滿江紅對含卡馬西平與吉非羅齊的生活污水的凈化效果

李勝曙，崔二蘋，鄭凌云，李松旌，陶甄，胡超，趙志娟，樊向陽*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所，河南 新鄉(xiāng) 453002；2.河南省漯河市農(nóng)水技術推廣中心，河南 漯河 462000；3.天津大學地球系統(tǒng)科學學院，天津 300072）

近年來，隨著人們生活水平的提高，藥品和個人護理品（Pharmaceuticals and personal care products，PPCPs）使用量不斷增加。PPCPs 在人體及動物體內(nèi)難以被完全吸收，未完全代謝部分隨污水排入水體及土壤環(huán)境，致使這一類新污染物的環(huán)境危害日益凸顯。目前，我國地表水及污水處理廠進出水中檢出的PPCPs 主要有卡馬西平（Carbamazepine，CBZ）、吉非羅齊（Gemfibrozil，GEM）、三氯生（Triclosan，TCS）、布洛芬（Ibuprofen，IBP）、萘普生（Naproxen，NPX）等[1-3]，檢出量雖在ng·L-1至mg·L-1之間，但其長期不斷輸入環(huán)境所帶來的暴露潛力不亞于持久性污染物[4]。研究表明，PPCPs 具有一定的生態(tài)環(huán)境風險，微量水平即可抑制微生物[5-6]、植物[7-9]、動物[10]的生長發(fā)育，甚至導致其死亡。近年來，對PPCPs這類新污染物的環(huán)境效應及去除研究日益成為熱點。吉非羅齊作為一種廣泛使用的血脂調(diào)節(jié)藥，常被用于治療高血脂、冠狀動脈等疾病。隨著人們生活質(zhì)量的提升，高血脂人群逐年增加，該藥物及其代謝物在污水、水體以及土壤中累積濃度的可能性進一步增大[11]，研究發(fā)現(xiàn)其在較高濃度下對水生生物（弧菌、水蚤、藻類、金魚）有一定的危害，甚至影響人類健康[11-12]?？R西平是一種重要且廣泛使用的抗癲癇藥物，主要用于治療癲癇病、治療中樞神經(jīng)性尿毒癥、抗躁狂抑郁癥，也常用于抗心律失常等[13]。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏快、生活壓力大，患病人群逐漸增多，該藥品的使用量及生產(chǎn)量仍處于持續(xù)增加的態(tài)勢[14]，卡馬西平的過度使用不僅會造成環(huán)境污染，還會影響人類的健康[15]。

近年來，水生植物被廣泛應用于凈化高氮、磷的生活污水，并表現(xiàn)出較好的應用前景[16]。滿江紅是作為我國南方常見的蕨類水生植物，因其生長速度快，且對含氮、磷、COD[17-21]等常規(guī)污染物及含雙氯芬酸[22]、表面活性劑[23]等典型PPCPs 的生活污水具備良好凈化去除效果，在水體污染治理中日益受到重視。目前，關于滿江紅進行植物修復的研究主要集中在富含氮、磷的生活污水修復或僅對PPCPs 的去除，對PPCPs 及高氮磷復合污染的生活污水修復效果鮮見報道。同時研究表明，PPCPs 的存在可削弱植物對污水中常規(guī)污染物的去除效果[24]。為此，本研究以滿江紅和生活污水中典型PPCPs（吉非羅齊、卡馬西平）為研究對象，針對不同PPCPs 含量的生活污水，開展?jié)M江紅對吉非羅齊、卡馬西平及常規(guī)污染物的協(xié)同去除效果研究，以期探明滿江紅在不同PPCPs初始濃度生活污水中的生長狀況及其污染去除效果，旨在為滿江紅應用于含PPCPs生活污水的治理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在中國農(nóng)業(yè)科學院新鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)水土環(huán)境野外科學觀測試驗站智能人工氣候室進行，具體環(huán)境控制指標設置為光照強度300 μmol·m-2·s-1，光照時間07：00—20：00，白天、夜間溫度分別為28、18 ℃，相對濕度60%，CO2含量1 178.5 mg·m-3。

