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本论文将全球大气CO2浓度升高的重大环境问题与土壤污染问题协同考虑，以典型重金属污染物(Cu、Cd)及典型有机污染物(PAHs、OCPs)为研究对象，借助中国FACE平台，初步探索了大气CO2浓度升高对土壤中典型污染物残留及其环境效应的影响。以期为评估未来大气条件下土壤重金属和PAHs污染的生态安全提供基础数据和理论支持，主要研究结果如下：
1、经过5年高浓度CO2暴露，不同N肥处理的土壤中，大气CO2浓度升高都显著提高了土壤中PAHs的含量，但是低N条件下升高幅度远小于高N条件；除组分2，4-DDT外，FACE圈高N土壤中OCPs各组分含量都高于Ambinece圈，这说明大气CO2浓度升高加剧了高N土壤中OCPs的残留。低N土壤中，FACE圈中多数农药组分含量小于Ambinece圈，说明大气CO2浓度升高一定程度上降低了低N土壤中OCPs的残留。
2、在无外源污染条件下，大气CO2浓度升高显著诱导了土壤酶活性；在正常大气和大气CO2浓度升高条件下，土壤蛋白酶、脲酶、尿酸酶活性都随着土壤Cu、Cd污染胁迫的增加而逐渐降低。在低浓度Cu污染组，大气CO2浓度升高条件下的土壤脲酶和蛋白酶活性显著高于正常大气；高浓度Cu污染组的尿酸酶活性则显著降低。低Cd污染组的土壤脲酶和土壤蛋白酶活性显著降低，高Cd污染组的土壤尿酸酶活性则显著降低。上述结果初步表明，大气CO2浓度升高将在一定程度上缓解低浓度Cu污染胁迫对土壤脲酶、蛋白酶的毒性效应；而低Cd污染胁迫对蛋白酶、脲酶的毒性效应会更为严重。
3、建立了SPME-GC-MS联用测定根系分泌物中小分子酸的方法。该分析方法能够对根系分泌物中ng/g级别的乙酸、丙酸、丁酸、戊酸进行定量分析。在无外源污染条件下，大气CO2浓度升高促使了小麦根系分泌出更多的小分子酸，其中乙酸对大气CO2浓度升高的响应最为敏感。Cu污染胁迫下，大气CO2浓度升高诱导产生了更多的小分子酸，Cd污染胁迫下未产生显著差异。低浓度芘污染胁迫下，大气CO2浓度升高诱导产生了更多的小分子酸，高浓度芘污染条件下，未产生显著差异。
本研究初步评价了未来大气条件下土壤重金属和有机污染污染的生态安全，但要想全面评价未来大气CO2浓度升高条件下土壤重金属和有机污染污染的环境效应还需进一步研究。