（环境科学专业论文）芘污染胁迫根际响应机制及其在根际微域中的降解.pdf

物生物量特征脂肪酸含量、细菌特征脂肪酸含量、真菌特征脂肪酸含量、丛枝菌 根真菌特征脂肪酸含量高于非根际土壤根际土壤，且其差异随着芘处理浓度的提 高而增大。试验期问根际土眈降解高于非根际土，土壤微生物生物量碳、微生物 熵、多酚氧化酶和脱氢酶活性根际土均高于非根际土，代谢熵低于非根际土。 f a m e 分析结果表明，与非根际土壤相比，芘污染玉米修复的根际土壤微生物群 落结构发生了显著的变化，主要表现在根际和非根际土壤微生物生物量脂肪酸含 量、真菌特征脂肪酸含量、丛枝菌根真菌特征脂肪酸和g n 。菌特征脂肪酸含量的 差异随着培养时间的推移逐渐增大，且这种效应随着培养时问的推移差异湿著。 ( 2 ) 芘处理下玉米根系形念学参数发生了显著的变化，主要表现在随芘处 理浓度的提高根直径显著降低，根长、表面积和根体积显著增大。芘胁迫下促进 了根系分泌更多的总有机碳、可溶性糖、乙酸、草酸、酒石酸、柠檬酸和氨基酸； 在试验设计浓度范围内，根系分泌物中总有机碳、可溶性糖、乙酸、草酸和氨基 酸含量随芘处理浓度的增大先增加后降低，根系分泌物中酒石酸和柠檬酸含量随 芘处理浓度的增大而显著增加。芘处理对根分泌氨基酸种类的影响不大，而对各 氨基酸分泌量的变化幅度影响较大，芘胁迫处理对于1 8 种常见氨基酸组分的分 泌量的影响各不相同，比较紊乱。天门冬氨酸、丝氨酸、丙氨酸的分泌量随着芘 处理浓度的增大而增加，苏氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、胱氨酸、缬氨酸、 甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、y 氨基丁酸和鸟 氨酸的分泌量随着芘处理浓度的增大呈先增加后降低的变化趋势。 ( 3 ) 采用多隔层根箱，通过尼龙撩网插片的控制，实现根室土( s o ) 、离根 室0 2 姗( s 1 ) 、2 4 m m ( s 2 ) 、4 6 m m ( s 3 ) 及 6 m m ( s 4 ) 各室层土壤的分 离采集，通过种植植物与不种植植物处理，测定各室层土壤可提取态芘含量、土 壤微生物生物量碳、土壤基础呼吸强度、微生物熵、代谢熵、脱氢酶和多酚氧化 酶活性和f a m e 含量，对离根系表面不同距离土壤芘的根际降解效应开展研究。 与不种植植物处理相比，种植植物的根箱中可提取态芘含量明显降低。芘的根际 降解存在距离根系不同远近的差异，根室和离根室o 一4 m m 土层内芘的降解显著 大于离根室 4 m m 土层内芘的降解。种植植物处理中根室和离根室o 4 m m 土层 内芘快速降解过程与此区域范围内的微生物生物量、微生物活性的增强、微生物 群落结构的改变密切相关。根际微域土壤微生物生物量的提高、微生物活性的增 强和微生物群落结构的改变是诱导芘在根际微域中产生特异消减行为的土壤微 生物学作用机制。植物吸收并不是根际微域中芘快速降解的主要作用机制。 关键词：芘；根际修复；土壤微生物；根系形态；根系分泌物；脂肪酸甲酯( f a m e ) r e s p o n s e so fr h i z o s p h e r et op y r e n es t r e s sa n d i t s d e g r a d a t i o ni nm i c r o r h 娩o s p h e r e m a j o r ：e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e n a m e ：x uc h a o s u p e r v i s o r ：x i ab e i c h e n g a b s t r a c t p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ( p a h s ) ，ac l a s so fp e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t ；m t s ( p o p s ) ，a r ew i d e l ya c c 啪u l a t e di nt h es o i le n v i r o n m e n t s o i lc o n t 锄i n a t i o n 谢t h p a h sp o s e sag r e a tt i l r e a tt ot h ep r o d u c t i o na n de c o l o g i c a lf h n c t i o no fs o i l ，m e a g r i c u l t u 】悲d f o o dq u a l i t ) ，a n dh u m a l lh e a l t hd u et ot h e i rw i d e s p r e a do c c u n e n c e ， p e r s i s t e n