植物—微生物聯(lián)合修復(fù)環(huán)境工程一、植物—微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)1.1作用原理植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是生物修復(fù)研究的新領(lǐng)域，由于其具有利用太陽(yáng)能作驅(qū)動(dòng)力；能量消耗和費(fèi)用少；對(duì)環(huán)境的破壞小；可使用于大面積的污染治理等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是利用土壤-植物-微生物組成的復(fù)合體系來(lái)共同降解污染物，清除環(huán)境污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。

植物生長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)根系提供了微生物旺盛的生活場(chǎng)所;反過(guò)來(lái)，微生物的旺盛生長(zhǎng)，增強(qiáng)了對(duì)污染物的降解，促使植物有更加優(yōu)越的生長(zhǎng)空間，這樣的植物－微生物聯(lián)合體系就促進(jìn)了污染物的快速降解、礦化。1.3植物—微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的主要機(jī)制植物加強(qiáng)微生物修復(fù)有機(jī)污染物土壤主要包括3種機(jī)制：植物直接吸收有機(jī)污染物并在植物組織中累積或代謝植物釋放的各種分泌物或酶類促進(jìn)了有機(jī)污染物的生物降解植物增強(qiáng)根際區(qū)的微生物的礦化作用植物對(duì)有機(jī)污染物的直接吸收

植物根對(duì)有機(jī)污染物的吸收與有機(jī)物的相對(duì)親脂性有關(guān)。植物可從土壤中直接吸收有機(jī)物，然后將無(wú)毒的代謝中間體貯存在植物組織中，這是植物去除環(huán)境中親水性中等的有機(jī)污染物的一個(gè)重要機(jī)制。植物增強(qiáng)根際區(qū)的礦化作用植物修復(fù)有機(jī)污染物除了取決于植物本身的吸收能力外，植物根際微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解也起了重要的作用。植物根際區(qū)的菌根真菌與植物形成共生作用，有其獨(dú)特的酶途徑，用以降解不能被細(xì)菌單獨(dú)轉(zhuǎn)化的有機(jī)物。植物根際區(qū)分泌物刺激了細(xì)菌的轉(zhuǎn)化作用，在根際區(qū)形成了有機(jī)碳，這些有機(jī)碳的增加可阻止有機(jī)化合物向地下水轉(zhuǎn)移，也可增加微生物對(duì)污染物的礦化作用。二、多環(huán)芳烴污染土壤的植物-微生物修復(fù)

多環(huán)芳烴（PAHs）是2個(gè)或2個(gè)以上的芳香環(huán)稠合在一起的一類惰性較強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定的持久性有機(jī)污染物。修復(fù)PAHs污染土壤尤其是高環(huán)PAHs污染土壤已成為目前國(guó)內(nèi)外土壤與環(huán)境學(xué)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)之一。對(duì)于PAHs重度污染土壤，土壤中微生物群落受到其毒害影響，相應(yīng)微生物的數(shù)量較少，植物修復(fù)的修復(fù)效率相對(duì)較低，可在利用植物進(jìn)行污染土壤修復(fù)的同時(shí)，向土壤中接種細(xì)菌或真菌，增加微生物的數(shù)量提高植物修復(fù)有機(jī)污染物效果。1材料與方法1.1供試材料供試土壤供試植物供試叢枝菌根真菌供試PAHs專性降解菌化學(xué)品供試植物：紫花苜?；瘜W(xué)品

