CO2升高对三角梅吸收Cd和佳乐麝香及根际的影响

李佳欣,张敏哲,刘家女,周启星



CO2升高对三角梅吸收Cd和佳乐麝香及根际的影响

李佳欣,张敏哲,刘家女*,周启星

(南开大学环境科学与工程学院,环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津 300350)

以花卉三角梅修复Cd和佳乐麝香污染土壤为研究对象,探讨大气CO2浓度升高对该植物吸收Cd和佳乐麝香的影响,并通过检测植物根际各相关指标综合分析三角梅修复生态系统的整体功能.结果表明, CO2浓度升高、Cd和佳乐麝香的联合胁迫对三角梅生长没有显著抑制,对其吸收Cd和佳乐麝香具有促进作用,尤其是750μL/LCO2、50mg/kg Cd和佳乐麝香处理促进作用最显著,并且,此时三角梅根际细菌的数量最多.脲酶活性随不同处理组浓度变化存在显著性差异.佳乐麝香的添加和CO2浓度升高促进了土壤有机碳的增加.综上,三角梅具有应用于大气CO2浓度升高条件下修复Cd和佳乐麝香复合污染土壤的潜力.

CO2升高；植物修复；三角梅；佳乐麝香；根际作用

多环麝香(PCMs)作为一类新型污染物,是目前使用最多的人工合成麝香[1-2],其使用后可通过多种渠道进入并积累于土壤[3-5],其对环境造成的污染已被广泛认可[6-9].由于土壤中重金属Cd与多环麝香具有共同的来源,因此土壤环境中二者的共存也是必然的.鉴于多环麝香污染给生态和人类健康带来的影响,以及它与Cd构成的复合污染的广泛存在,有必要开展相关土壤修复技术的研究.植物修复技术作为生态修复的一种形式倍受关注,寻找、驯化对污染土壤具有较强耐性,并同时对污染物保持较高积累量的新植物材料成为研究的关键[10-11]. 我们前期的研究结果表明,紫茉莉科花卉植物紫茉莉对Cd和佳乐麝香(HHCB)具有较强的耐性,本研究在此基础上,拟选择与紫茉莉同属的三角梅作为修复植物研究对象.

由于人类活动的影响,加剧了温室气体尤其是CO2的排放,大气CO2浓度正逐步上升,导致全球气候发生变化,据预测,到本世纪末CO2浓度可达到800μL/L[12-13].土壤一旦受到污染,其修复过程与效率也必定会受到大气CO2浓度增高带来的影响[14-16].面临土壤污染以及CO2的双重胁迫,生态修复系统的响应以及机制问题有待研究.目前,国内外大量的研究主要集中在CO2浓度升高对无污染土壤上植物生长影响的研究[17-18],而对CO2浓度升高与污染土壤上的植物生长的影响则研究相对较少[19-22],因此,结合上述Cd和多环麝香污染现状分析,有必要开展高浓度CO2条件下修复植物对Cd和多环麝香的响应及机制研究.根际系统作为主要修复功能发生区域,也是整个修复系统碳的生物化学过程重要场所和主要参与者[23-25].

本研究选择花卉植物三角梅为供试植物材料,研究大气CO2浓度升高条件下,该花卉植物对Cd和多环麝香污染土壤系统的响应及根际微生物效应,以期为了解大气CO2浓度持续升高条件下生态修复系统的响应规律及机制提供基础数据.

