 016mg /L，TP 的浓度比第 1d 分
别增加了 0. 038mg /L、0. 038mg /L和 0. 040mg /L。
表明 HCB 对贫营养水体中 TN、TP 含量变化无影
响。一般在风的作用下，空气中的 N、P 物质随
风带入水体中，使其溶于水体中而使水体中的
TN、TP 含量升高;或由于温度的升高，使水体
中的 N、P物质随水蒸气散发到空气中使水体中
的 TN、TP含量降低［13］。但 HCB 具有脂溶性强、
难溶或微溶于水、挥发性小、半衰期长，以及能
够在生物体内和水体沉积物中大量富集等特性，
沉积物成为水环境 HCB 的主要环境归宿［14］。水
培试验时，由于 HCB 漂浮在水面上，阻断了水体
与空气间的物质交换，因此水体中的 TN、TP 含
量几乎无变化。
窄叶香蒲在各个 HCB 浓度水体中对 TN、TP
具有吸收作用，且 HCB 浓度不同，吸收能力也
不同 (图 1A、图 1C)。植物生长环境中的污染
物如果超过其耐受阀值，会引发植物有机体在
所有功能水平上产生变化和反应［15］。整个水培
过程中水培前期 1mg /L HCB 胁迫下窄叶香蒲吸
收 N、P 量最多，可能是外界污染环境胁迫下窄
叶香蒲大量吸收营养物质而引起营养物积累。3
种不同 HCB 浓度 0mg /L、1mg /L、10mg /L 水体
中 10mg /L HCB 水体中的 N、P 含量最高 (图
1A、图 1C) ，说明高浓度 HCB 胁迫下窄叶香蒲
对 N、P 的吸收能力最弱，可能是由于植物周围
污染物含量较高，HCB 胁迫使窄叶香蒲生理代
谢活动失调，抑制了植物对水体中营养物质
(N、P)的吸收。盖玉红等研究发现［16］生境中
污染物浓度影响植物耐受极限值，与本研究结
果一致。水培前期 3 种不同 HCB 浓度水体中
1mg /L HCB 水体中 N、P 含量最低 (图 1A、图
1C) ，说明低浓度 HCB 胁迫下可以促进窄叶香
蒲对 N、P 的吸收，外界污染环境胁迫作用于植
物体 能 通 过 自 身 细 胞 渗 透 调 节 作 用 抵 抗
胁迫［17］。
研究发现，混合污染水体中，某种污染物胁迫
下可以促进窄叶香蒲对另一种污染物的吸收或降解。
有机污染物或重金属胁迫下，可以促进窄叶香蒲对
N、P的吸收，从而净化富营养化水体［18］。本研究
中，单一污染 (HCB)的贫营养水体中，HCB 能促
进窄叶香蒲对营养物质 N、P 的吸收，但不同浓度
(0mg /L、1mg /L、10mg /L)的 HCB 胁迫下窄叶香
蒲对贫营养水体中 TN、TP 的吸收能力不同。经水
培 1 ～ 22d ，3 种 HCB 浓度 (0mg /L、1mg /L、
10mg /L)水体中 TN 浓度分别增加 0. 074mg /L、
0. 102mg /L 和 0. 111mg /L，TP 的浓度分别增加
0. 035mg /L、0. 001mg /L 和 0. 041mg /L，3 种 HCB
(0mg /L、1mg /L、10mg /L)浓度水体中 TN、TP 浓
度增加顺序排均为:10mg /L ＞ 1mg /L ＞ 0mg /L，表
明不同浓度六氯苯胁迫下窄叶香蒲对贫营养水体中
的 TN、TP具有一定的吸收能力，低六氯苯浓度胁
迫下更有利于窄叶香蒲吸收水体中的 TN、TP。
经 1 ～ 22d水培，0mg /L HCB浓度窄叶香蒲处
理下水体中 TN 浓度增加 0. 074mg /L，TP 增加
0. 035mg /L (图 1A、图 1C) ;1mg /L HCB 浓度下
TN增加 0. 102mg /L，TP增加 0. 001mg /L;10mg /L
HCB 浓 度 下 TN 增 加 0. 111mg /L， TP 增 加
0. 040mg /L (表 1)。表明 3 种 HCB 浓度下，窄叶
香蒲处理下 TN、TP的浓度都随水培时间的增长而
增加。
本实验植物窄叶香蒲取自抚仙湖流域内的牛摩
湿地，湿地水体属于劣Ⅴ类水体，是富营养化水
体［19］。植物从生长环境中吸收营养物质以满足其
生长发育需要的同时，会主动和被动地从环境中吸
收许多生长发育所非必须的物质。某些物质 (如
酚类)在生物体内易于降解，在生物体内存在的
时间不长，生物在不断从外界环境中吸收的同时，
其分解过程也在不停地进行，因而不易积累;而部
分物质 (如有机氮化合物)在植物体内不易被降