c ei n s o i le c o s y s t e m s ，c a r c i n o g e n i c ，m u t a g e n i ca i l d n o te a s yd e g r a d a b l e p r o p e r t i e s r e m e d i a t et h ec o n t 锄i n a t e ds o i l 州t hp a h sa n dp r o t e c tt h es a f e t yo fs 0 i l e n v i r o r n e n tt oa c h i e v et h es u s t a i n a b l eu s eo fs o i lr e s o u r c e sh a sb e e nf o c u s e di nm e 、o r l d r h j z o r e m e d i a t i o ni sar e l a t i v e l yn e wa p p r o a c ht o r e m o v i n go 玛a i l i c c o n t 吼i n a n t s 行o ms o i le r i r o i l i n e n tu s i n gp l a n t ，r h i z o s p h e r em i c r o o 玛a n i s m sa 1 1 d r h i z o s p h e r ee n v i r o n m e n t ni s ac o m b i n e db i o r e m e d i a t i o nw i t hs t r o n g e r 伊o w t h p o t e m i a l t h em e c h a i l i s mo fr h i z o r e m e d i a t i o no fs o i l 研t hp y r e n ew o u l d b eh e l p m lt o p r o p o s eat e c h n i q u ef o rc o m r o lo fp a h s c o n t 锄i n a t i o n t h ed e g r a d a t i o no fp y r e n ei nt h er h i z o s p h e r ea n dt h ec o r r e s p o n d i n gr e s p o n s e so f r o o t m o 印h o l o g y ， r o o te x u d a t e sa n ds o i l m i c m b i o l o g y w e r ed i s c u s s e di nt h e d i s s e r t a t i o n d e 伊a d a t i o np r o c e s so fp y r e n ei nt h er h i z o s p h e r eo fp l a n tw a sc o n d u c t e d b yr h i z o b o xw h i c h 、v a sd e s i 印e d b yo u e s e l v e sa i l dt h em e t h o df a m e ( f a t t ) ，a c i d m e t h y le s t e r ) t h em a i ne x p e r i m e n t sa i l dc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o 、航n g ： ( 1 ) m a i z ec o u l ds i 鲥f i c a n n yp r o m o t ep y r e n ed e g r a d a t i o ni nt h es o i l m a i z e u p t a k ea n da c c u m u l a t i o np y r e n ew a sn o tt h em a i nr e a s o no fd i s s i p a t i o no fp y r e n e m a i z ec o u l dt h r o u g har h i z o s p h e r ee f f e c tt op r o m o t ep y r e n ed e g r a d a t i o nb yi n c r e a s i n g m i c r o b i a lb i o m a s sc a r b o n ，p r o m o t i n gm i c r o b i a la c t i v i t y ，a j l d c h a n g i n gm i c r o b i a l c o m m u n i t ys t m c t u r e s o i lm i c r o b i a lb i o m