多環(huán)芳烴（PAHs）污染土壤是一個(gè)普遍存在的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人類生命和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。通常，多環(huán)芳烴與重金屬可通過(guò)污水灌溉、固體廢物處理、交通運(yùn)輸以及工業(yè)活動(dòng)等途徑進(jìn)入到土壤中，通過(guò)積累而形成復(fù)合污染。多環(huán)芳烴和重金屬具有致癌性、致突變性和致畸性，并且可在土壤中持久留存。近幾十年來(lái)，我國(guó)土壤中多環(huán)芳烴和重金屬的復(fù)合污染問(wèn)題迅速加劇，因此引起了人們的廣泛關(guān)注。植物修復(fù)技術(shù)具有成本低、無(wú)二次污染、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是人們公認(rèn)的一種利用植物降解、同化、代謝或解毒重金屬和有機(jī)污染的低成本高效技術(shù)。植物根際某些具有特殊功能的微生物會(huì)參與土壤污染物的降解過(guò)程，對(duì)根際污染物的降解具有重要影響。不同類型污染物共存可能會(huì)影響植物的修復(fù)潛力，因?yàn)槲廴疚锏拇嬖跁?huì)對(duì)植物與其根際微生物間復(fù)雜的相互作用產(chǎn)生影響。深入了解植物與微生物的相互作用，將為提高植物修復(fù)的效率提供依據(jù)。
中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所污染生態(tài)與環(huán)境生態(tài)工程研究中心的劉睿團(tuán)隊(duì)通過(guò)在生長(zhǎng)室中進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，研究了修復(fù)植物火鳳凰（一種羊茅）對(duì)多環(huán)芳烴-鎘（PAH-Cd）復(fù)合污染土壤的修復(fù)效果和根際調(diào)控機(jī)制。研究測(cè)定了植物生物量、PAH和Cd的去除率、土壤酶活性和土壤細(xì)菌群落。種植150天后，低PAH復(fù)合污染土壤（104.79~144.87 mg kg-1）中4種PAHs和Cd的去除率分別為64.57%和40.93%，高PAH復(fù)合污染土壤（169.17~197.44 mg kg-1）中4種PAHs和Cd的去除率分別為68.29%和25.40%。種植了火鳳凰的土壤中多酚氧化酶（PPO）活性降低，而脫氫酶（DHO）活性變化與低PAH土壤中PAHs和Cd的去除率具有顯著的正相關(guān)關(guān)系 [r=0.862（P < 0.006）和0.913（P < 0.002）]。同時(shí)，使用16S rRNA的高通量454 Gs-FLX焦磷酸測(cè)序技術(shù)檢測(cè)到細(xì)菌群落的連續(xù)變化，這些變化在PAH濃度低的復(fù)合污染土壤中尤為明顯?；瘌P凰可以促進(jìn)分枝桿菌Mycobacterium、Dokdonella、Gordonia 和Kaistobacter的生長(zhǎng)，它們?cè)赑AHs降解或Cd耗散中起重要作用。結(jié)果表明，火鳳凰能有效地激發(fā)土壤酶和細(xì)菌群落，增強(qiáng)PAH-Cd復(fù)合污染土壤的植物修復(fù)潛力。
該成果以“Fire Phoenix facilitates phytoremediation of PAH-Cd co-contaminated soil through promotion of beneficial rhizosphere bacterial communities”為題發(fā)表于期刊Environment International。在讀博士研究生代元元為第一作者，劉睿研究員為通訊作者。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
圖1.本研究技術(shù)路線示意圖
圖2.污染土壤群落細(xì)菌DNA序列的屬級(jí)分類