解，可在植物体内以原来的形态或其他形态长时间
存在［20］。且植物在不同时期不同植物部位 N、P
量不同［21］。2 月中旬的植株 N、P含量均大于 6 月
中旬的植株 N、P 含量，这可能与水质起始 N、P
浓度较高有关，也可能因为水生植物的生长初期植
株 N、P含量相对较高有关。因此窄叶香蒲植株体
内 N、P含量相对较高。
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环境科学导刊 http: / /hjkxdk. yies. org. cn 第 35 卷 第 6 期 2016 年 12 月
水培后期，窄叶香蒲根茎附近开始腐烂。生
产者产生的有机物如植物残体、枯枝落叶、渗出
物及脱落物等被分解者 (原生动物和微生物)分
解，它们把有机物分解为无机物，N、P 重新释
放进入水体中，致使水体中 N、P 含量升高［21］。
但增加后的 TN、TP浓度仍在贫营养水体范围内，
不会导致水体富营养化。面对植物残体、枯枝落
叶等被降解的问题，通过收获或移去富集了 N、
P的部分，从而降低其浓度，可达到对污染环境
进行治理的目的。
表 1 水体中 TN、TP含量的变化 (mg /L)
处理 TN TP
贫营养液 +窄叶香蒲 (0 mg /L) 0. 748 ± 0. 002 ～ 0. 822 ± 0. 009 0. 002 ± 0. 001 ～ 0. 037 ± 0. 002
贫营养液 +窄叶香蒲 + HCB (1 mg /L) 0. 757 ± 0. 003 ～ 0. 860 ± 0. 006 0. 044 ± 0. 003 ～ 0. 044 ± 0. 001
贫营养液 +窄叶香蒲 + HCB (10 mg /L) 0. 749 ± 0. 008 ～ 0. 860 ± 0. 005 0. 002 ± 0. 001 ～ 0. 042 ± 0. 001
2. 2 相同六氯苯浓度下有无窄叶香蒲种植处理对
贫营养水体中 TN、TP影响
相同浓度 HCB 胁迫下经窄叶香蒲处理的水体
中 N、P含量比无窄叶香蒲处理的水体中 N、P 含
量低 (图 2)。水培 7d 后，0mg /L、1mg /L 和
10mg /L HCB浓度胁迫下窄叶香蒲组 TN 浓度分别
是 0. 764mg /L、0. 761mg /L 和 0. 049mg /L，无植物
种植组 TN 浓度分别是 0. 769mg /L、0. 762mg /L 和
0. 771mg /L。0mg /L HCB胁迫下有窄叶香蒲和无窄
叶香蒲处理水体中 TP平均值分别为 0. 034mg /L 和
0. 033mg /L;1mg /L六氯苯胁迫下有窄叶香蒲和无
窄叶香蒲处理的水体中的 TP 平均值分别为
0. 034mg /L 和 0. 033mg /L;10mg /L 六氯苯胁迫下
有窄叶香蒲和无窄叶香蒲处理的水体中的 TP 平均
值分别为 0. 032mg /L 和 0. 033mg /L。相同 HCB 浓
度水体中 TN、TP含量顺序为:有窄叶香蒲 ＜无窄
叶香蒲，表明 HCB 胁迫下窄叶香蒲对贫营养水体
中 N、P具有一定吸收能力。有研究表明窄叶香蒲
能抵抗一定的污染强度［22］，对外界污染环境有一
定的抗胁迫能力［23］，钱鸣飞等［24］发现窄叶香蒲根
系发达，去污能力较强，能较好地去除 N、P 污
染，净化被污染水体，与本研究一致。
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http: / /hjkxdk. yies. org. cn 不同六氯苯浓度胁迫下窄叶香蒲对贫营养水体的影响研究 毛珍翠
富营养化水体中水培窄叶香蒲需要通过吸收水
体中 N、P等营养物质完成植物个体生长代谢，同
时根系还能提供较大的附着面积供微生物附着，与
水中微生物共同降低水体中的营养元素含量，实现
对水体的原位修复［25］，在贫营养水体中也是如此。
有研究认为，微生物对水体中污染物质去除主要是
生物、植物、基质、微生物相互之间的作用机制净
化水质的过程，其中植物直接吸收 N、P 净化水体
的作用所占比例较少［26］。但是植物在水体生态修
复过程中是必不可少的，植物不但为微生物提供附
着载体，还会通过根系的呼吸为微生物提供一定的
氧气，因此植物的各种生理代谢活动会直接关系到