1.2 試驗材料

供試植物選擇滿江紅科滿江紅屬滿江紅Azolla（俗稱紅萍或綠萍），采自福建省福清市某觀測實驗站。采集的滿江紅植株，采用0.5% NaClO 溶液消毒2～3 min，并經(jīng)超純水洗滌2 次后轉(zhuǎn)移至20%的Hoagland′s 營養(yǎng)液中馴化培養(yǎng)2 周。選擇長勢良好且個體差異較小的滿江紅，采用超純水沖洗3 次，并用濾紙吸干表面水分后備用。

供試卡馬西平和吉非羅齊基本物化參數(shù)如表1所示。供試材料均購自上海安譜璀世標準技術服務有限公司，采用甲醇溶解配制母液后冷藏待用。

表1 目標PPCPs的基本物化參數(shù)Table 1 Basic physicochemical parameters of targeted PPCPs

參考劉偉等[25]、阮曉卿等[26]的研究，供試生活污水基于20%Hoagland′s營養(yǎng)液添加葡萄糖（C6H12O6）、硫酸銨[（NH4）2SO4]等進行配制。配制后生活污水pH值6.26，氨氮（NH3-N）、硝態(tài)氮（NO-3-N）、總磷（TP）、化學需氧量（COD）含量分別為36.97、20.66、7.40、346.67 mg·L-1。

由表1可知，卡馬西平與吉非羅具有一定疏水性，齊水溶性很小?？R西平含有一個酰胺基，酰胺在一般條件下水解反應緩慢且需要較強烈的條件，因此卡馬西平溶液在一般條件下難以水解；吉非羅齊含有一個羧基，其羥基氧原子上的孤對電子與碳氧雙鍵共軛，因此具有很強的穩(wěn)定性，難以水解；有研究表明，卡馬西平[27-28]與吉非羅齊[29]水溶液在短期內(nèi)濃度變化不明顯，污染物自身的水解反應不影響試驗結(jié)果。

試驗裝置為聚丙烯黑色塑料桶，可有效防止光降解，單個試驗桶容積1 L。

1.3 試驗設計

試驗處理主要考慮生活污水中供試PPCPs 的濃度水平，卡馬西平、吉非羅齊濃度均分別設置為1、10、100、1 000 μg·L-1，以不添加PPCPs 為對照，共計5個濃度處理。試驗開始時向各處理移栽4.00 g 滿江紅，并添加稀釋到相應濃度水平的等體積PPCPs工作液，其中對照處理中加入等體積甲醇以消除誤差，同時注入生活污水至500 mL。試驗過程中每日固定時間添加超純水，以保持試驗裝置中生活污水體積不變。參考穩(wěn)定塘及人工濕地一般水力停留時間，整個試驗周期設計為8 d[30]，整個培養(yǎng)周期中，分別在試驗當天及第1、2、4、8 天破壞性采集植物樣及水樣。整個試驗周期內(nèi)進行5 次取樣，每次每個濃度取3 個重復，共計75個小桶。

1.4 檢測指標及方法

1.4.1 植株生長指標

滿江紅植物鮮質(zhì)量采用稱重法測定，經(jīng)超純水清洗、濾紙吸干表面水分后，記錄鮮質(zhì)量。

本研究運用植物相對生長率及耐受性指數(shù)來揭示滿江紅在不同時期鮮質(zhì)量對PPCPs 含量的響應規(guī)律，以定量評估滿江紅對生活污水中典型PPCPs的敏感性。其中，植物相對生長率（Relative growth rate，RGR）采用公式1 計算，植物耐受性指數(shù)（Tolerance index，TI）采用公式2計算[30]。