a s sc a r b o na n dm i c r o b i a lq u o t i e n tw e r e h i g h e ri nr h i z o s p h e r es o i l st h a nn o m h i z o s p h e r es o i l s ，w h e r e a s ，m e t a b o l i cq u o t i e n tw a s l o w e ri nr h i z o s p h e r es o i lt h a ni nn o n r h i z o s p h e r es o i l t h ed i 艉r e n c e so fs o i lm i c r o b i a l b i o m a s sc a r b o n ，m i c r o b i a lq u o t i e n t ，a n dm e t a b 0 1 i cq u o t i e n tb e 觚e e nr h i z o s p h e r ea n d n o n r h i z o s p h e r es o i l s 、v e r ei n c r e a s e dw i t he n h a n c i n gp y r e n ec o n c e n t r a t i o ni ns o 订 p o l y p h e n o lo x i d a s ea c t i v i t y ，d e h y d r o g e n a s ea c t i v i t y ， c a t a l a s e a c t i v i t y ， i n v e r t a s e a c t i v i 劬a n dp h o s p h a t a s ea c t i v i t yw e r eh i 曲e ri n r h i z o s p h e r e s o i l st h a n n o 眦h i z o s p h e r es o i l s ， a n dt h ed i 脏r e n c e sb e t w e e nt h e mw e r ei n c r e a s e dw i t h i n c r e a s i n gp ) t e n ec o n c e n t r a t i o ni n s o i l n e g a t i v ec o n l a t i o n sw e r es i g n i f i c a n t p s 3 s 0 s 2 s 1 b e 铆e e n恤a t i n e n t s 诚h o u tp l 孤t ， n 0 s i 印i f i c 锄t d i 位r e n c e 、嬲 d e t e c t e di n e x t r a c t a b l ep ) ，r e n ec o n c e n t r a t i o n ，s o 订m i c r o b i a lb i o m a s sc 打b o n ，s o i lb a s a lr e s p i r a t i o n r a t e ，m i c r o b i a lq u o t i e n t ，m e t a b o l i cq u o t i e n t ， d e h y d r o g e n a s ea c t i v i t y ，p o l y p h e n o l o x i d a s ea c t i v i t ya n df a t t ) ，a c i d s t h e r ew e r ec l o s e l yc o r r e l a t i o n sb e t w e e nt h er a p i d l y d e g r a d a t i o np r o c e s si nt h er o o tc o m p a n m e n ta n d0 4 m mc o m p a r t m e n t sf r o mt h er o o t s u a c ea n d i n c r e a s i n g m i c r o b i a lb i o m a s s ， i n c r e a s i n gm i c r o b i a la c t i v i t i e s ， a n d c h a n g i n g h o w e v e r ，a no p p o s i t et r e n di nv a r i a t i o nw a sf o u n dw i t hs o i lm i c r o b i a l b i o m a s sc a r b o n ， m i c r o b i a lc o m m u n i t ys t r u c t u r e i n c r e a s i n g m i c r o b i a lb