1 材料与方法

1.1 盆栽试验

表1 不同处理组中CO2,Cd和佳乐麝香的浓度设置

选取新型污染物多环麝香中的佳乐麝香(HHCB),以及重金属Cd为污染物研究对象. CO2处理浓度分别为460,750,950μL/L.不同污染物处理组设置如表1所示,每个处理设置3个重复.盆栽试验所用无污染土壤采自南开大学校内0~20cm表层土.土壤基本理化性质为pH 7.65,有机质1.594%,黏粒、粉粒和砂粒分别为48.90%、36.20%和14.90%,Cd 0.012mg/kg,HHCB未检出.土壤放在通风阴凉处风干,剔除小石块和植物残留等杂质,研磨过筛,风干过筛后的土壤装入花盆中,每盆1kg.按表1浓度设置将污染物Cd和佳乐麝香以溶液形式染毒,之后土壤平衡2周待用.选取生长情况一致的三角梅()幼苗移入各处理盆中,根据土壤缺水状况不定期浇水,使土壤含水量保持在田间持水量的70%~85%.将植物放置于人工气候培养箱中培养,培养箱相对湿度为80%,温度控制为(25±0.5)℃,光照强度为100µmol/(m·s),光照时间从8:00~18:00.其中,对于CO2浓度升高的处理(750, 950μL/L),通过调节CO2气瓶(CO2纯度为99.99%)控制阀,控制通入培养箱中CO2的通量,从而使培养箱内CO2浓度分别为750,950μL/L,而另外一个处理,则是正常CO2浓度.CO2浓度采用便携式CO2气体检测仪进行检测.实验过程中定期记录植物生长情况,植物生长6周后收获.

1.2 测定项目及方法

1.2.1 佳乐麝香的测定 参照文献[26]的方法,将植物样品冻干并用研钵磨成粉末后,在二氯甲烷和正己烷(3:1)的混合液中萃取,将萃取液用旋转蒸发仪蒸发浓缩至2mL,然后用12位固相萃取装置进行净化.固相萃取淋洗液为正己烷,洗脱液为二氯甲烷,洗脱液用氮气吹至近干,然后用300µL色谱纯正己烷定容至气质进样小瓶中以备测定.佳乐麝香含量的分析测定采用气相色谱与质谱联用仪(Agilent 7890A GC-5975C MS),气相色谱柱为J＆W DB- 5MS 毛细管柱(30m长,0.25mm内径,0.25μm膜厚).样品的分析采用选择性离子模式,定量离子核质比为243,离子源温度和电压分别为230℃ 和70eV.气相色谱升温程序为:先从100℃开始以15℃/min升至140℃后保持2min,再以4℃/min升至175℃,最后以30℃/min升至250℃.进样口温度保持在270℃,氦气流速为2mL/min.

1.2.2 重金属Cd的测定 取冻干并研磨后的植物样放置于锥形瓶中,加入6mL硝酸与2mL过氧化氢置于电热板上加热消解.消解后的样品先赶酸后定容,经0.45µm滤膜过滤后用火焰原子吸收仪(瓦里安AA140/240,美国)测定其浓度.

1.2.3 根际细菌数量测定 采用MPN三管法测定[27].参照文献配制牛肉膏蛋白胨培养基,并制备10-1~10-9系列土壤稀释液.利用无菌移液管分别从不同浓度稀释液中各取1mL,分别接种到3支已灭菌液体培养基中,37℃恒温培养箱培养7d后计数.

1.2.4 根际土壤脲酶活性测定 采用靛酚蓝比色法测定[28],过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法测定[28],中性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法测定[28].

1.2.5 根际土壤有机碳测定 采用热水提取有机碳法[29-30].取风干土壤样品,混合均匀后加入35mL蒸馏水, 70℃水浴18h.之后离心10min,将提取液经0.45µm滤膜过滤,岛津总有机碳分析仪测定根际土壤有机碳.

1.3 数据分析及处理方法

采用SPSS 21.0对数据进行差异显著性统计分析,用Origin8.5进行作图.

