造纸废水灌溉下芦苇叶片重金属含量对叶绿素荧光参数的影响

造纸废水灌溉下芦苇叶片重金属含量对叶绿素荧光参数的影响王历瑶苏芳莉∗李海福（沈阳农业大学水利学院，沈阳１１０８６６）摘要以辽河口建群种芦苇（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓａｕｓｔｒａｌｉｓ）为供试材料，采用小试装置研究在化学需氧量（ＣＯＤＣｒ）浓度分别为５０、１７５和３００ｍｇ·Ｌ－１的造纸废水灌溉条件下芦苇叶片中重金属Ｃｒ６＋、Ｚｎ２＋和Ｃｕ２＋含量和叶绿素荧光参数（Ｆｖ／Ｆｍ和Ｆｖ／Ｆｏ）的变化特征，探讨芦苇荧光参数对废水灌溉的响应机制。结果表明，造纸废水灌溉对芦苇叶片中Ｃｒ６＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋含量影响显著（Ｐ＜０．０５），最大累计值分别是对照组相应重金属离子的２．８０、３．６６和３．８６倍，且ＣＯＤＣｒ浓度越大重金属含量越高。３种重金属在不同生育期芦苇叶片中的积累存在差异，Ｃｒ６＋和Ｚｎ２＋主要在成熟期积累，Ｃｕ２＋主要在快速生长期积累。ＣＯＤＣｒ为５０和１７５ｍｇ·Ｌ－１的造纸废水灌溉提高了芦苇叶片光系统Ⅱ反应中心转换效率（Ｆｖ／Ｆｍ）和潜在活性（Ｆｖ／Ｆｏ），而ＣＯＤＣｒ为３００ｍｇ·Ｌ－１的造纸废水灌溉下，相应叶绿素荧光参数分别降低了８．１９％和２４．９４％，表明光系统Ⅱ功能受到抑制。叶绿素荧光参数对３种重金属表现出不同响应机制，Ｆｖ／Ｆｏ和Ｆｖ／Ｆｍ值随Ｃｒ６＋和Ｚｎ２＋含量升高而减小，随Ｃｕ２＋含量升高而增大，其中Ｆｖ／Ｆｍ与重金属Ｃｒ６＋含量呈显著性负相关，Ｆｖ／Ｆｏ与Ｃｕ２＋含量呈显著性正相关。关键词芦苇；化学需氧量；重金属离子；光系统Ⅱ反应中心；转换效率；潜在活性国家自然科学基金项目（３１４７０７１０、３１５７０７０６、３１２００３９２）和国家水体污染控制与治理科技重大专项（２０１２ＺＸ０７２０２００４）资助。收稿日期：２０１６⁃０７⁃０４接受日期：２０１６⁃１２⁃１０∗通讯作者Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｕｆａｎｇｌｉ８＠１６３．ｃｏｍＥｆｆｅｃｔｏｆｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｉｎｌｅａｖｅｓｏｆＰｈｒａｇｍｉｔｅｓａｕｓｔｒａｌｉｓｉｒｒｉｇａｔｅｄｂｙｐａｐｅｒ⁃ｍａｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｏｎｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＷＡＮＧＬｉ⁃ｙａｏ，ＳＵＦａｎｇ⁃ｌｉ∗，ＬＩＨａｉ⁃ｆｕ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８６６，Ｃｈｉｎａ）．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓａｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｓｔｕｄｙｐｌａｎｔｐｈｏｔｏ⁃ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄｔｏｄｅｔｅｃｔｐｌａｎｔｐｈｙｓｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐａ⁃ｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（Ｆｖ／Ｆｍ）ａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙ（Ｆｖ／Ｆｏ）ｏｆｐｈｏｔｏｓｙｓ⁃ｔｅｍ（ＰＳ）ａｔＰＳⅡｒｅａｃｔｉｏｎｃｅｎｔｅｒ．ＴｏｓｔｕｄｙｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＰｈｒａｇｍｉｔｅｓａｕｓｔｒａｌｉｓｔｏｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｐａｐｅｒ⁃ｍａｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓ（Ｃｒ６＋，Ｚｎ２＋ａｎｄＣｕ２＋）ａｎｄｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｌｅａｖｅｓｏｆＰ．ａｕｓｔｒａ⁃ｌｉｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄ．ＴｈｅＰ．ａｕｓｔｒａｌｉｓｐｌａｎｔｓｗｅｒｅｆｒｏｍＬｉａｏｈｅＥｓｔｕａｒｙｗｅｔｌａｎｄ，ａｎｄｉｒｒｉｇａｔｅｄｗｉｔｈｐａｐｅｒ⁃ｍａｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄ（ＣＯＤＣｒ）ｓｅｔｔｏ５０，１７５ｏｒ３００ｍｇ·Ｌ－１．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｐａｐｅｒ⁃ｍａｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓ（Ｃｒ６＋，Ｚｎ２＋ａｎｄＣｕ２＋）ｉｎｌｅａｖｅｓ（Ｐ＜０．０５）．ＴｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＣＯＤＣｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＣｒ６＋，Ｚｎ２＋ａｎｄＣｕ２＋ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｉｎｌｅａｖｅｓｗｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ２．