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水体铜(Cu)、砷(As)污染是全球共同关注的环境问题。沉水植物是水体系统中具有重要生态和环境功能的大型水生植物，具有很强的净化金属污染水体的潜力，并且对水生系统的物质循环起重要作用。但目前有关沉水植物对Cu、As的吸收、代谢以及体内迁移机制的研究还很缺乏，限制了其在污染水体修复中的应用。
因此，本论文围绕我国常见的几种代表性沉水植物，通过室内模拟实验开展其对Cu、As的吸收和体内迁移机制研究。主要结果如下：
(1)沉水植物对铜的吸收、富集和体内迁移研究
黑藻(Hydrilla verticillata)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum)地上部于62.5umol·L-1 Cu溶液中暴露4d后，Cu的富集量达到最大值，分别为30.8和18.7g·kg-1干物重(DW)，均主要富集在细胞壁。两种植物对Cu的抗性相同(半数生长抑制浓度ECso=2 umol·L-1)，但黑藻细胞壁富集的Cu含量以及体内释放的Cu含量均高于狐尾藻。并且Cu在黑藻体内的长距离迁移研究表明，黑藻地上部对Cu的富集能力高于根，Cu向上迁移（通过质外体）能力高于向下迁移（通过共质体），因此可以通过“植物提取”进行Cu污染水体修复。总之两种植物具有很强的生长能力和较大的生物量，且具有很强的Cu富集能力，均可应用于净化中低浓度Cu污染水体。
(2)沉水植物对无机砷的吸收、代谢和体内迁移研究
金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和黑藻地上部均可富集大量As，其中金鱼藻在10 umol·L-1 As溶液中暴露4d后，富集量＞1000 mg As kg-1DW。两种植物均可将体内的Asv还原为AsⅢ（占总As含量＞85％），一部分与植物螯合素(PCs)络合，一部分被迅速排出体外。Asv可以通过P通道进入植物体，而且可能以被动扩散的方式释放到体外；AsⅢ可以通过水通道进入植物体，而且可能以主动和被动扩散（水通道）的方式释放到体外。金鱼藻对As的释放能力高于黑藻且耐性较低，修复As污染水体受限，但因其特殊的无根结构可作为As代谢机制研究的模式植物。
As在黑藻体内的长距离迁移研究表明，黑藻地上部对As的富集能力低于根，且无论施以何种形态无机砷，叶片中的As均以AsⅢ为主，主要富集在可溶部分；而根中的As以Asv为主，主要富集在细胞壁。并且ASⅢ可能是黑藻体内运输的主要As形态。As在体内向下迁移的能力(≥17%）远高于向上迁移能力（≤3%）。因此黑藻具有通过“植物固定”修复中低浓度As污染水体的潜力。
(3)沉水植物对铜、砷复合污染的修复研究
低浓度Cu+5umol·L-1 Asv处理，两者具有拮抗作用；而高浓度Cu+5umol·L-1 Asv处理，两者表现出协同作用，总之黑藻适于修复低浓度Cu、As单一及复合污染水体。