i o m a s s ， p r o m o t i n gm i c r o b i a la c t i v i t y ，a n dc h a n g i n gm i c r o b i a lc o m m u n i t ) rs t m c t l l r ew e r et h e i n t e m a ls o i lm i c r o b i a lm e c h a n i s mi nt h er h i z o s p h e r e p y r e n eu p t a k ea n da c c u m u l a t i o n b yp l a n tw e r en o tt h em a i nr e a s o no fd i s s i p a t i o no fp y r e n e k e yw o r d s ：p y r e n e ；r h i z o r e m e d i a t i o n ；s o i lm i c r o b i a l ；r o o tm o 印h o l o g y ；r o o te x u d a t e s ； f a t t ya c i dm e t h y le s t e r v l i 英文缩写 全文缩略词( a b b r e v i a t i 蚰s ) 英文名称 p a h s p o l y c y c u ca r o m a t i ch y d i o c a r b o n s p o p s u s e p a e u u n e p g e f p c b s 中文名称 多环芳烃 p e 礴i s t e n to r g a n i cp o u u t a n t s 持久性有机污染物 u se n 、，i r o n m e n t a lp m t e c t i o na g e n c y美国环保署 e u r o p e a nu n i o n 欧盟 u n i t e dn a t i o n se n v i r o n m e n tp m g r a m m e联合国环境规划署 g l o b a le 聃i m n e m tf a c i l i 坶 p o l y c h l o r i a t e db i p h e n y l 全球环境基金 多氯联苯 g cg a sc h m m a t o g r a p h y气相色谱 m sm a s ss p e c t 阳m p c p p e n t a c h l o m p h e n o l b c f sb i o m a s sc o n c e n t r a t i o nf a c t o r s f 枷e p g p r f a t 哆a c i dm e t h y ie s t e 礴 质谱 五氯酚 生物富集因子 脂肪酸甲酯 p i a n tg r o w t hp 阳m o t i n gi m i z o b a c t e r i a植物生长促进菌 1 1 7 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指引下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何他人或集 体已经发表或撰写过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 同期：矽影年月步同 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查 阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。 一虢旗新繇矽m 日期：腾多月9 日日期：绣年歹月旷日 1 1 引言 第1 章文献综述 多环芳烃( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，p a h s ) 是由2 个或2 个以上的 苯坏按线形、角状或簇状方式稠和在一起构成的一类中性或非极性有机化合物， 是环境中普遍存在的具有代表性的一类典型的重要的持久性有机污染物 ( p e r s i s t e n to 唱a i l i cp o l l u t a n t s ，p o p s ) 。该类化合物具有高度的稳定性，在环境中 难以降解，同时由于其大多具有致畸、致癌和致突变性，引起人们的广泛关注， 被美国环保署( u s e p a ) 、欧盟( e u ) ( w i i d 甜毹，1 9 9 5 ) 以及我国国家环保局 列为优控污染物。近期执行的由联合国环境规划署( u n e p ) 和全球环境基会 ( g e f ) 共同组织的持久性污染物区域评价计划，在包括我国在内的中亚和东北 亚国家( 第工作区，共1 1 个国家和地区) 筛选出的持久性污染物中，p a h s 位列第四，在优先级上仅次于二嗯英呋喃类和多氯联苯。 