式中：BM為滿江紅鮮質(zhì)量，g；t為時間，d；P為試驗處理編號。

1.4.2 水體中PPCPs含量

水樣過0.45 μm 濾膜后，取200 mL濾液裝入棕色玻璃瓶中，并加入0.16 g EDTA-二鈉鹽，調(diào)節(jié)pH 至6.5～7.0。將HLB 柱（Waters Oasis HLB，200mg/ 6cc）活化后（5 mL 甲醇、10 mL 超純水），使濾液以5 mL·min-1的流速通過被活化的HLB 柱，待濾液全部通過后，采用5 mL 超純水淋洗HLB 柱，并用10 mL 甲醇-乙腈混合液（體積比1∶1）洗脫HLB 柱，收集洗脫液。利用氮吹儀將收集的洗脫液濃縮至1～2 mL后，用1∶1的質(zhì)譜甲醇-水混合液定容至10 mL[31]，采用外標法和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測水中目標PPCPs含量。

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀型號為賽默飛U3000-QE。色譜柱為Waters BEH（C18，2.1×100 mm，1.7 μm），柱溫設置為40 ℃，樣品進樣量為1 μL；流動相A相為0.1%甲酸水溶液，B相為乙腈，流速均為0.3 mL·min-1；流動相洗脫梯度見表2。

表2 液相色譜流動相洗脫梯度Table 2 Liquid chromatography mobile phase elution gradient

采用點噴霧離子源（ESI），正負離子模式，傳輸毛細管溫度250 ℃，離子源溫度350 ℃，霧化器溫度325 ℃，電壓為3.8 kV，采集模式選用一級高分辨母離子模式。2種PPCPs質(zhì)譜參數(shù)及其回收率見表3。

表3 PPCPs對應的液相二級串聯(lián)質(zhì)譜分析參數(shù)及其回收率Table 3 Operation parameters and recovery rate of LC-MS/MS analysis corresponding to tested PPCPs

1.4.3 水體pH值及NH3-N-N、COD、TP含量

pH 值采用pH S-1 型酸度計（Oion 奧立龍公司，美國）測定；NH3-N 含量采用納氏試劑分光光度法測定；-N 含量采用紫外分光光度法測定；COD（以N計）含量采用重鉻酸鉀氧化法測定；TP（以-P 計）含量采用鉬酸銨分光光度法測定[32]。

水體污染物去除率采用公式3計算。

式中：R為污染物去除率，%；C為污水中污染物含量（PPCPs 含量單位為μg·L-1，其余污染物含量單位為mg·L-1）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用SPSS 23 進行數(shù)據(jù)處理，采用萊文檢驗進行方差齊性檢驗，采用Pearson 檢驗進行擬合優(yōu)度檢驗，對不滿足正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用Zscore 法對其進行標準化處理，采用Origin 2022制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同初始濃度PPCPs 生活污水對滿江紅生長的影響

不同PPCPs 濃度水平下滿江紅相對生長率及耐受指數(shù)變化如圖1所示。由圖1可知，各培養(yǎng)周期內(nèi)，不同初始PPCPs 濃度處理對滿江紅相對生長率及耐受指數(shù)的影響差異均達到顯著水平（P＜0.05），其中1 000 μg·L-1PPCPs 處理下滿江紅相對生長率及耐受指數(shù)最低，出現(xiàn)葉片發(fā)黃、根須脫落、鮮質(zhì)量減少現(xiàn)象。滿江紅相對生長率及耐受指數(shù)隨PPCPs 濃度增加而顯著降低（P＜0.05），1、10 μg·L-1PPCPs 處理下滿江紅相對生長率及耐受指數(shù)顯著高于對照（P＜0.05），100、1 000 μg·L-1PPCPs處理顯著低于對照（P＜0.05）。

圖1 不同PPCPs濃度下滿江紅相對生長速率及耐受指數(shù)Figure 1 Relative growth rate and tolerance index under different PPCPs contents

2.2 滿江紅對不同處理下卡馬西平和吉非羅齊的去除效果

不同PPCPs濃度水平下，卡馬西平和吉非羅齊的去除變化規(guī)律如圖2 所示。試驗周期結(jié)束后，滿江紅對生活污水中1、10、100、1 000 μg·L-1的卡馬西平去除效果的差異達到顯著水平（P＜0.05），滿江紅可分別去除38.03%、22.50%、18.72%、12.3%的卡馬西平，表明滿江紅對修復卡馬西平污染的水體有一定潛力，且卡馬西平去除率隨其初始濃度的升高呈現(xiàn)下降趨勢。此外，在1、10、100 μg·L-1初始濃度下，卡馬西平去除率隨著培養(yǎng)時間的延長顯著升高，而1 000 μg·L-1初始濃度下，卡馬西平去除率在培養(yǎng)4 d 時達到12.05%，并在之后無顯著變化，說明培養(yǎng)時間的延長顯著利于低濃度（1、10、100 μg·L-1）卡馬西平的去除，但是對高濃度（1 000 μg·L-1）卡馬西平的去除無顯著影響。

