多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是環(huán)境中普遍存在的一類持久性有機(jī)污染，由于其致畸、致癌、致突變性引起人們的廣泛關(guān)注。生物有效性代表著污染物可能被生物攝取的部分，是影響污染物對(duì)非靶標(biāo)生物危害性的重要參數(shù)。生物有效性評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建能夠有效的預(yù)測(cè)潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為PAHs污染土壤修復(fù)方法的選擇提供依據(jù)。
植物-微生物聯(lián)合修復(fù)是治理PAHs污染有效的生物方法。根系分泌物可以提高微生物降解污染物的能力，但也有研究報(bào)道其對(duì)PAHs的去除存在抑制作用。目前植物在PAHs污染土壤修復(fù)中的作用尚不明確，針對(duì)不同總有機(jī)碳(TOC)濃度的根系分泌物對(duì)污染物降解的影響和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究較少，深入研究并利用根際效應(yīng)是PAHs污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復(fù)中的重要內(nèi)容。
基于此，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所土壤污染生態(tài)組鞏宗強(qiáng)研究員帶領(lǐng)郭美霞博士等采用化學(xué)法和生物法評(píng)價(jià)農(nóng)田及焦化廠污染土壤中PAHs的生物有效性，分析各方法的適用性及相關(guān)關(guān)系；并向不同污染微宇宙中添加不同TOC濃度的玉米(Zea mays L.)和大豆(Glycine max L.)根系分泌物，研究不同濃度、不同種類的根系分泌物對(duì)PAHs的降解及細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明蚯蚓(Eisenia fetida)蓄積實(shí)驗(yàn)不能用于焦化廠土壤甚至是稀釋后的焦化廠土壤的PAHs生物有效性評(píng)價(jià)；固相微萃取和Tenax-TA提取都可以預(yù)測(cè)農(nóng)田土壤PAHs在蚯蚓體內(nèi)的生物有效性，但后者比前者更準(zhǔn)確靈敏；分支桿菌(Mycobacterium sp.)和根系分泌物協(xié)同作用通過(guò)改變細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和提高PAHs生物可利用性等方式促進(jìn)PAHs的降解；不同植物種類的根系分泌物及相同植物種類不同劑量的根系分泌物對(duì)PAHs的降解效果均不同，農(nóng)田土壤中玉米根系處理組總PAHs的去除率(69.2%–78.4%)高于大豆根系分泌物處理組(66.8%–74.5%)，但前者的細(xì)菌香農(nóng)維納多樣性指數(shù)小于后者，表明微生物群落的功能而非多樣性指數(shù)在PAHs降解中起到重要作用。
研究結(jié)果分別以Polycyclic aromatic hydrocarbons bioavailability in industrial and agricultural soils: Linking SPME and Tenax extraction with bioassays和The influence of root exudates of maize and soybean on polycyclic aromatic hydrocarbons degradation and soil bacterial community structure為題發(fā)表在Ecotoxicology and Environmental Safety (doi:10.1016/j.ecoenv.2017.02.044)和Ecological Engineering (doi:10.1016/j.ecoleng.2016.11.018)雜志上。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（41271336和41673132）、中科院污染生態(tài)與環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(Y3ZDS111YC)的支持。