2 结果与讨论

2.1 CO2浓度升高条件下土壤Cd和佳乐麝香联合处理对三角梅生物量的影响

各处理组三角梅各部位生物量如表2所示,对于茎部,一个明显的特征是同一CO2浓度条件下C50H0处理组干重最大.当CO2浓度为950μL/L时,处理组H-C50H0的生物量显著高于H-C0H0和H-C50H100.对于叶部,当CO2浓度为750μL/L时,各处理组干重均高于对照组(CO2浓度为460μL/L),即此浓度CO2处理显著促进了三角梅叶部生长.对于地上部总生物量,各个污染处理组与其相应的对照组(L-C0H0、M-C0H0和H-C0H0)相比无显著差异.对于根部,各浓度CO2处理对照组(L-C0H0, M- C0H0和H-C0H0)干重均小于同浓度CO2处理污染组.其中,当CO2浓度为460μL/L时,对照组L-C0H0和污染组L-C50H50、L-C50H100差异显著.CO2浓度为750μL/L时,对照组干重显著小于各污染组,这与叶部干重数据吻合,进一步说明了此CO2浓度处理条件下,土壤中Cd和佳乐麝香复合污染的存在不但没有显著抑制花卉植物三角梅的生长,反而在一定程度上起到了促进的作用.对于植株总干重,每个CO2处理条件下,对照组的生物量均小于污染组,尤其是当CO2浓度为750μL/L时,M-C50H0处理组生物量比对照M-C0H0显著增加.

总体上,该植物生物量几乎没有随Cd或佳乐麝香处理浓度变化呈现显著规律性差异,而对于CO2处理来说,其对该植物的生长影响更为明显,尤其是此实验中中等浓度的750μL/L处理能显著促进三角梅生长.可能原因是三角梅对50mg/kg浓度水平Cd和100mg/kg浓度水平佳乐麝香污染具有较强的耐性.而该植物生物量随CO2处理浓度增加呈先增加后减少的变化趋势,也就是说一定浓度范围内CO2(£750μL/L)能够促进植物的生长,但当浓度继续增加时,可能会抑制三角梅的生长.这与其他文献研究结果类似,CO2有利于植物光合作用从而促进植物生长[31],一定时间和浓度范围内对暴露在高浓度CO2下植物的光合速率有提高作用[32],而CO2浓度过高时三角梅则对CO2产生了光合适应现象.

对于修复植物来说,根具有固定植株,从土壤中吸收水分和矿质营养盐的功能,同时植物根系是氨基酸和植物碱的合成场合[33],如果能够在土壤污染条件下,修复植物根部依然能够保持良好生长,对修复系统乃至整个修复过程都是重要的.另外,植物收获时,通过观测不同浓度CO2条件下三角梅的根部生长情况,发现随着CO2处理浓度的增加,三角梅的根系逐渐发生变化,直径变粗,根须增多,这与陈静等[33]的研究相似,此外也有研究表明大气CO2浓度升高明显促进根系的生长(次生根数量和土表根系数量增加)和改变根系的形态(直径变粗,中柱变大,皮层变厚)[34-37].

表2 不同处理对三角梅生物量的影响(g/盆) Table 2 The effects of different treatments on the dry biomass of Bougainvillea spectabilis(g/pot)

注:同列字母不同表示差异显著(<0.05) ,字母相同表示差异不显著(>0.05).