水体中 N、P 等污染物的净化效果［27］。因此有窄
叶香蒲 ＞无窄叶香蒲，在利用窄叶香蒲治理 HCB
污染物的同时，还可以抑制贫营养水体向富营养化
转变。
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环境科学导刊 http: / /hjkxdk. yies. org. cn 第 35 卷 第 6 期 2016 年 12 月
3 结论
(1)不同浓度六氯苯胁迫下窄叶香蒲对贫营养
水体中的 TN、TP具有一定的吸收能力，低六氯苯
浓度胁迫下更有利于窄叶香蒲吸收水体中的
TN、TP;
(2)有窄叶香蒲 ＞无窄叶香蒲，利用窄叶香蒲
治理六氯苯污染物的同时，还可以抑制贫营养水体
向富营养化转变;
(3)水培窄叶香蒲是可行的，可为试验材料提
供保障，需要进一步研究水培窄叶香蒲的生长特
性，进一步提高持久性降解有机污染物的降解率、
抑制贫营养水体向富营养化转变。
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Ｒesearch on the Influence of Narrow Leaf Typha Latifolia on Oligotrophic Water
under Different Concentrations of Hexachlorobenzene Stress
MAO Zhen － cui1，WANG Bei1，2，ZHANG Cui － ping1，LI Shu － ying1，LU Guo － li1，
ZHU Chun － rong1，ZHOU Yuan － qing1
(1． College of Ｒesources and Environment，Yuxi Normal University ，Yuxi Yunnan 653100，China)
Abstract:Using hydroponics and choosing narrow leaf TyphaLatifolia as the test plant，through the analysis on dif-
ferent stress of Hexachlorobenzene (HCB)concentrations (0 mg /L，1 mg /L，10 mg /L)to test the changes of TN
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http: / /hjkxdk. yies. org. cn 不同六氯苯浓度胁迫下窄叶香蒲对贫营养水体的影响研究 毛珍翠
and TP content in oligotrophic water，the influence of narrow leaf Typha Latifolia on oligotrophic water was studied．
The results showed that narrow leaf Typha Latifoliain different concentration of hexachlorobenzene had various ab-
sorption abilities． In low concentration，the absorption to TN and TP were more conducive． Therefore，narrow leaf
Typha Ltifolia could be usedto treat the pollution of Hexachlorobenzene in order to inhibit the transform of water
from poor nutrition to eutrophication status．
Key words:hexachlorobenzene;stress;oligotrophic water;Typha Latifolia;
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
water pollution control
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