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植物修复(Phytoremediation)由于其低成本、高效率、环境安全和易于为社会接受等特点而成为了多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)污染土壤修复技术领域的研究热点，其中植物修复强化措施的应用和植物修复机理的探讨是该领域两个重要的研究方向，为植物修复技术的发展提供重要的理论基础和实践参考。因此，本论文从这两个角度出发，以工业污染土壤为主要供试基质，研究了种植方式对植物去除污染土壤多环芳烃效率的影响，及根系物质促进土壤微生物降解多环芳烃的机制。本研究的主要内容及结果归纳如下：
(1)通过温室盆栽实验研究了黑麦草、三叶草和芹菜在单一和混合种植方式下对工业污染土壤中多环芳烃的去除效率，并讨论了植物修复多环芳烃污染土壤的主要途径。研究结果表明，混合种植较单一种植更能提高工业污染土壤的植物修复效率；根际微生物降解是植物修复多环芳烃污染土壤的主要途径，而植物吸收则为相对次要途径，并且混合种植能同时提高这两种途径的修复效率；对于不同种类多环芳烃，植物较易吸收2-4环多环芳烃，根际微生物则较易降解3-6环多环芳烃，且均在混合种植下效果更为明显。此外，三种植物共同种植的栽培方式也使混合种植在实际应用中有了更多的选择性。
(2)通过微宇宙培养实验探讨了芹菜的水溶性、脂溶性根系物质和根残体对工业污染土壤中芘的微生物降解和土著微生物数量及相对丰度的影响。实验结果表明，脂溶性物质是促进土壤中微生物降解芘的主要根系物质，而水溶性物质则是促进土著微生物生长的主要根系物质；不同根系物质对降解多环芳烃功能微生物(相对丰度)具有不同的选择压力，其中脂溶性物质产生促进作用，而水溶性物质和根残体则有一定的抑制作用；根系物质存在下，微生物对多环芳烃的代谢途径可能包括其对污染物的去毒代谢和对脂肪酸的代谢。
(3)研究了芹菜根系物质，特别是脂溶性根系物质的表面活性特征，及其对芘的增溶解吸行为的影响。结果表明，脂溶性根系物质具有一定的表面活性(CMC为37.74 mg/L)，并易受pH和盐度等环境因素的影响，而水溶性根系物质则基本没有表面活性特征；在临界胶束浓度(CMC)以上，脂溶性根系物质能显著提高芘在水溶液中的溶解度；在低浓度时脂溶性根系物质对土壤中芘的解吸有一定的促进作用，且效果要好于相同浓度下的化学表面活性剂，在高浓度时这一促进作用则快速降低，这主要是由于不同浓度脂溶性物质在土壤上的吸附量不同。此外，土壤有机质含量和水溶性根系物质均会影响脂溶性物质对土壤芘解吸的促进作用。
以上结果表明，混合种植是一种可行的促进植物修复多环芳烃工业污染土壤的强化措施，而根系分泌物主要通过脂溶性物质增加土壤多环芳烃解吸，提高其生物可利用性来促进微生物对工业污染土壤中多环芳烃的降解。