148 / 2023-10-24 19:00:05

污染土壤不同深度下PAHs的迁移分布及微生物群落响应的研究

土壤污染,多环芳烃,微生物多样性,16S rRNA

重污染企业用地及其周边环境因为受到严重污染而需要进行修复处理，其中主要的有机污染物为农药、多环芳烃和石油烃。物理化学修复技术发展成熟且应用广泛，但成本高昂且具环境风险高；生物修复技术具有修复效果好且对环境影响小的优点，但耗时较长。近年来引入国内的监测自然衰减及其强化技术具有成本低、环境风险小的特点，其原理是利用场地自然环境中自然生物降解作用、物理和化学作用实现污染物的消除，其中本土微生物的降解作用被认为是主要的污染物消除途径。

本研究首先通过对多环芳烃污染场地不同深度土壤和浅层地下水的污染情况和微生物群落结构的迁移变化规律进行探究，解析多环芳烃的分布规律和降解功能微生物群落的分布变化及代谢潜力；其次是采集污染场地周边原位土壤，并进行实验室内的短期的多环芳烃污染原状土柱模拟实验，探究短期土壤输水对污染物迁移的影响和原位微生物群落的急性响应，并探究土壤理化性质和微生物量的变化；最后是结合三代全长16S rRNA测序技术和Spike-in微生物绝对定量技术对微生物群落结构和代谢功能进行进一步分析，综合考察输水总量、土壤深度和理化性质、污染物分布等多重因素对原位土壤微生物群落的影响。结果表明，场地土壤中多环芳烃污染主要集中在（0-20cm）表层土壤。表层土壤微生物群落丰富度和均匀度较高，物种组成以变形菌门和厚壁菌门为主；地下水中多环芳烃浓度较低，但物种丰富度和均匀度高于土壤，以变形菌门和Patescibacteria为主，随着深度增加古菌所占比例逐渐升高。

本研究的意义在于关注污染场地整个地表和浅层地下水的多环芳烃污染，捕捉多环芳烃从地表到下层土壤和浅层地下水的迁移分布规律，特别是该过程对土壤基本理化性质以及当地微生物群落造成的多重影响，并考虑主要影响该过程的环境因素，例如降水情况导致的土壤含水率突变，从而初步探索多环芳烃污染对典型场地土壤不同深度下的微生物生态造成的影响，并评估了原始微生物群对污染物的降解能力。