丛枝菌根对多环芳烃污染土壤的修复作用及机理研究

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1、摘要丛枝菌根对多环芳烃污染土壤的修复作用及机理研究摘要土壤是人类赖以生存和发展的基础。目前，土壤污染问题严重，其中有机污染非常普遍，防治和修复有机污染土壤、保障农产品安全、实现土壤资源的可持续利用，已成为环境领域的一个研究重点。丛枝菌根(AM)修复优势突出，有望成为污染土壤修复中最为经济、有效和安全的方法，近年来很受国内外关注。但针对多环芳烃(PAHs)等持久性有机物污染的土壤，AM修复的规律及机理尚待深入研究。本文介绍了丛枝菌根修复污染土壤的研究进展；以苊、菲和芘为多环芳烃代表物，研究了丛枝菌根真菌(AMF)作用下PAHs污染土壤中植物和微生物的生长效应；较系统地探讨了AM

2、对PAHs污染土壤的修复规律；分析了AM对土壤中PAHs形态的影响；阐释了AM修复PAHs污染土壤的机理。取得的主要创新性成果如下：(1)研究了接种AMF后，PAHs污染土壤中植物和微生物的生长效应。发现，接种AMF后供试植物的生物量及长势都要好于不接种AMF对照。相同条件下，与不接种AMF处理相比，接种AMF的土壤中真菌和放线菌数量有很大提高；其中，真菌数量比无AMF对照高72％0-329％，放线菌则最大提高了92％。接种不同AMF，其对污染土壤中微生物的影响差异很大，其中以摩西球囊霉Glomusmosseae(AMFl)、幼套球袭霉Glomusetunicatum(AMF

3、2)、地表球囊霉Glomusversiforme(AMF3)的促进作用最明显，接种AMFl处理中细菌、真菌和放线菌比不接种对照分别高48％、271％和46％，AMF2处理则比对照高10％、329％和92％，AMF3处理中真菌、放线菌数量比对照高230％和67％。(2)系统地研究了AM对PAHs污染土壤的修复作用。土样中菲和芘的起始浓度分别为0-170．6mg．k分1和0-74．0mg‘kg～。20-70天，供试5种AMF对土壤中菲的修复效率均在91％vY,上，芘则为54％---89％。与有植物无AMF对照相比，接种AMF后土壤中菲或芘的残留浓度明显降低，其中AMFl、AMF3

4、和AMF4(缩球囊霉Glomusconstrictum)对菲或芘降解的促进效果更好。AM修复中，与单一菲污染相比，菲芘复合污染下芘的存在明显抑制了土壤中菲的降解。而复合菌种作用下土壤中菲、芘的残留浓度比单一菌种更低，其降解率分别在98％和89％vY,上；表明复合AMF对土壤PAHs污染的修复效果更好。丛枝菌根对多环芳烃污染土壤的修复作用及机理研究(3)研究了AM作用下土壤中PAHs的形态分布。接种AMF对土壤中PAHS各形态的分配、转化有很明显的影响；其中，明显降低了土壤中苊的有效态含量。供试两种土壤中，接种AMFl或AMF2处理中苊的有效态含量比有植物不接种对照分别降低了1

5、1％---16％和15％,-48％。AM能够促进土壤中苊向结合残留态转化，两种土壤中，与不接种对照相比，接种AMF2后苊的结合残留态含量分别增加了44％和90％。土壤中PAHs结合残留态含量与土壤有机质含量呈正相关。(4)研究了AM修复PAHs污染土壤的机理。其机理主要包括：植物的吸收积累作用，土壤中微生物降解作用，AM真菌自身对污染物的降解作用，AM促使土壤中PAHs转化为结合残留态。研究表明，供试条件下，紫花苜蓿吸收积累对AM修复土壤菲和芘污染的贡献率分别小于1．15％和5．21％。AM自身对PAHs的降解量很小，且目前由于体系复杂、难于操作、且分离技术受限，AMF自身直

6、接降解对AM修复的贡献仍几近空白，有待深入研究。AM作用下良好的根际和菌际环境，显著地提高了土壤中微生物的数量扣活性，从而促进土壤中PAHs的降解，这应是AM修复的主要机理。关键词：土壤；多环芳烃(PAHs)；菌根修复；丛枝菌根(AM)；有机污染II摘要ARBUSCULARMYCoRRHIZALBIoREMEDIATIoNFoRCoNTAMINATEDSoILSBYPoLYCYCLICARoMATICHYDRoCARBoNSABSTRACTSoilisaprimarynaturalresourceforhumanbeings．Nowdays，thesoilcontaminat

7、ionisworldwideproblems．Organicpollutantscanfindtheirwaysintothesoilenvironment．Howtoremediatethecontaminatedsoilsisofworldwideconcerns．Thearbuscularmycorrhizalbioremediation(AMBR)isbeingrecognizedasanimportant，economyic，safe，andavailabletechniquefororgan