阿特拉津是一种常用除草剂,其残留在环境中是一种持久性有毒有机污染物,由于其性质稳定、半衰期长,使得其在土壤环境残留量较高。土壤中的阿特拉津在淋溶、地表径流等作用下进入水环境中,会在沉积物的吸附作用下固定于沉积物中,近年来许多水环境的沉积物中频频检出阿特拉津。因此,有必要对沉积物中阿特拉津的修复进行研究。根际修复被认为是目前最具潜力的修复技术之一,其中有机污染物在沉水植物根际沉积物中的化学与生物化学行为是其在根际降解中的主要机制。以微生物多样性作为指标在监测沉积物变化和对环境胁迫的反映方面均很重要,其对进一步了解土壤/沉积物微生物群落状态也十分有用。故本文选取两种沉水植物菹草和穗花狐尾藻,研究阿特拉津在不同沉水植物根际的特异性降解行为及其沉积物微生物多样性特征。主要研究结果如下:(1)在南湖沉积物中添加2 mg/kg的阿特拉津,分别开展菹草和穗花狐尾藻对阿特拉津的降解实验。60 d实验结束时:菹草体系中,实验处理(根际)和对照处理(非根际)的沉积物中阿特拉津残留浓度分别为0.43 mg/kg、0.60 mg/kg,降解率分别为78.63%、70.01%,两处理之间存在显著性差异(p<0.05);穗花狐尾藻体系中,实验处理(根际)和对照处理(非根际)的沉积物中阿特拉津残留浓度分别为0.13mg/kg、0.32mg/kg,降解率分别为93.69%、81.75%,两处理之间存在显著性差异(p<0.05)。穗花狐尾藻对沉积物中阿特拉津的降解率高于菹草。两个体系的不同处理中得到的阿特拉津降解产物只有羟基阿特拉津,且随着时间的推移,羟基阿特拉津的含量也逐渐降低,实验处理(根际)中的羟基阿特拉津含量始终高于对照处理(非根际)。本研究的两个体系中,可溶性有机碳含量与阿特拉津的降解率没有显著相关关系,但根际中DOC含量相对较高,阿特拉津降解率也相对较高;可溶性硝态氮和可溶性铵态氮在实验期间呈下降趋势,实验处理中的含量高于对照处理。(2)两种沉水植物研究体系的不同处理中,脱氢酶活性均随培养时间而呈上升趋势。本研究的两个体系中,沉积物中细菌数量随时间呈上升趋势,其大小排序为:实验处理>阿特拉津空白处理>对照处理。植物的根际效应使微生物对污染物的适应加强或者是能够利用外源污染物作为碳源或氮源,从而间接地影响脱氢酶的活性,使之加强,促进了阿特拉津的降解。从沉积物中筛选出3株可以阿特拉津为唯一氮源生长的菌株,其对阿特拉津的降解率分别为:14.49%,60.02%,13.50%。(3)选取第60 d穗花狐尾藻体系中各处理组沉积物进行基因组DNA高通量测序。丰富度和多样性指数结果显示,各处理沉积物中微生物群落丰富度排序如下:实验处理>阿特拉津空白处理>空白处理>对照处理,各处理的沉积物中微生物群落多样性排序如下:阿特拉津空白处理>实验处理>空白处理>对照处理。群落结构分析表明,实验处理中有两种菌的丰度都与其他三个处理之间存在显著性差异:脱硫叶菌属、硝化螺菌属,它们可能是与阿特拉津降解相关的菌种。对照处理中也有两种菌的丰度与其他三个处理之间存在显著性差异:norank_c_OPB35_soil_group、norank_f_Xanthomonadales_Incertae_Sedis,说明沉积物中只添加阿特拉津的处理会促进上述两种菌的生长繁殖。