圖2 卡馬西平、吉非羅齊去除率Figure 2 Removal rate of carbamazepine and gemfibrozil

各處理下，滿江紅對吉非羅齊（1、10、100、1 000 μg·L-1）去除效果的差異達到顯著水平（P＜0.05）。當污染水體中含1、10、100、1 000 μg·L-1的吉非羅齊時，滿江紅最終可分別去除90.20%、99.20%、99.74%、76.89%的吉非羅齊，表明滿江紅是修復吉非羅齊污染水體的高效植物。此外，1 μg·L-1初始濃度下，在培養(yǎng)1 d后吉非羅齊去除率已達到56.74%，并在培養(yǎng)2、4 d后無顯著變化，直到培養(yǎng)8 d后去除率才有一個大幅度的提高；而10、100、1 000 μg·L-1初始濃度下，吉非羅齊可在短時間內(nèi)達到較高去除率，培養(yǎng)時間的延長有助于去除率的升高，但不明顯。

2.3 滿江紅對不同處理下常規(guī)污染物的去除效果

2.3.1 滿江紅對氨氮、硝態(tài)氮去除效果

不同PPCPs濃度水平下滿江紅對氨氮、硝態(tài)氮去除率如圖3 所示。試驗周期結(jié)束后，不同初始PPCPs濃度水平對滿江紅去除氨氮的影響差異均達顯著水平（P＜0.05）。隨著培養(yǎng)時間的延長，氨氮去除率隨培養(yǎng)時間的延長呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在第4天時去除率最高，對照及1、10、100、1 000 μg·L-1PPCPs 濃度下去除率分別為26.14%、24.20%、23.35%、14.67%、16.21%，而第8天后去除率均出現(xiàn)不同程度下降甚至出現(xiàn)負去除的情況，其中100、1 000 μg·L-1PPCPs 濃度下氨氮濃度分別增加8.35%、13.23%。

圖3 氨氮、硝態(tài)氮去除效果Figure 3 Removal effect of ammonia nitrogen and nitrate nitrogen

試驗周期結(jié)束后，各處理下，滿江紅對硝態(tài)氮表現(xiàn)出良好的去除能力，且不同初始PPCPs濃度水平對滿江紅去除硝態(tài)氮的影響差異達到顯著水平（P＜0.05）。其中，1、10 μg·L-1PPCPs 處理可顯著增加其去除率，但兩者之間無顯著性差異（P＞0.05）；100、1 000 μg·L-1PPCPs 處理可顯著削弱其去除率，但兩者之間無顯著性差異（P＞0.05）。隨著培養(yǎng)時間延長，對照組及1、10 μg·L-1PPCPs 初始濃度下硝態(tài)氮去除率呈不斷升高的趨勢，培養(yǎng)周期結(jié)束后去除率分別為34.79%、47.04%、49.25%；而100、1 000 μg·L-1PPCPs濃度下硝態(tài)氮去除率呈先下降后上升的趨勢，在第4天時去除率最低為4.64%、9.12%，在培養(yǎng)周期結(jié)束后去除率分別為25.26%、27.47%。

2.3.2 滿江紅對總磷去除效果

不同PPCPs 濃度水平下滿江紅對總磷去除率變化如圖4 所示。試驗周期結(jié)束后，各處理下，不同初始PPCPs 濃度水平對滿江紅去除總磷的影響差異達到顯著水平（P＜0.05）。其中，1、10 μg·L-1PPCPs初始濃度水平下，總磷去除率顯著高于其他處理（P＜0.05），分別可達到50.88%、54.12%；1 000 μg·L-1PPCPs 初始濃度水平下，總磷去除效果顯著低于其他處理（P＜0.05），僅為15.59%?？瞻讓φ战M中總磷去除率為38.82%，在含有不同初始濃度PPCPs 的其他處理中，總磷去除率隨PPCPs初始濃度升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。

