大气CO2/O3浓度升高对土壤中PAHs环境归趋的影响

持久性有机污染物（POPs）的土壤污染是全球性的环境问题，在全球气候变化的大背景下，POPs环境过程与生态风险的预测研究逐渐引起国内外学者的关注。本项目拟采用FACE（Free Air Concentration Enrichment）技术和OTC（Open Top Champer）技术控制大气CO2/O3浓度，综合运用C-14同位素示踪等方法，研究大气CO2、O3单独及其共同升高对土壤中POPs 多环芳烃（PAHs）环境过程的影响，在阐明大气CO2/O3浓度升高对土壤中PAHs赋存形态及矿化作用、对作物根系微生物群落结构影响的基础上，探讨作物吸收、富集、代谢PAHs对大气CO2/O3浓度升高的响应及其机制，并通过对FACE和OTC系统研究结果的比对分析，预测大气CO2/O3浓度升高后土壤中PAHs的潜在危害，为应对全球环境变化、规避土壤PAHs污染环境风险的科学决策提供理论支持。

持久性有机污染物（POPs）的土壤污染是全球性的环境问题，其中多环芳烃（PAHs）作为一类重要的传统的持久性有机污染物，在土壤环境中的状况也不容乐观。在全球气候变化的大背景下，PAHs环境过程与生态风险的预测研究逐渐引起国内外学者的关注。本研究利用开顶式气室OTC（Open Top Chambers）气体浓度控制系统、中国FACE（Free Air Concentration Enrichment）平台以及传统温室，利用14C示踪技术，选择与人们日常生活紧密相关、消耗量较大的蔬菜和粮食作物（小白菜、小麦）以及世界上分布最广、适应性最强且最常见的树种杨树（不同基因型）为受试植物，进行盆栽实验，通过模拟农田、草地及林地系统，研究大气CO2、O3浓度单独及其共同升高条件下典型PAHs菲和芘的环境归趋，以及植物吸收、富集、代谢PAHs对大气CO2、O3浓度单独及共同升高条件下的响应。结果如下：.FACE系统下，大气CO2浓度升高使土壤中PAHs残留增大，PAHs在土壤中的降解受到抑制，菲的矿化速率降低。大气O3浓度升高使土壤中芘的残留降低，小麦体内芘的富集增加，且过高的O3浓度将使小麦体内抗氧化酶活性受到抑制。.OTC系统下，大气O3浓度升高使菲在小白菜体内的富集显著增加并抑制了小白菜和草类的生长，CO2浓度升高对小白菜和草类的生长及菲在小白菜体内的富集没有显著影响，但能够缓解O3浓度升高后小白菜对菲的富集。大气CO2浓度升高将使土壤中菲和PAHs的残留增大，PAHs在土壤中的降解受到抑制，O3浓度升高使土壤中菲的残留降低，且能够缓解CO2浓度升高对土壤中PAHs降解的抑制作用。大气CO2/O3浓度升高，菲的矿化速率下降，土壤微生物群落结构、土壤酶活性也会发生显著影响。.温室系统下，不同基因型植物的生长对环境变化的响应不同。大气CO2浓度升高使土壤中芘残留显著增大；大气温度升高，能够使芘在土壤中的残留降低，但不显著，且存在基因型差异。.本研究通过模拟农田、草地及林地系统，得出较为一致的结论，即大气CO2浓度升高能够使土壤中PAHs残留增大，抑制PAHs的降解。环境因子的变化与土壤PAHs污染对植物的胁迫具有一定的联合作用，大气CO2/O3浓度升高后土壤中PAHs的潜在环境风险有加大趋势。