2.2 CO2浓度升高条件下Cd和佳乐麝香联合处理对三角梅吸收Cd的影响

不同处理对三角梅吸收Cd的影响如表3所示.对于三角梅的茎部,当CO2浓度为950μL/L时,H- C50H100处理组Cd含量显著高于另外2个处理. CO2浓度为750μL/L时,M-C50H100处理组Cd含量显著高于M-C50H50处理.这说明CO2浓度升高条件下,土壤佳乐麝香的存在促进了三角梅茎部对土壤中重金属Cd的吸收,尤其对于最高浓度佳乐麝香处理差异更为显著.已有研究表明,佳乐麝香和Cd复合污染可以增强单一污染对动物或植物的毒性,因为佳乐麝香可以通过扰乱细胞防御系统来提高其他毒物的毒性效应[26,38].但是,目前关于植物耐佳乐麝香和Cd复合污染胁迫研究开展较少,几乎未见受试体关于二者联合污染胁迫的抗性机制文献报道.本研究中,佳乐麝香存在促进了花卉三角梅对Cd吸收的原因可能是二者联合产生了螯合作用,即佳乐麝香的存在使土壤中重金属Cd产生了更多的螯合态,起到了活化作用;也可能是因为佳乐麝香的存在提高了当时土壤环境中微生物碳源的利用能力效应,微生物的活跃促进了三角梅根系以及地上部对Cd的吸收.关于佳乐麝香促进三角梅对Cd的吸收能力机制还有待进一步探索,另外,多元复合污染条件下污染物的浓度组合起至关重要的作用,修复植物三角梅对污染物Cd的吸收与污染物Cd和佳乐麝香浓度的确切剂量效应关系也有待在今后的研究中进一步明确.当CO2浓度为460μL/L时,各处理组之间无显著性差异.值得一提的是,CO2浓度为950μL/L时,各处理组茎部Cd含量要高于CO2浓度为460μL/L时的各处理组,这说明尽管此时的CO2浓度已经远远超出了目前实际环境大气CO2浓度,但CO2浓度的升高对三角梅茎部吸收Cd依然具有一定的促进作用.

对于三角梅叶部, 950μL/LCO2处理条件下,H-C50H100处理组三角梅叶部Cd含量明显高于H-C50H50和H-C50H0.750μL/LCO2处理条件下, M-C50H100处理组叶部Cd含量明显高于对照组M-C50H0.460μL/LCO2处理条件下,L-C50H50三角梅叶部Cd含量明显高于L-C50H0和L-C50H100处理组.以上现象说明,对于三角梅的叶部,在CO2浓度较高时,最高处理浓度的佳乐麝香最能明显地促进植物对Cd的吸收,而在通常环境CO2浓度时,则是50mg/kg佳乐麝香能体现出显著促进作用.值得注意的是,与本研究中的生物量变化趋势类似,750μL/ LCO2处理时,各处理组的三角梅叶部Cd含量均略高于460μL/L CO2,这说明此CO2浓度处理,不仅使三角梅叶部的生长较好,而且促进了叶部对Cd的吸收.CO2浓度升高促进修复植物三角梅对Cd吸收的原因可能是其影响了植物根际土壤pH值以及根际分泌有机酸等[39-40].

对于三角梅根部,950μL/L CO2处理条件下, H-C50H100处理组三角梅根部Cd含量明显高于H-C50H50和H-C50H0处理组.750μL/L CO2处理条件下,M-C50H100处理组根部Cd含量明显高于M-C50H50处理组.460μL/L CO2处理条件下, L-C50H50处理组三角梅根部Cd含量明显高于L-C50H0和L-C50H100处理组.和叶部相似,该实验浓度的土壤佳乐麝香对于三角梅根部吸收Cd也起到了促进作用,而且当CO2浓度为950μL/L时,各处理组根部Cd含量均要略高于750μL/L CO2处理组.综上所述,CO2浓度升高,促进了三角梅各部位对Cd的吸收.

表3 不同处理对三角梅吸收Cd的影响

注:同列字母不同表示差异显著(<0.05) ,字母相同表示差异不显著(>0.05).

从表3还可以看出,对于三角梅地上部和根部对Cd的总富集量,750μL/L CO2处理组的地上部和根部总量均高于其余2个浓度的CO2处理,说明此浓度CO2处理不但促进了三角梅植物的生长还促进了地上部与根部对重金属Cd的积累.总体上,相对于佳乐麝香,CO2对三角梅积累Cd的影响更为明显.

表4 不同处理时三角梅的转移系数和富集系数

注:同列字母不同表示差异显著(<0.05),字母相同表示差异不显著(>0.05).