由于大气沉降( 燃煤和汽车尾气排放) 、污水灌溉、固体废弃物填埋渗漏、 油f 开开采等，造成我国及全球许多地方土壤p a h s 等有机污染严重，影响农产品 安全、乃至国际贸易，并造成地下水次生污染，对人群健康的影响已经或正在显 露出来；同时造成重大的经济损失。目前，各国普遍存在土壤的p a h s 污染问题， 且面源污染突出。p 蛆s 也是我国土壤环境中多见的一类重要有机污染物，其污 染呈加剧之势，污染浓度从ugk g 。1 量级升至m gk g 。1 量级，检出率不断增加( 宋 玉芳等，1 9 9 7 ；陈来国等，2 0 0 4 ；c h e n 甜以，2 0 0 5 ；t a o 甜 x 物降解的模型分子( y u a np ，以，2 0 0 0 ) 。但由于土壤的色谱层析效应，这种关 系只在表层土壤中表现较为明显( w i l c k e 甜以，1 9 9 6 ) 。 1 3 多环芳烃根际修复研究 1 3 1 根际及根际修复 根际概念 1 9 0 4 年h i l t n e r 提出根际( r h i z o s p h e r e ) 的概念。根际是一个在植物吸收、 生长和分泌以及土壤、水、大气、微生物等因素综合作用下形成的具有独特的物 理、化学和生物学性质的不同于原土体的、复杂的、动态的微型生态系统( y o u s s e f 甜以，1 9 8 7 ) ，是植物根系与土壤微生物间相互作用所形成的独特环境带( 魏树 和等，2 0 0 3 ) ，是受植物根系影响的根土界面的一个微区，也是植物土壤微生 物相互作用的场所( 张福锁等，1 9 9 2 ；刘世亮等，2 0 0 3 ) 。从环境科学角度来说， 根际以植物根系为中心聚集了大量的生命物质及其分泌物，构成了极为独特的 “生念修复单元”，是根系和土壤环境相互耦合的生态和环境界面，是污染土壤 植物修复的重要组成部分和主要理论基础之一( 魏树和等，2 0 0 3 ) ，是土壤与环 境科学研究的焦点。作为植物根系生长的真实的土壤环境，根际研究已越来越引 起人们的重视( a 1 1 i l e 甜以，1 9 9 2 ；a n d e r s o n 甜以，1 9 9 3 ；c h a u d h r v 甜以，2 0 0 5 ； h i n s i n g e r 甜以，2 0 0 6 ) 。 根际修复 有机污染物的根际修复是利用植物一微生物和根际环境修复有机污染物的 新技术，是有机污染物植物修复的纵深研究与发展。根际环境与根际微生物是根 际修复的基础。根际微域体系是是一个强大的“活净化器”，它包括以太阳能为 动力的“水泵”、“植物反应器”及与之相连的“微生物转化器”和“土壤过滤器 ( 程国玲等，2 0 0 3 ) 。该系统中活性有机体的密度高，生命活性旺盛：由于植物、 土壤胶体、土壤微生物和酶的多样性，该系统可通过一系列的物理、化学和生物 过程去除污染物，达到净化土壤的目的。 根际修复是以植物积累、代谢、转化某些有机物的理论为基础，通过有目的 的优选种植植物，利用植物及其共存土壤环境体系去除、转移、降解或固定土壤 4 的有机污染物，使之不再威胁人类健康和生存环境，以恢复土壤系统正常功能的 污染环境治理措施。与其他土壤有机污染修复措施相比，根际修复经济、有效、 实用、美观，且作为土壤原位处理方法其对环境搅动少；修复过程中常伴随着土 壤有机质的积累和土壤肥力的提高，净化后的土壤更适合于作物生长；根际修复 中的植物固定措施对于稳定土表、防治水土流失具有积极生态意义；能够处理大 面积面源污染的土壤。因而，对受有机污染物污染土壤环境的植物根际修复研究 日趋活跃。 1 3 2 眦i s 根际修复的效果 近年来，在土壤科学和环境科学等不同领域开展了很多根际修复多环芳烃污 染土壤的研究。用筛选的牧草进行根际修复，a p r i l l 等( 1 9 9 0 ) 发现5 9 d 后苯并 a 葸、屈、苯并 a 芘和二苯并 a ，h 蒽在根际土壤中的浓度比非根际土壤要低， 1 5 1 d 后这种差别更明显。l i s t e 等( 2 0 0 0 ) 选用f 目间农作物、园艺农作物和树苗共 九种不同的植物进行根际修复研究，结果表明根际土壤芘降解要比非根际土壤 快，8 个星期后，根际土壤7 4 芘降解了，而非根际土壤芘降解率不到4 0 。 r o b i n s o n 等( 2 0 0 3 ) 研究了高酥油草( 凡s m c 口甜“玎坊胛口c p 口) 修复老化杂芬油污 染土壤中p a h s 的能力。研究表明，3 6 个月后，高酥油草根际土壤三环p a h s ( 苊、 芴、菲) 平均浓度低于非根际土壤，根际土壤四环p a h s ( 荧葸、芘、屈) 平均 浓度在整个试验3 6 个月中比非根际土壤低1 0 2 0 。l i s t e 等( 2 0 0 6 ) 用瓮栽试 验研究夏豌豆( 所c 衙s 口，f 1 懈l ) 和芥菜( 跏那括口，蚰l ) 修复长期受石油污染 的土壤，结果发现，9 5 d 后，非根际土壤中1 6 种u s e p a 优先控制的p a h s 去除 率为5 9 ，根际土壤中去除率为7 1 。