圖4 總磷去除效果Figure 4 Removal effect of total phosphorus

隨著培養(yǎng)時間的延長，0、1、10 μg·L-1PPCPs處理下總磷去除率呈不斷升高的趨勢，培養(yǎng)周期結(jié)束后去除率分別達到38.82%、50.88%、54.12%。100、1 000 μg·L-1PPCPs 處理下總磷去除率呈先上升后下降的趨勢，100 μg·L-1PPCPs 處理下第4 天時總磷去除率最大為31.03%，第8 天去除率下降到27.06%；1 000 μg·L-1PPCPs 處理下第2 天時總磷去除率最大為24.56%，第8天去除率下降到15.59%。

2.3.3 生活污水中COD去除效果

培養(yǎng)周期結(jié)束后對生活污水中COD 含量進行測量，各處理下初始COD 含量均為346.67 mg·L-1，0、1、10、100、1 000 μg·L-1濃度下培養(yǎng)周期結(jié)束后分別降至126.67、100.00、63.33、26.67、30.00 mg·L-1，去除率分別為63.46%、71.15%、81.73%、92.31%、91.35%。整體上看，COD 的去除率隨初始PPCPs 濃度升高而升高，其中100、1 000 μg·L-1處理下，COD去除率顯著高于其他處理（P＜0.05）。

2.4 生活污水中pH值的變化趨勢

培養(yǎng)周期前后對生活污水pH 值進行測量，各處理下初始pH 值均為6.26，培養(yǎng)周期結(jié)束后，0、1、10、100、1 000 μg·L-1濃度下pH值分別為6.32、6.04、5.96、6.16、6.48。其中1、10 μg·L-1處理中pH 值顯著低于其他處理（P＜0.05），1 000 μg·L-1處理中pH 值顯著高于其他處理（P＜0.05）。

2.5 吉非羅齊和卡馬西平去除效果的通徑分析

為探明滿江紅生長情況、培養(yǎng)時間及常規(guī)污染物對吉非羅齊、卡馬西平去除的影響，將吉非羅齊、卡馬西平去除情況與總磷、氨氮、硝態(tài)氮、相對生長率和培養(yǎng)時間進行相關性分析，結(jié)果如表4 所示。由表4 可知，吉非羅齊去除情況與卡馬西平、總磷、硝態(tài)氮及培養(yǎng)時間呈正相關（P＜0.01）；卡馬西平去除情況與總磷、硝態(tài)氮、培養(yǎng)時間及植物相對生長率呈正相關（P＜0.01）。

表4 植物相對生長率與培養(yǎng)時間及污水因子相關性Table 4 Correlation of plant relative growth rate，incubation time and sewage factors

為明確各因子對吉非羅齊、卡馬西平去除的直接影響與間接影響，將吉非羅齊、卡馬西平去除率進行正態(tài)性檢驗并做標準化處理，進一步獲得的吉非羅齊（YGEM）、卡馬西平（YCBZ）與總磷（x1）、氨氮（x2）、硝態(tài)氮（x3）、培養(yǎng)時間（x4）和相對生長率（x5）等因子進行逐步回歸分析及通徑分析，篩除無顯著影響的因子得到的最優(yōu)模型見表5，相關回歸系數(shù)見表6。同時可以得到線性方程：YGEM=-0.235+6.954x1-7.499x3+0.443x4，YCBZ=-1.427+0.758x5+0.083x4。模型中標準化的吉非羅齊、卡馬西平的多元線性回歸方程均達到極顯著水平（P＜0.01），其中總磷（x1）、硝態(tài)氮（x3）與培養(yǎng)時間（x4）可以解釋73.4%的吉非羅齊去除率變化，而培養(yǎng)時間（x4）和相對生長率（x5）可解釋65.4%的卡馬西平去除率變化。通徑分析結(jié)果見表7 和表8。由表7 可知，3 個自變量對吉非羅齊去除率的直接影響中，培養(yǎng)時間（x4）的直接作用最大，總磷（x1）次之，硝態(tài)氮（x3）直接作用最??；雖然硝態(tài)氮（x3）對吉非羅齊去除率產(chǎn)生一定負值的直接作用，但其通過培養(yǎng)時間（x4）、總磷（x1）對吉非羅齊去除率的間接作用大，導致其對吉非羅齊去除率影響較大。表8 可以看出培養(yǎng)時間（x4）對卡馬西平去除率直接作用最大，而相對生長率（x5）的直接作用略低，兩者對卡馬西平去除的間接通徑系數(shù)均較小。

