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多氯联苯(PCBs)、石油污染土壤的修复已成为当今国际关注和研究的热点。植物修复是利用植物与微生物的相互作用清除环境中的有机污染物,已成为具有广阔应用前景的土壤治理技术之一。目前,已报道的对PCBs和石油具有修复能力的植物种类并不多,因此继续开展对PCBs、石油烃染污染土壤具有修复作用的植物种类的筛选工作十分必要。已报道的植物种类多为牧草、农作物以及花卉植物,关于苔藓植物修复有机污染物研究未见报道。本文通过微体繁殖技术在PCBs(Aroclor1242和Aroclor1254)、柴油污染土壤基质上进行大金发藓(Polytrichum commune)的室内培养,研究不同浓度的PCBs(5、10和20mg/kg)和柴油(1000、5000、10000、20000和40000mg/kg)对大金发藓生理生态指标的影响,探讨了大金发藓对PCBs和柴油的耐性以及生理生态响应;研究大金发藓对持久性有机污染物PCBs和PAHs的吸收和积累特性、对PCBs和柴油污染土壤的修复效率及其机制,结果表明: (1)大金发藓对PCBs和柴油污染具有一定的耐性。PCBs对大金发藓茎叶碎片再生成新植株体的能力没有产生不利影响,对其生长具有一定的促进作用。柴油污染抑制了大金发藓茎叶碎片再生成新植株体的能力,尤其是当柴油浓度>20000mg/kg。低浓度的柴油污染促进了大金发藓的生长,而高浓度的柴油污染胁迫抑制了其生长。PCBs、柴油污染对大金发藓叶绿素含量和丙二醛含量影响不明显,可通过SOD与GSH活性的上升以清除体内自由基、保护细胞膜系统从而提高植物体对环境胁迫的抗性。 (2)大金发藓能积累一定量的PCBs和PAHs。清洁土、Aroclor1242污染土壤和Aroclor1254污染土壤生长的大金发藓体内PCBs含量分别521.224,866.1~1615.78和834.71~,3267.60μg/kg。清洁土和柴油浓度为1000mg/kg污染土壤生长的大金发藓植物体16种PAHs的含量分别为4445.60±346.48和5054.03±851.33μg/kg。无论是在清洁土还是柴油污染土壤上生长的大金发藓,菲的含量最高,超过1000μg/kg,其次为芴、荧蒽和芘。 (3)大金发藓对Aroclor1242、低浓度柴油污染具有一定的修复作用。土壤Aroclor1242浓度为5、10和20mg/kg污染水平,种植大金发藓组32种PCBs的总降解率分别为33.55、28.84和37.94%,显著高于对照组。从PCBs同族体降解率的情况来看,尽管低氯联苯尤其是二氯联苯表现出较高的降解率,种植物主要是提高了三、四和五氯联苯的降解。柴油浓度为1000、5000和10000mg/kg污染水平,种植大金发藓对土壤PAHs和正构烷烃nC8-C40的消减具有一定的促进作用。 (4) Aroclor1242、柴油污染土壤分别检测到有机酸40多种。种植大金发藓增加了污染土壤中有机酸的种类和相对含量。大金发藓分泌到土壤中的有机酸在其促进PCBs、PAHs以及正构烷烃nC8-C40的降解中发挥着重要作用。柴油污染抑制了土壤脲酶的活性,但种植物大金发藓可以减缓其抑制的强度,增加了土壤氮素的利用。 (5)454高通量焦磷酸测序结果表明大金发藓改变了土壤细菌群落结构和功能,提高了细菌的生物多性样。大金发藓改变了Aroclor1242污染土壤中细菌的组成。Aroclor1242污染土壤中PCBs降解菌的相对丰度较低,种植大金发藓可增加PCBs降解菌的相对丰度,在一定程度上解释了大金发藓促进了微生物对PCBs的降解。大金发藓改变了Aroclor1242污染土壤细菌群落结构,增加了细菌的丰度和多样性。种植大金发藓改变了柴油污染土壤中细菌的组成。柴油污染土壤中石油烃降解菌有较高的相对丰度成为优势类群。土壤柴油浓度为1000mg/kg污染水平,大金发藓增加土壤石油烃降解菌的相对丰度,5000和10000mg/kg污染水平大金发藓减少了土壤中石油烃降解菌的相对丰度。大金发藓改变了柴油污染土壤细菌群落结构,增加了细菌的丰度和多样性。