盐胁迫下水浮莲(Pistia Stratiotes)对铵态氮和硝态氮的去除机制及其环境修复潜力

本研究针对化肥过量使用导致的氮污染问题，探讨了水浮莲(Pistia Stratiotes)在不同盐度胁迫(0-0.5% NaCl)下对NH4+/NO3-的去除效率及生物量变化。结果表明，水浮莲在低盐度(<0.25% NaCl)下可有效去除42.6-63.5%的NH4+和33.7-62.5%的NO3-，且在NH4+环境中耐盐性更强，为盐渍化水体的生态修复提供了新思路。

　　

论文解读

在全球化肥过量使用的背景下，亚洲地区60%的化肥消费导致近50%的氮素流失至环境，中国和印度分别存在45%和严重的化肥滥用现象。这种氮污染不仅造成资源浪费，更威胁水生生态系统，尤其对水产养殖业产生毒害作用。传统膜处理技术虽能实现90%以上的氮去除，但成本高昂且缺乏生态可持续性。而水生植物修复作为环境友好型解决方案，其耐盐性能研究仍存在空白。

针对这一科学问题，越南岘港大学的研究团队在《Egyptian Journal of Aquatic Research》发表研究，首次系统评估了水浮莲(Pistia Stratiotes)在盐胁迫下对两种主要氮形态(NH₄⁺和NO₃^-)的去除差异。研究采用控制实验设计，设置0-0.5% NaCl梯度胁迫，通过17天的动态监测，结合分光光度法(655nm测NH₄⁺、450nm测NO₃^-)和生物量测定，揭示了盐度对植物修复效率的影响规律。

pH与盐度动态
研究发现初始pH随盐度升高而增加(5.85-9.7)，NH₄⁺环境因NH₄Cl水解呈现弱酸性。水浮莲种植后所有处理pH均下降至5.54-7.16，其中0.25-0.5% NaCl组pH更稳定。盐度监测显示仅0.5% NaCl组浓度波动显著，推测因渗透压变化引发离子吸收-排泄动态平衡。

生物量响应
在NH₄⁺环境中，0.1% NaCl促进生物量增长(鲜重10.1g/瓶)，而0.5% NaCl导致鲜重降低至3.5g/瓶。NO₃^-环境下0.5% NaCl则致植株死亡，证实NH₄⁺能增强耐盐性。特别发现0.25% NaCl对NH₄⁺吸收有促进作用，可能与胁迫适应性机制相关。

氮去除效率
NH₄⁺去除率(42.6-63.5%)普遍高于NO₃^-(33.7-62.5%)，且0.25% NaCl下NH₄⁺去除反超低盐组。相关性分析显示生物量与氮去除呈正相关(r=0.69-0.82)，与盐度呈负相关(r=-0.83~-0.91)。

技术对比
相较膜处理技术(如石墨烯氧化物膜90.8%去除率、微生物燃料电池99%效率)，水浮莲虽效率中等(63.5%)，但具备成本优势和生态协同效益。研究特别指出在盐渍化水体(如沿海养殖废水)中，水浮莲对NH₄⁺的优先吸收特性具有应用价值。

结论与展望
该研究首次阐明水浮莲在盐胁迫下的氮形态选择性吸收规律，证实其作为盐渍化水体(≤0.25% NaCl)修复植物的潜力。未来研究可拓展至多营养元素共存的实际废水场景，并探索其与微生物的协同去氮机制。成果为发展"盐碱地-水产养殖"耦合系统的生态修复技术提供了理论依据。