多环芳烃污染土壤的植物-微生物联合修复初探

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1、万方数据多环芳烃污染土壤的植物一微生物联合修复初探①刘魏魏1．2．39尹睿Ⅵ’，林先贵1．2张晶“2，陈效民3，李占胜3李煊桢1,29肖艳平“2(1土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京210008；2中国科学院南京土壤研究所一香港浸会大学土壤与环境联合开放实验室．南京210008．3南京农业大学资源与环境科学学院，南京210095)摘要：在温室盆裁条件下，通过种植紫花苜蓿单独或联合接种菌根真菌(GlomuscaledoniumL)(AM)和多环芳烃专性降解菌(DB)，研究了利用植物一微生物强化修复多环芳烃(P

2、APa)长期污染土壤的效果。试验结果表明．接种菌根真菌和PAIls专性降解菌能促进紫花苜蓿的生长和土壤中PAHs的降解。经过90天修复试验．种植紫花苜蓿接种AM、DB和DB+AM处理的PAt'Is的降解率分别为47．9％、49．6％、60．1％，均高于只种植紫花苜蓿的对照处理(CK)(21．7％)．另外。随着PAHs苯环数的增加，其平均降解率逐渐降低，但是接种PAl-ls专性降解菌能够提高4环和5环PAlls的降解率。同时也发现土壤中脱氢酶活性和PAils降解菌数量越高的处理。土壤PAl-ls的降解率也越高，这也是种植紫花苜蓿接种微生物能够

3、有效促进土壤PAHs降解的原因。关键词：多环芳烃；污染土壤；紫花苜蓿；菌根真菌；多环芳烃专性降解菌中图分类号：X172；X53多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons，PAHs)是2个或2个以上的芳香环稠合在一起的一类惰性较强、性质稳定的持久性有机污染物。低环的PAHs(<4环)有剧烈的毒性，高环的PAHs(≥4环)具有强致畸性、致突变性【14】。土壤中的PAHs，随着苯环数的增大，其降解速率越来越低。低环的PAHs(萘、菲、蒽、芴)在土壤中能较快地被降解，存在的时间较短；而高环的PAHs则难以降解，在土壤中较

4、稳定，严重危害农产品安全和人类健康【4一i。很多国家已把PAHs列入优先控制有毒有机物黑名单。修复PAHs污染土壤尤其是高环PAHs污染土壤已成为目前国内外土壤与环境学界共同关注的热点之一【6—71。植物一微生物联合修复PAHs污染土壤是土壤生物修复研究的新领域【81。植物修复技术因其具有成本低、无二次污染和适用于大面积场地修复等特点而受到广泛关注，其去除有机污染物的机理主要是通过根系分泌物刺激根际特定微生物功能群落数量的增加以及共代谢作用达到降解的目的p10】。然而对于PAHs重度污染土壤，土壤中微生物群落受到其毒害影响，相应微生物的数量

5、较少，植物修复的修复效率(【PAHs初始浓度．修复后残留浓度】／初始浓度×100％)相对较低，大约在9．1％～23．9％左右【11】。因此，可在利用植物进行污染土壤修复的同时，向土壤中接种细菌或真菌，增加微生物的数量提高植物修复有机污染物效果【8’121。其中专性降解菌对PAHs具有高效广谱降解能力，同时具有环境友好等优点而备受青睐；真菌一方面在改善植物营养、提高抗病抗逆能力方面具有显著作用【l31，通过综合利用土壤菌根真菌、植物及其相互作用根际环境来有效降解土壤中的有机污染物ll41。另一方面真菌能产生独特的酶，降解不能被细菌单独降解的P

6、AHs{bI，在土壤修复中具有特有的优势。植物与特殊的菌根真菌或专性降解菌群协同作用，增加对污染物的吸收和降解将是一个很有价值的研究方向【8】，然而有关联合修复作用的研究还很少。此外，用与植物共生的菌根真菌和专性降解菌联合作用，可能会迸一步促进己被PAHs长期污染土壤中PAHs尤其是高环PAHs的降解，有关这方面的研究更鲜见报道。目前，关于修复PAHs污染土壤大多是将PAHs污染物添加到土壤中进行模拟研究18,16-18】，因为新添加污染物与土壤残留污染物的活性往往存在差异，故直接针对PAHs长期污染农田土壤进行修复可能更具有研究价值。鉴于

7、此，本试验以PAHs长期污染农田土①基金项目：国家商技术研究发展计划(863计划)重点项目(2007AA061101)和国家自然科学基金项目(40801091)资助．+通讯作者0yin@issas．∽．cn)作者简介：刘魏魏(1985一)，女，山东德州人，硕士研宄生．主要从事污染土壤的微生物修复研究．E-mail：blwwl221@163．COWl万方数据第5期刘魏魏等：多环芳烃污染土壤的植物一微生物联合修复初探80l壤为研究材料，重点研究了紫花苜蓿一菌根真菌一PAHs专性降解菌对PAHs的降解及其与土壤酶活性、PAHs降解菌数量的关系，以

8、期为农田土壤中PAHs污染的植物一微生物联合原位修复技术提供科学依据。1材料与方法1．1供试材料1．1．1供试土壤供试土壤采自江苏无锡某由于多年化工废水PAHs污染的农田。多点采