不同处理时三角梅的转移系数和富集系数如表4所示.富集系数反映植物对重金属富集程度的高低或富集能力的强弱,为植物重金属含量与土壤环境中重金属含量的比值.950μL/L CO2条件下的各处理组三角梅的Cd富集系数普遍高于460,750μL/L CO2处理组.转移系数反映植物将重金属从根部转移至地上部的能力,为植物地上部分重金属含量与根部重金属含量的比值.当CO2浓度升高至750, 950μL/L时,对照组的转移系数显著低于2个污染组.这说明CO2浓度升高可以促进三角梅从根部转移重金属Cd至其地上部.值得注意的是,对于750μL/L CO2处理组的M-C50H50和M-C50H100,此时三角梅对Cd的转移系数均大于1.

2.3 CO2浓度升高条件下Cd和佳乐麝香联合处理对三角梅吸收佳乐麝香的影响

不同处理对三角梅吸收佳乐麝香的影响如表5所示.当佳乐麝香处理浓度为50mg/kg时,CO2浓度为950μL/L条件下的三角梅茎部和叶部佳乐麝香含量显著高于另外2个CO2处理.三角梅的根部佳乐麝香含量由大到小依次为L-C50H50> H-C50H50> M-C50H50.950μL/LCO2时,三角梅根部佳乐麝香含量显著高于750μL/LCO2.这说明此复合污染条件下,CO2浓度升高对于三角梅根部吸收佳乐麝香有一定的促进作用.对于各处理,三角梅地上部和根部对佳乐麝香的总富集量由大到小依次为L- C50H50>M-C50H50> H-C50H50.

当佳乐麝香处理浓度为100mg/kg时,三角梅茎部佳乐麝香含量大小顺序为:H-C50H100> M-C50H100> L-C50H100.不同浓度CO2处理组存在显著性差异.三角梅叶部佳乐麝香含量与茎部呈现相同的规律. CO2浓度为950μL/L时,三角梅的根部佳乐麝香含量显著高于另外2个CO2处理,说明此复合污染条件下CO2浓度升高对三角梅根部吸收佳乐麝香促进作用最明显.当CO2浓度为750μL/L时三角梅地上部与根部佳乐麝香总量高于其余2个浓度CO2处理,其中M-C50H100的根部总量要显著高于L-C50H100 和H-C50H100.

表5 升高CO2浓度对三角梅吸收佳乐麝香的影响

注:同列字母不同表示差异显著(<0.05),字母相同表示差异不显著(>0.05).

CO2浓度升高促进了三角梅地上部(茎部和叶部)对佳乐麝香的吸收,可能原因是随着CO2浓度增加该花卉植物光合作用的速率增大,这不仅使得植物表面气孔更活跃,也刺激了植物地上部器官生物合成作用,使得佳乐麝香更有效地被束缚在三角梅植物组织中.而对于三角梅的根部来说,2个不同浓度水平的佳乐麝香处理条件对其吸收降解的影响规律不尽相同,原因可能是作为修复植物来说,为了使自身对污染物保持较强的耐性,其不同部位对污染物呈现出不同的响应.三角梅植物的根部可通过直接吸收和微生物的联合作用以及分泌物和酶的降解作用等对土壤中佳乐麝香的吸收和降解过程发挥重要作用,尤其是在高浓度CO2的参与下,这一过程的机制显得更为复杂.

2.4 CO2浓度升高条件下Cd和佳乐麝香联合处理对三角梅根际细菌数量的影响

表6 不同处理对三角梅根际细菌数量的影响(´107CFU/g,干土)

注:同列字母不同表示差异显著(<0.05),字母相同表示差异不显著(>0.05).

不同处理对三角梅根际细菌数量的影响如表6所示,在CO2和佳乐麝香联合处理时,M-C50H50处理组根际细菌的数量达到最大值,是对照处理L-C0H0的3.12倍.单一考虑CO2浓度因素时,结果表现出750μL/L CO2处理时根际细菌最多, 950μL/LCO2处理时最少.而单一考虑佳乐麝香浓度因素时,50mg/kg 处理时根际细菌最多,显著高于没有添加佳乐麝香和100mg/kg佳乐麝香处理. 总体上,植物对CO2浓度升高胁迫的响应最明显,Cd污染胁迫响应次之.本试验结果说明一定范围内大气CO2浓度升高和土壤佳乐麝香的投入提高了修复植物三角梅根际土壤细菌的活性.随着CO2浓度的升高,底物有效性(例如数量和生化性质)发生改变,微生物群落的结构和功能将随着改变[41].这能加速养分的矿化,改善植物的养分状况[42-43],为修复植物的正常生长乃至对污染物的有效吸收都提供了有利条件.