菲、苯并[a]芘、蒽、芴、二苯并噻吩、二氯甲烷、正己烷、環(huán)己烷、乙腈均為HPLC級(jí)，其他試劑為分析純。1.2選用菌種1、專性降解菌：對(duì)PAHs具有高效廣譜降解能力，同時(shí)具有環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞2、真菌：（1）在改善植物營(yíng)養(yǎng)、提高抗病抗逆能力方面具有顯著作用。（2）真菌能產(chǎn)生獨(dú)特的酶，降解不能被細(xì)菌單獨(dú)降解的PAHs，在土壤修復(fù)中具有特有的優(yōu)勢(shì)。試驗(yàn)共4個(gè)處理，每個(gè)處理5次重復(fù)。每盆播種20粒紫花苜蓿種子，出苗10天后間苗，每盆留10株。盆栽試驗(yàn)在溫室中進(jìn)行。在培養(yǎng)過(guò)程中的第30、60、90天時(shí)分別取樣。每盆用小型不銹鋼土鉆隨機(jī)采取3點(diǎn)，組成混合土樣。將所采集的土壤樣品分成兩份，一份土樣于4℃保存，以供脫氫酶活性和PAHs降解菌數(shù)量的測(cè)定分析用，另一份土樣風(fēng)干，過(guò)20目篩，供PAHs含量分析用。1.4試驗(yàn)方法植物生物量測(cè)定PAHs的提取與測(cè)定土壤中脫氫酶活性的測(cè)定PAHs降解菌數(shù)量的測(cè)定2結(jié)果與分析2.1不同處理紫花苜蓿的生物量4個(gè)處理紫花苜蓿的生物量順序?yàn)椋篊K＜AM＜DB＜DB+AM2.2土壤中PAHs含量的動(dòng)態(tài)變化和降解率同一時(shí)間內(nèi)，各個(gè)處理土壤PAHs含量順序?yàn)椋篊K＞AM＞DB＞DB+AM培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，不同處理土壤PAHs降解率只種紫花苜蓿的CK處理也能使土壤中PAHs的量下降，其降解率為21.7%，AM、DB處理的PAHs降解率分別是47.9%、49.6%，DB+AM處理的降解效率最高達(dá)60.1%。種植紫花苜蓿90天后，不同處理土壤中PAHs的分環(huán)含量。同一環(huán)數(shù)不同處理土壤PAHs含量為：CK＞AM＞DB＞DB+AM土壤中不同環(huán)數(shù)PAHs的降解率2.5土壤PAHs降解菌數(shù)量動(dòng)態(tài)變化土壤中酶活性的變化可以反映土壤中微生物降解有機(jī)污染物的能力。本研究得到結(jié)果，土壤中脫氫酶活性和PAHs降解菌數(shù)量越高，PAHs的降解率越高。植物-微生物聯(lián)合修復(fù)與根際脫氫酶活性和PAHs降解菌數(shù)量有關(guān)，接種微生物提高紫花苜蓿生物量，增加根際微生物活性，提高根際脫氫酶活性和PAHs降解菌數(shù)量，可以增強(qiáng)污染土壤PAHs的修復(fù)能力。3討論研究表明，紫花苜蓿通過(guò)根際效應(yīng)可以有效刺激土壤根際土著微生物活性和數(shù)量的增加，從而有效促進(jìn)土壤PAHs降解，不過(guò)這種修復(fù)過(guò)程還是相對(duì)緩慢的。接種菌根真菌能夠促進(jìn)土壤中PAHs的降解，菌根真菌能增加PAHs的生物可利用性，提高吸收率與礦化率。PAHs專性降解菌表現(xiàn)出強(qiáng)化修復(fù)PAHs污染土壤的作用。本研究表明PAHs專性降解菌能明顯促進(jìn)紫花苜蓿對(duì)土壤中PAHs的降解。3.1菌根真菌提高降解率的原因菌根真菌與紫花苜蓿共生有利于增加紫花苜蓿的抗逆性菌根真菌對(duì)PAHs的直接吸附以及創(chuàng)造有利PAHs降解細(xì)菌的生態(tài)位，使菌根根際維持較高的微生物種群密度和生理活性3.2PAHs專性降解菌提高降解率的原因微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中以PAHs為碳源和能源或把PAHs與其他有機(jī)質(zhì)共代謝而降解PAHs；PAHs專性降解菌與紫花苜?；ダ饔么龠M(jìn)了PAHs的降解4結(jié)論接種菌根真菌和PAHs專性降解菌可以促進(jìn)紫花苜蓿生長(zhǎng)，增加紫花苜蓿生物量。接種菌根真菌，增加了紫花苜蓿根際土壤微生物數(shù)量和活性，促進(jìn)了土壤PAHs的降解；接種PAHs專性降解菌，增加了土壤微生物數(shù)量，促進(jìn)了土壤PAHs的降解；雙接種菌根真菌、PAHs專性降解菌明顯促進(jìn)土壤PAHs降解，兩種菌劑與紫花苜蓿根際協(xié)同修復(fù)作用明顯。隨著PAHs苯環(huán)數(shù)的增加，其平均降解率逐漸降低。接種PAHs專性降解菌能夠提高4環(huán)和5環(huán)PAHs的降解率。接種菌根真菌和PAHs專性降解菌，提高了PAHs污染土壤中脫氫酶活性和PAHs降解菌數(shù)量，促進(jìn)了PAHs的降解。三植物-微生物聯(lián)合修復(fù)未來(lái)發(fā)