c 朋d 如行如叻d ，z 能生长在芘污染土壤， 并通过根际效应提高芘降解，根际区和非根际区芘降解率每天分别为0 0 8 2 和 o 0 5 0 ，芘的降解执行一级动力学方程( l a l a n d e 甜口f ，2 0 0 3 ；l z 甜以，2 0 0 5 ) 。 油菜( 溉f c 口珂叩螂l ) 对菲非常灵敏，油菜的生物学测试可用来估计根际修 复p a h 污染的效率( a n o l ( 1 l i n a 订以，2 0 0 4 ) 。在人工配制的p a h s 污染土壤中， 三印访“聊s 口，f v “所的萌芽率随着p a h s 浓度的提高而降低，1 0 0 0 m gk g d 时萌芽率 7 5 ，可用印翮“聊j 口打y “朋的萌芽率来监测根际修 复土壤p a h s 污染物的去除( m a i l a 甜口，2 0 0 2 ) 。在浓度分别为7 4 5 4 5 6 5m gk g 。1 和8 0 1 4 8 8 7m gk g j 菲、芘污染土壤中，4 5 d 后苋菜( 彳聊以阳刀，乃伽护纪d f d ，l ) 根际区菲、芘降解率为8 7 8 5 9 4 0 3 和4 6 8 9 7 6 5 2 ，比非根际区高2 5 5 1 3 6 6 矛口1 1 1 2 5 6 5 5 ( l i n gp ，“，2 0 0 4 ) 。 萘和荧葸在两种草所口如砌r 砌s p 厂阳舰和倒e 淞加p 加即p 混作体系中的去 除率 各自单作 不种植物，培养1 0 星期后，混作系统监测不到萘，单作系统萘 去除率为9 6 、不种植物的土壤中去除率为6 3 ，荧蒽去除结果相似( m a i l ap f 以， 2 0 0 5 ) 。玉米( 厉口们口 l ) 、三叶草( 乃咖，f 朋，_ 印p 琊) 、黑麦草( 三d ，f “聊p p 馏刀胛p l ) 单作栽培均能有效去除土壤菲和芘污染，其中玉米效果最好，6 0 d 后9 2 。1 0 菲和8 8 3 6 芘被去除；玉米、三叶草、黑麦草的混作栽培更显著地提高了菲和 芘的降解，其中玉米与黑麦草混作效果最好，6 0 d 后9 8 2 2 菲和9 5 8 1 芘被去 除( x u 甜以，2 0 0 6 ) 。可见，使用耐性植物种类多种混作栽培的根际修复比单一 植物根际修复大大提高了污染土壤p a h s 的消除。 在根际修复的基础上，如果再采取一些物理化学、微生物修复方法，其修复 效果可能会进一步提高。h u a n g 等( h u a n g 甜以，2 0 0 4 a ) 以杂芬油为目标污染 物，考察了包括物理化学修复、微生物修复和根际修复在内的多进程根际修复系 统对多环芳烃的去除效果。4 个月后，种植高酥油草的多进程根际修复系统对1 6 种u s e p a 优先控制的多环芳烃的平均去除率是只依靠通风和光照处理的物理化 学修复方法的2 倍，是接种降解细菌的微生物修复的1 5 倍，是单独依靠根际修 复的1 4 5 倍。其中，植物高酥油草对杂芬油表现出较强的耐性，而接种的细菌 进一步提供了植物对污染物的耐性，促进了植物的生长，系统的综合作用促使多 环芳烃去除加速。更可贵的是，这一系统对土壤吸附力强且高度憎水的多环芳烃 表现出较强的去除能力。 植物生长根际促进菌( p l a n tg r o 吼hp r o m o t i n gr h i z o b a c t 缸a ，p g p r ) 提高了 植物耐受污染的能力，减轻了污染物对植物的毒性效应，促进了植物在高浓度污 染时快速生长，这种协同作用导致了植物生物量、特别是根生物量快速大量的累 积，提供了更多的活性代谢过程，导致了更佳的根际修复效果( h u a n gp ，以，2 0 0 4 a ； h u a n g 舀矗，2 0 0 4 b ) 。高酥油草、大叶烟蓝革( 尸d pp 阳绍瑚括) 和野麦( 毋溯“s c 口玎日如脚括) 接种三种植物生长根际促进菌n p 如朋删口p “r 以口u w 3 ，爿z d 印护f 刀啪 6 ，珊沈舢pc d 和勘纪加6 口c 纪rc 肠口c 口pc a l 2 修复杂芬油污染。研究发现，1 2 0 d 后， 6 与三种植物未接种p g p r 的根际修复相比，接种p g p r 植物加速了根际土壤p a h s 去除，在2g k g 1 和3g k g 。1 污染浓度下，差异达显著水平( h u a n gp r 以，2 0 0 4 b ) 。 小麦接种风p z ，面聊彻傩印g f 3 显著的提高了菲在土壤中的降解，8 0 d 后，l o o m g k g 。1 和2 0 0 m gk g 1 菲处理浓度下，接种与未接种处理的降解率分别为8 4 8 、 7 0 2 和6 2 2 、4 2 3 ( s h e n gp ，口，2 0 0 6 ) 。 