人工湿地植物根际效应对水体多环芳烃生物降解影响研究

Polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） as common pollutants in the environment with characteristics of carcinogen，teratogen and mutagen，are quite harmful to human beings and the ecological environment. A new rhizobox would be designed to made up micro-subsurface flow constructed wetlands with soil as substrate,in which rhizosphere gradient can be separated. The wetlands are poured with naphthalene and phenanthrene solution, root radial oxygen loss (ROL) is measured directly by micro probe,root exudates are collected by continuous root exudates trapping System(CRETS) will serve our wetland system,change in structure of microbial community is analysized by the method of traditional enrichement culture ,extraction of total DNA from soil and PCR-DGGE. By comparing soil enzyme activity,structure of microbial community ,DO and pH, studing effects on microbial community structure and gradation of PAHs, this project hopes to selecting wetland plant species with gradation abilityof PAHs, finding out coupling relationship of ROL, root exudates and microbial community structure, indicing PAHs biodegradation mechanism, which offer important information for finding out PHAs ecological restoration by constructed wetlands.

多环芳烃（PHAs）是广泛存在于环境中的一类持久性有机污染物，严重危害人类健康和生态环境，土壤污染的植物修复已取得一定共识，但水体污染的植物修复尚待探索。本项目拟设计新型的根箱装置，以土壤为基质构建可区分根际梯度空间的微型潜流人工湿地，用不同浓度的萘和菲溶液进行灌溉，设计原位电极法直接测定根表的泌氧量，建立适合本项目的连续根分泌物捕集系统装置采集根分泌物，用传统的富集培养法结合土壤总DNA提取分析和DGGE方法解析微生物群落结构变化的时空变异。通过对不同时空的土壤酶、微生物群落结构、DO、PH进行对比分析，探讨湿地植物的根泌氧、根系分泌物对根际微生物群落结构与PHAs的降解效果的影响，筛选出具有降解PHAs能力的湿地植物，阐明湿地植物泌氧、根系分泌物与根际微生物群落的耦合关系、PHAs的生物降解机制，为水体PHAs污染的生态修复提供理论基础，为实际的修复工程提供参考。

多环芳烃（PHAs）是广泛存在于环境中的一类持久性有机污染物，严重危害人类健康和生态环境，本项目对水体PHAs污染的植物修复机制进行了研究。本项目构建了新型的根箱装置，实现了根际梯度空间区分和不同空间微域环境的原位监测，以土壤为基质构建微型潜流人工湿地，用不同浓度的萘和菲溶液进行灌溉，设计原位电极法直接测定根表的泌氧量，采集根分泌物，用传统的富集培养法结合土壤总 DNA 提取分析和高通量测序方法解析微生物群落结构变化的时空变异。结果显示，PHAs污染会降低湿地植物根泌氧，使根系分泌物成分变得复杂。根泌氧提高根际区的溶解氧和氧化还原电位，根际微生物群落结构受根系分泌物的影响更大，根泌氧和根系分泌物共同改变土壤酶，根际区的环境更容易诱导苯环开环酶的活性，根际区PHAs 的降解效果显著高于非根际区。研究还筛选出具有降解 PHAs 能力的湿地植物种菖蒲、风车草、皇冠草、美人蕉和鸢尾，PHAs 的生物降解主要依靠微生物和酶，湿地植物的根泌氧和根系分泌物为PHAs 的生物降解提供了有利条件。本研究为水体 PHAs 污染的生态修复提供了理论基础，为实际的修复工程提供了参考。