多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是环境中普遍存在的一类持久性有机污染，由于其致畸、致癌、致突变性引起人们的广泛关注。生物有效性代表着污染物可能被生物摄取的部分，是影响污染物对非靶标生物危害性的重要参数。生物有效性评价体系的构建能够有效的预测潜在的环境风险，为PAHs污染土壤修复方法的选择提供依据。
植物-微生物联合修复是治理PAHs污染有效的生物方法。根系分泌物可以提高微生物降解污染物的能力，但也有研究报道其对PAHs的去除存在抑制作用。目前植物在PAHs污染土壤修复中的作用尚不明确，针对不同总有机碳(TOC)浓度的根系分泌物对污染物降解的影响和细菌群落结构的研究较少，深入研究并利用根际效应是PAHs污染土壤植物-微生物联合修复中的重要内容。
基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所土壤污染生态组巩宗强研究员带领郭美霞博士等采用化学法和生物法评价农田及焦化厂污染土壤中PAHs的生物有效性，分析各方法的适用性及相关关系；并向不同污染微宇宙中添加不同TOC浓度的玉米(Zea mays L.)和大豆(Glycine max L.)根系分泌物，研究不同浓度、不同种类的根系分泌物对PAHs的降解及细菌群落结构的影响。结果表明蚯蚓(Eisenia fetida)蓄积实验不能用于焦化厂土壤甚至是稀释后的焦化厂土壤的PAHs生物有效性评价；固相微萃取和Tenax-TA提取都可以预测农田土壤PAHs在蚯蚓体内的生物有效性，但后者比前者更准确灵敏；分支杆菌(Mycobacterium sp.)和根系分泌物协同作用通过改变细菌群落结构和提高PAHs生物可利用性等方式促进PAHs的降解；不同植物种类的根系分泌物及相同植物种类不同剂量的根系分泌物对PAHs的降解效果均不同，农田土壤中玉米根系处理组总PAHs的去除率(69.2%–78.4%)高于大豆根系分泌物处理组(66.8%–74.5%)，但前者的细菌香农维纳多样性指数小于后者，表明微生物群落的功能而非多样性指数在PAHs降解中起到重要作用。
研究结果分别以Polycyclic aromatic hydrocarbons bioavailability in industrial and agricultural soils: Linking SPME and Tenax extraction with bioassays和The influence of root exudates of maize and soybean on polycyclic aromatic hydrocarbons degradation and soil bacterial community structure为题发表在Ecotoxicology and Environmental Safety (doi:10.1016/j.ecoenv.2017.02.044)和Ecological Engineering (doi:10.1016/j.ecoleng.2016.11.018)杂志上。
该研究得到了国家自然科学基金（41271336和41673132）、中科院污染生态与环境工程重点实验室项目(Y3ZDS111YC)的支持。
院地合作