中国畜禽产业的快速发展导致产生大量废水，畜禽养殖废水富含氮、磷及典型重金属，若不进行处理，不但影响水体的富营养化程度，还威胁水生态安全和人体健康。植物修复具有绿色低碳等优势，是目前水生态修复过程中的热点和主推技术之一。然而植物修复也具有一定的局限性，如植物生物量如何资源化利用，对部分污染物去除效果有待进一步提升等。
工程中心对水生植物修复养殖废水污染物及资源化利用方面展开了系统性研究。工程中心对江苏省各类畜禽养殖场沼气工程中产生的沼渣沼液进行循环利用安全性评估，发现在沼渣沼液中仍含有较高的重金属污染，对沼渣沼液的灌溉利用前，仍需进一步监控处理。相关成果发表在国际期刊Agriculture（JCR-Q1）上。
工程中心为此开发了一套绿色畜禽废水资源化利用新模式。利用中国东南部常见蔬菜水芹（Oenanthe javanica）创建了一个无基质漂浮湿地，以净化和资源化利用经厌氧和好氧处理的畜禽养殖废水。该漂浮湿地对于水体中总氮、铵态氮、亚硝态氮和化学需氧量的平均去除率分别为79.96%、95.04%、86.14%和59.91%。水芹生物量积累迅速，每次收获能够积累98.18 g·m-2氮和19.84 g·m-2磷。该水芹可食用部分符合中国食品卫生标准，可供人类安全食用，解决了植物修复生物量资源化利用问题。该成果发表在国际期刊International Journal of Environmental Research and Public Health（JCR-Q1）上。
为进一步探究水芹对畜禽养殖废水修复的机制，工程中心水芹对废水中9种元素的吸收积累能力以及水芹根系分泌至水体种的代谢物进行了研究。结果表明：水芹的碳氮磷平均质量分数分别是中国内陆水域水生植物的 1.5、1.6 和2.1倍。K在水芹茎中的含量最高，而 Ca、Na、Mg、Fe、Zn 在根中富集。水芹不同发育阶段的氮磷比为3.59～10.56(＜ 14)，说明水芹生长仍受 N 限制。在不同生长阶段水芹种植水中共检测到 306 种代谢物，包括甜菜碱、硬脂酸和芥酸酰胺等参与植物抗冻、化感作用和反硝化细菌富集过程的重要代谢物；水芹种植水中存在至少 23 种环境修复相关代谢物，其中9种化感物质可能存在协同作用。综上，水芹对畜禽养殖废水中的多种元素具有良好的累积储存能力，且其根系可以向水体分泌多种环境修复相关代谢物质，是修复重度富营养化水体的优良绿色植物。上述成果分别发表在《浙江农业学报》和《环境科学研究》上。
为进一步开发水芹资源化利用价值，研究水芹在抑藻剂开发等方面的应用潜力，工程中心对水芹分泌代谢物中主要化感物质抑制铜绿微囊藻生长的生理机制进行了研究。结果表明，水芹体内能够合成至少18种酚酸类物质，其中苯甲酸、水杨酸和阿魏酸三种酚酸类物质含量较高且具有化感作用，这三种化感物质主要在叶中合成，然后运输到根部并分泌至水环境中。它们主要通过抑制铜绿微囊藻叶绿素合成、增加抗氧化酶活性等途径抑制铜绿微囊藻生长。说明水芹具有较好的生物藻类抑制剂应用前景。该成果发表在国际期刊Plants（JCR-Q1）上。
责任编辑：孙林鹤