1 3 3 眦i s 根际修复机理 综合分析大量关于p a h s 生物修复和根际修复的研究，根际环境对p a h s 的 修复主要表现为3 种机制：植物直接吸收p a h s ；植物释放分泌物和酶分解p a h s ； 根际强化微生物群体对p a h s 的降解。 ( 1 ) 植物对p a h s 的直接吸收和代谢 植物从土壤中直接吸收代谢p a h s 是植物去除土壤和水体中p a h s 的重要机 制之一。 植物吸附 生物有效性较强的低分子量p a h s 能够被吸附在植物根系根皮层或根细胞 上，并能迁移到地上部( b r i g g s 甜以，1 9 8 2 ；e d w a r d s ，1 9 8 6 ；s i m s 甜以，1 9 8 3 ； p a t e r s o np f 口正，1 9 9 0 ；s c h w a bp f 口正，1 9 9 4 ；k i p o p o u l o up f 口正，1 9 9 9 ) ；而高分子 量p a h s 强烈地被吸附在根皮层上( w i l d 甜以，1 9 9 2 ；l a r s s o ne ，以，1 9 8 l ； k i p o p o u l o u 甜以，1 9 9 9 ) 。s c h 曲等( 1 9 9 8 ) 用f r e u i l d l i c h 等温线描述了高酥油 草和紫花苜蓿对萘的吸附，并且得出萘吸附到根上的数量与脂质含量有很大关 系。众多研究表明p a h s 在植物根上吸附显著，p a h s 在根系表面的吸附对于其 根际行为研究显得相当重要。p a h s 吸附在生物活性较强的根表面对增加其转化 可能有一定意义。 植物吸收和积累 植物能吸收并在体内积累p a h s ，但只占土壤中总量的一少部分( i 沁i l l e y 甜 口正，1 9 9 6 ；b a n k sp f 口正，1 9 9 9 ；a n d i e o t t ip ，口，2 0 0 1 ；h a r v e yp r 口正，2 0 0 2 ；g a o p f 口正，2 0 0 4 ；l i n gp f 口正， 2 0 0 4 ；a 1 k i op ，口正，2 0 0 5 ； g a op f 口正，2 0 0 6 ；c o f i e l dp f 以，2 0 0 7 ) ，如高酥油草根从污染土中吸收的苯【a 】芘只占0 1 2 ( b a n k s 甜以， 1 9 9 9 ) ，小于o 0 3 葸、芘被积累在紫花苜蓿( 胁坊c 印s 口，砌l ) 、酥油草、苏 7 丹草( 勋啊咖甜历s “如玎p 聆s p ) 、柳枝稷( p 口 玩聊v f 曙口f 都聊l ) 生物体中( r e i l l e yp ，口z ， 1 9 9 6 ) 。k 锄p e ( 1 9 8 9 ) 认为植物积累的p a h s 的浓度与土壤中的浓度没有关系； 然而越来越多的研究表明：植物积累的p a h s 浓度与土壤中p a h s 浓度有关，且 表现出随土壤中p a h s 浓度的提高而明显增大( f i s m e sp ，以，2 0 0 2 ；g a o 甜以， 2 0 0 4 ；t a o 甜缸，2 0 0 4 ；高彦征等，2 0 0 5 ；凌婉婷等，2 0 0 5 ；徐圣友等，2 0 0 6 ； b o g o l t e 甜口正，2 0 0 7 ) 。植物体中低分子量的p a h s ( 萘、菲、葸、荧蒽和芴) 占 绝大部分，5 环和6 环p a h s 含量极低( w i l dp ，以，1 9 9 2 ：w i l d 刃以，1 9 9 4 ：v 0 u t s a p ，以，1 9 9 8 ；t a op ，以，2 0 0 4 ；蔡全英等，2 0 0 2 ) 。 p a h s 在土壤与植物问分配富集关系可用生物富集因子( b i o m a s s c o n c e n t r a t i o nf a c t o r s ，b c f s ) 进行评估，b c f s 值越大表明植物对p a h s 的富集能 力越强( r e i l l e y 甜以，1 9 9 6 ；k i p o p o u l o up ，以，1 9 9 9 ；g a o 甜以，2 0 0 4 ；徐圣友 等，2 0 0 6 ) 。徐圣友等( 2 0 0 6 ) 的研究表明玉米根茎叶的生物富集因子随着土壤 p a h s 含量的增加而降低，但植物体内p a h s 的累积量却与其生长的土壤含量成 正相关。 p a h s 从土壤进入植物体主要有两种途径：植物根系直接从土壤中吸收p a h s 并向上转运p a h s ( g u n t h e r 甜以，1 9 6 7 ；h a 咖s ，1 9 7 5 ；e d 啪帕s ，1 9 8 6 ：e d w a r d s ， 1 9 8 8 ；a p r i l lp ，口，1 9 9 0 ；b e l lp f 口正，1 9 9 1 ；p r e u s s e rp r 口正，1 9 9 3 ；s i m o n i c hp ，口正， 1 9 9 5 ；c h a i n e a u 甜以，1 9 9 7 ；丁克