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多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类具有致癌、致畸和致突变的疏水性有机污染物(HOCs),其中16种为US EPA优控污染物。土壤是PAHs主要的陆地贮存库。由于PAHs具有脂溶性,能够通过食物链危害人体健康,因此对于PAHs污染土壤的治理已成为科学界关注的热点问题。芘可用作PAHs的代表物,本文从土壤团聚体的角度,选取有机质(OC)含量不同的土壤分别模拟了芘在土壤不同大小团聚体中的老化行为,同时利用本实验室筛选的芘的高效降解菌PyB-10(壤霉菌属,Agromyces sp.)研究了人为添加和野外污染土壤不同粒径大小团聚体(粗砂粒、细砂粒、粗粉粒、细粉粒和粘粒)中PAHs的生物有效性,并利用傅立叶变换红外光谱仪、多站扩展式全自动快速比表面与孔隙度分析仪、元素分析仪等手段分析了土壤团聚体有机碳含量、有机质的结构特征以及比表面积和孔隙分布等理化性质,探究了不同团聚体中PAHs老化现象和生物有效性的差异及其主要影响因素。结果如下:(1)向有机碳含量不同的红壤(1.54%OC)和潮土(4.35%OC)的原土及其不同团聚体组分中人为添加芘,培养240天,研究了土壤中芘的可提取量随老化时间的变化,结果表明,人为添加芘在红壤和潮土的原土及其各团聚体组分中均发生了明显的老化现象,随着芘进入土壤时间的延长,芘的可提取量都逐渐减小。对有机碳含量低的红壤来说,原土中芘的可提取量下降最快,其次为细砂粒。老化240天后,抑菌处理的粘粒和细粉粒中芘的可提取量分别为添加量的36.4%和67.6%,可提取芘的减少量明显低于其它团聚体组分(>97%)。原土及各团聚体组分中芘的可提取量与其平均孔径、总孔体积、微孔体积、介孔体积和PF6 nm(土壤中<6 nm的孔隙积累体积)以及有机碳归一化的PAHs含量(PAHoc)、比表面积归一的PAHs含量(PAHssa)和微孔体积归一的PAHs含量(PAHmv)都呈极显著正相关(p<0.01)。对有机碳含量高的潮土来说,原土和各团聚体组分中芘可提取量的动态变化可用一级动力学模型很好地拟合,其中芘的可提取量下降速率(k值)从大到小依次为原土>细砂粒>粗粉粒>粗砂粒>细粉粒>粘粒。k值与原土和各团聚体组分的平均孔径、总孔体积、微孔体积、介孔体积和PF6 nm以及PAHoc都呈显著性负相关关系(p<0.05)。老化240天后,原土和各团聚体组分中芘的可提取量与平均孔径、总孔体积、PF6 nm都呈显著性正相关(p<0.05),与PAHssa呈极显著正相关(p<0.01)。(2)向有机碳含量不同的红壤(1.54%OC)和潮土(4.35%OC)的原土及其不同团聚体组分中人为添加芘,研究了不同老化时间下降解菌PyB-10对原土和不同团聚体组分中芘的降解。结果表明,红壤中,在芘老化30天的时间内,原土和各团聚体组分间芘的微生物降解没有明显的差异,芘的降解率都大于95%。随着老化时间的延长,各组分中芘的降解率表现出显著的差异。粘粒和细粉粒中芘的降解率基本不随老化时间发生明显的变化,而原土和其余团聚体组分中芘的降解率从98.4%99.0%下降到11.1%37.3%。潮土中,原土各团聚体组分中芘的降解率随老化时间的延长均呈不断下降的趋势,降解率从初始的85.8%96.5%下降到19.4%35.5%。两种土壤的原土及其不同团聚体组分中芘的微生物降解率随老化时间的变化有着不同的变化趋势,可能与有机质的含量和结构特征、团聚体的团聚结构以及孔隙大小组成等影响因素的综合效应有关。(3)向有机碳含量不同的野外PAHs污染土壤(褐土2.39%OC和水稻土1.55%OC)的原土和团聚体中添加降解菌PyB-10进行了30天的降解实验,结果表明,褐土和水稻土的原土以及各团聚体组分中PAHs含量都有明显降低。对褐土来说,原土和各团聚体组分中23环PAHs的降解率都很高,为32.3%61.43%。PAHs总量的降解率为粘粒(72.2%)>粗砂粒(52.7%)>细粉粒(39.4%)>原土(38.6%)>粗粉粒(25.6%)>细砂粒(20.5%),原土和各团聚体组分中PAHs总量的降解率与PAHmv和PAHssa呈显著性正相关(p<0.05)。对水稻土来说,原土中芘的降解率最高,为34.4%。除细砂粒与粗粉粒外,其它各组分中PAHs总量都有显著降低(p<0.05),PAHs总量的降解率为粗砂粒(47.7%)>粘粒(38.3%)>原土(21.8%)>细粉粒(19.5%)>粗粉粒(14.46%)>细砂粒(6.4%),PAHs总量的降解率与土壤理化性质没有明显的相关性。