2.5 CO2浓度升高条件下Cd和佳乐麝香联合处理对三角梅根际酶活性的影响

表7 不同处理对三角梅根际酶活性的影响

注:同列字母不同表示差异显著(<0.05),字母相同表示差异不显著(>0.05).

酶活变化有利于分析土壤中有机化合物的分解和矿化作用,从而反应出土壤有效养分的情况.本实验条件下,不同处理对三角梅根际酶活性的影响如表7所示.各处理组之间脲酶活性差异显著,但是过氧化氢酶和中性磷酸酶活性差异并不显著.对于脲酶活性来说,其值随着污染物浓度的增加呈现出先增大后减小的趋势,当土壤佳乐麝香添加量为50mg/kg (H-C50H50)时脲酶活性达到最大,相比对照组H-C0H0增加了139%~146%.另外一个污染处理组H-C50H0条件下的脲酶活性与对照相比无显著差别,而对于CO2和佳乐麝香浓度都达到最大值的H-C50H100处理,脲酶值则显著低于其他处理组.这说明在一定浓度范围内Cd和佳乐麝香复合污染对三角梅根际脲酶活性有促进作用.脲酶是一种酶促含氮有机物的水解酶,能专一性地水解尿素,同时释放氮和二氧化碳,对土壤氮素循环具有独特作用,其活性的提高可能有利于土壤中稳定性较高的有机氮向有效氮转化,从而改善土壤氮素供应状况[44].孙福红等[45]的研究发现,高浓度1,4-DCB与Cd联合胁迫会促进近根际区域脲酶活性.沈国清等[46]发现,重金属和多环芳烃复合污染对脲酶活性的影响与污染物的浓度密切相关.这与本试验的研究结果相似.总体上,对于本研究中的三角梅来说,高浓度大气CO2条件下,50mg/kg Cd和50mg/kg佳乐麝香没有对其根际土壤酶产生抑制,一定程度上说明了以该花卉为主体修复材料的生态修复系统保持了较好的土壤功能.

2.6 CO2浓度升高条件下Cd和佳乐麝香联合处理对三角梅根际土壤有机碳的影响

不同处理对三角梅根际土壤有机碳的影响如图1所示.460μL/LCO2处理时,处理组L-C50H100的土壤有机碳值显著高于其它3个处理组,尤其是,其土壤有机碳含量是处理组L-C50H0的2.3倍.750μL/LCO2处理时,处理组M-C50H100的土壤有机碳含量也显著高于处理组M-C50H0.950μL/ LCO2处理时,三角梅根际土壤有机碳含量同其他2个CO2浓度处理时的情况类似.总体上,对于各个大气CO2浓度处理,随着土壤佳乐麝香处理浓度的增加,植物根际土壤有机碳含量也在逐渐增加,各污染处理组与其对照处理(L-C0H0、M-C0H0和H-C0H0)相比,只有Cd和佳乐麝香浓度最大的复合处理其有机碳含量才显著增加,这是因为佳乐麝香本身作为一种碳氢化合物,进入土壤后其本身和其降解物为土壤提供了一定的有机碳含量,但其效果也与同时存在另外一种污染物重金属Cd有关.但与佳乐麝香对土壤有机碳含量的影响相比,本实验中大气CO2浓度升高的影响较小.总体来说,对于高浓度CO2、土壤Cd和佳乐麝香3种胁迫,三角梅根际土壤有机碳对土壤佳乐麝香的响应最明显,对CO2浓度的响应次之.