表5 模型概述Table 5 Model summary

表6 回歸系數(shù)Table 6 Regression coefficient

表7 吉非羅齊去除率相關系數(shù)Table 7 Correlation index of gemfibrozil removal rate

表8 卡馬西平去除率相關系數(shù)Table 8 Correlation index of carbamazepine removal rate

3 討論

3.1 不同PPCPs初始濃度生活污水中滿江紅生長狀況

低濃度的PPCPs對滿江紅的生長有著促進作用，但高濃度的PPCPs則會抑制滿江紅的生長，出現(xiàn)了不同程度的根須脫落、植株萎縮等現(xiàn)象，但隨著時間延長，植物耐性指數(shù)增加，滿江紅衰減情況得到改善。Bianchi 等[30]的研究表明再生水中低濃度的藥品類污染可以提高滿江紅的相對生長速率；Vannini等[22]通過研究滿江紅對雙氯芬酸的毒性反應指出，100、1 000 μg·L-1雙氯芬酸處理在短期內(nèi)使?jié)M江紅生物量減少，且其衰減速率隨著培養(yǎng)時間的延長逐漸降低。本研究中滿江紅在不同PPCPs初始濃度的生活污水中生長情況與上述研究結(jié)果基本一致。有研究指出滿江紅在水體污染脅迫下，一方面增加有機酸、氨基酸、可溶性糖等物質(zhì)分泌進而抵御環(huán)境脅迫，另一方面分泌植物螯合素對污染物起束縛作用，降低可被吸收的環(huán)境中污染物濃度，同時根作為滿江紅吸收污染物的重要器官，面臨污染脅迫時會主動脫落，降低植株體內(nèi)污染物濃度水平[33-36]。參考滿江紅抵御污染物脅迫的自我調(diào)節(jié)機制，推斷其在高濃度PPCPs條件下保持生長的原因可能是：①根系分泌了植物螯合素對PPCPs起到了束縛作用，降低了可被吸收的PPCPs濃度；②滿江紅根須脫落導致滿江紅植株內(nèi)污染物含量減少。

3.2 不同PPCPs 初始濃度生活污水中滿江紅對典型PPCPs的去除效果

滿江紅對不同PPCPs 初始濃度的生活污水的新污染物去除效果不同。隨著生活污水中PPCPs濃度升高，滿江紅對卡馬西平的去除率明顯降低，而對吉非羅齊的去除則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。有研究表明，卡馬西平在自然環(huán)境下難以被降解[28]，不同的植物對卡馬西平降解能力不同，向日葵和玉米對卡馬西平的去除率分別為30%和10%[36]，美人蕉對卡馬西平去除率為26%[28]。滿江紅在水力停留時間8 d 內(nèi)對不同PPCPs 濃度水平的卡馬西平去除率為14.20%～34.30%，對吉非羅齊去除率可達到76.89%～99.74%，表明滿江紅對卡馬西平、吉非羅齊污染的生活污水有良好的修復潛力。通徑分析表明，培養(yǎng)時間是影響吉非羅齊、卡馬西平去除率的主導因子，說明采用滿江紅對PPCPs進行去除時，可增加處理時間以提高去除率。