图1 不同处理对三角梅根际土壤有机碳的影响

2.7 CO2浓度与三角梅各部位污染物含量,根际细菌数量和有机碳相关性分析

如表8所示,本研究中大气CO2浓度与三角梅各部位Cd含量以及茎、叶部佳乐麝香含量均呈显著性正相关,这进一步说明了CO2浓度升高对于三角梅吸收Cd和佳乐麝香有促进作用.三角梅根部Cd含量与茎部和叶部Cd含量呈显著性正相关,而与根部佳乐麝香含量、总有机碳根际土有机碳之间呈显著性负相关,这说明了Cd与佳乐麝香的共同存在对于三角梅根部系统存在一定的影响.三角梅各部位佳乐麝香含量均与根际细菌数量呈显著性正相关,说明土壤佳乐麝香的加入可能为细菌提供了碳源,从而促进了细菌的生长繁殖.此相关性分析结果与上述各项指标分析结果基本吻合,进一步说明了在大气CO2浓度升高条件下,Cd和佳乐麝香污染土壤修复系统中,修复植物材料三角梅对污染物具有较强的耐性和一定的吸收能力,并且根际土壤微生态系统没有受到明显破坏.

表8 三角梅各部污染物含量、根际细菌数量和有机碳相关性

注:**在0.01水平(双侧)上显著相关.*在0.05水平(双侧)上显著相关.

3 结论

3.1 大气CO2浓度升高条件下花卉植物三角梅对重金属Cd和佳乐麝香复合污染具有良好的耐性,在各污染条件下生长没有受到明显抑制,尤其是CO2浓度升高至750μL/L的处理还能显著促进该修复植物的生长.另外,大气CO2浓度升高对三角梅吸收Cd和佳乐麝香有一定的促进作用,并且增加了三角梅对重金属Cd的生物富集系数和转移系数.可见,三角梅具有应用于大气CO2浓度升高条件下修复Cd和佳乐麝香复合污染土壤的潜力.

3.2 三角梅根际土中性磷酸酶和过氧化氢酶随污染处理的变化不显著,但脲酶活性随着污染物浓度的增加呈现出先增大后减小的趋势,相比对照组最多增加了139%~146%.根际细菌数量随着CO2和佳乐麝香浓度的变化呈现不同的变化规律,整体上,950μL/LCO2处理的细菌数量最少.随着土壤佳乐麝香处理浓度的增加,植物根际土壤有机碳含量逐渐增加.

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The effects of elevated CO2on Cd and HHCB accumulation byand its rhizosphere system.

LI Jia-xin, ZHANG Min-zhe, LIU Jia-nv*, ZHOU Qi-xing

(Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria, Ministry of Education,Tianjin Key Laboratory of Urban Ecological Environment Restoration and Pollution Control, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China)., 2018,38(10)：

The study selected the ornamental plant remediation system as the study object, discussed the effects of the elevated CO2on the Cd and HHCB accumulation efficiency by, and analysed the ecological function by detecting the rhizosphere bacteria number, enzymatic activity, and organic carbon. Results showed that the combined Cd and HHCB contamination under elevated CO2showed no obvious inhibition function to the growth of the plant. Especially the elevated CO2treatments (750μL/L) significantly facilitated the plant growth and contaminant accumulation, furthermore, the rhizosphere bacteria number reached the maximum. Urea enzymes activity showed significant difference under the different treatments. The addition of HHCB and the elevated CO2facilitated the organic carbon in the rhizospheric soil. In summary,has potential to be used for remediating the combined Cd and HHCB contaminated soil remediation under elevated CO2.

elevated CO2；phytoremediation；；galaxolide；rhizosphere effect

X53

A

1000-6923(2018)10-3880-09

李佳欣(1993-),女,山西晋中人,南开大学环境科学与工程学院硕士研究生,主要从事污染土壤修复研究.

2018-03-27

国家自然科学基金资助项目(31770547)

* 责任作者, 副教授, jianv2008@nankai.edu.cn