滿江紅對不同類型的PPCPs 去除效果不同。滿江紅對吉非羅齊的去除能力均優(yōu)于對卡馬西平的去除能力?？偭讓橇_齊去除率的直接影響系數(shù)達到0.808，但對卡馬西平去除率無顯著影響，說明相同因子對不同類型的PPCPs 作用效果也不相同。吉非羅齊作為一種可電離的酸性藥物，在生活污水中的溶解度高于卡馬西平[37]，其對應的質(zhì)子接受體更容易被滿江紅根系吸附，為后續(xù)滿江紅對吉非羅齊的吸收創(chuàng)造有利條件。而卡馬西平為中性藥物，其分子更容易因疏水作用聚集[38]，難以被根系吸附，阻礙了滿江紅對卡馬西平的吸收。

3.3 不同PPCPs 初始濃度生活污水中滿江紅對常規(guī)污染物的去除效果

滿江紅對生活污水中高含量的氨氮去除效果不佳。滿江紅具有固氮作用，但對水環(huán)境中的氨氮吸收能力有限[39]。在PPCPs脅迫下，滿江紅根系壞死脫落，其根系中吸收的氨氮及固氮作用固定的氮隨之釋放到環(huán)境中，導致水體中氨氮含量回升甚至超過初始值。

滿江紅對生活污水中硝態(tài)氮去除效果隨生活污水中PPCPs 含量增加呈現(xiàn)出先增加后減弱的趨勢。水體中氮主要依靠微生物硝化、反硝化作用去除[40]。而水生植物能夠?qū)⒀鯕膺\送到根部，其根系能夠為微生物提供生長繁殖的場所及條件[41]。滿江紅根系發(fā)達，為微生物提供良好的場所，但在高含量PPCPs 的生活污水中，滿江紅生長受到一定脅迫，根須脫落，從而影響水中微生物進行水體的硝化、反硝化作用。滿江紅對生活污水中總磷去除效果整體表現(xiàn)良好，對總磷的去除規(guī)律與對硝態(tài)氮去除規(guī)律相似。磷是水生植物生長發(fā)育過程中關鍵的營養(yǎng)元素[42]，滿江紅的生長繁殖會從水體中吸收磷元素，從而削減水體中的磷含量。水體中總磷、硝態(tài)氮去除率與滿江紅相對生長率表現(xiàn)出極顯著正相關關系，說明滿江紅生長狀況良好時，大量吸收污水中的磷元素，保持其快速生長，同時根系發(fā)育良好，為水體微生物提供了優(yōu)質(zhì)的生長繁殖條件，促進水體硝化、反硝化的進行，降低水體氮含量；而當滿江紅生長狀況不佳時，繁殖速度受到限制，對水體磷的吸收速度減緩，根須發(fā)育受阻甚至脫落，限制水中微生物硝化、反硝化的進行，從而導致對氮的去除效果減弱。滿江紅對生活污水中COD 削減效果良好，水環(huán)境中的COD 可作為植物及微生物生長過程所需的碳源，隨著PPCPs 含量增加，滿江紅對COD 削減效果進一步提升的原因可能是面對環(huán)境脅迫，滿江紅及微生物對碳源需求增加，對水環(huán)境中碳吸收利用增加，從而降低水體中的COD含量。

4 結(jié)論

（1）低濃度藥品和個人護理品（PPCPs）促進滿江紅在生活污水中的生長，提高其對污水中卡馬西平、吉非羅齊及常規(guī)污染物的凈化效果；高濃度的PPCPs脅迫滿江紅在生活污水中的生長，降低其對污水中卡馬西平、吉非羅齊及常規(guī)污染物的凈化效果。

（2）滿江紅對PPCPs的去除效果與其初始濃度和PPCPs 種類相關，滿江紅對1、10、100、1 000 μg·L-1濃度的吉非羅齊去除率分別為90.20%、99.20%、99.74%、76.89%；對1、10、100、1 000 μg·L-1濃度的卡馬西平去除率為34.30%、22.50%、20.87%、14.20%。

（3）針對特定PPCPs 濃度水平的生活污水，種植滿江紅在去除PPCPs 的同時，可有效去除水中氨氮、硝態(tài)氮、總磷、COD 等常規(guī)污染物，可作為含有卡馬西平、吉非羅齊的生活污水的治理修復植物。