文档介绍：菌根真菌对土壤有机污染物的生物降解
黄艺,姜学艳,陶澍
北京大学环境科学中心,地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京 100871
摘要:利用土壤真菌和植物的结合体菌根真菌修复土壤,尤其是修复有机污染的根际土壤,正作为一个新的研究方向开始受到广泛关注。菌根真菌作为土壤真菌的一种,与放线菌和细菌等微生物相比,对土壤中有机污染具有更大的忍耐能力,并且能将许多持久性有机污染物(POPs)做为碳源来获取能量。文章通过总结近20年菌根真菌与土壤有机污染物关系的研究,列出了43种能分解POPs的菌根真菌,并探讨了菌根真菌通过直接分解和共代谢的方式降解土壤有机污染物的可能性,为进一步研究菌根真菌生物降解土壤中持久性有机污染物,利用菌根植物生物修复有机污染土壤提供信息。
关键词:菌根真菌;土壤有机污染物;生物降解
中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1008-181X(2002)03-0221-06
土壤中有机污染物,由于它在环境中的持久性和对人体健康的潜在威胁,越来越得到人们的关注。残留在土壤中的有机污染物,不仅改变土壤正常的结构和功能,减弱土壤正常生长能力,而且还通过食物链进入人体,对人体的健康造成不可估量的影响。因此,对土壤有机污染的去除以修复被污染的土地,成为环境研究领域里一个非常重要的课题。在污染土壤修复中,生物修复与物理修复、化学修复相比所具有的安全性、非破坏性和经济性的优点,使其成为最具有前途的污染修复技术之一。
所谓生物修复(bio-remediation)就是在人为作用下,利用活有机体(微生物、植物和小型动物等)促进环境中有毒有害物质的降解或固定,减少其对环境危害的技术。对于有机污染土壤而言,生物修复就是利用土壤生物将有机污染物做为唯一碳源和能源,或则通过共代谢作用,从其它化合物获得碳源和能源后,降解有机污染物大分子结构,使其成为简单无害的形式[1]。
菌根作为真菌与植物的结合体,它对土壤的影响具有微生物和植物的双重特性。菌根植物的特定结构使根系的吸收面积增大,能降低植物与土壤之间的流体阻力,促进根系对水分和养分的吸收和利用[2]。对菌根植物生物修复重金属污染土壤的能力和菌根植物抗重金属机理的大量研究显示,菌根能促进植物富集重金属离子,起到转移土壤重金属污染物、达到植物修复重金属污染土壤的目的[3~6]。这些结果使得土壤有机污染的研究者们,开始关注菌根对降解土壤有机污染物的贡献,降解土壤有机物的能力和机理,对土壤有机物在土壤-微生物-植物体系内吸收-转移-富集过程的影响,以及这些影响对生物修复污染土壤的意义。
虽然,很少有菌根真菌和菌根植物降解土壤有机污染物的专门研究文章,但在许多研究土壤微生物和植物降解土壤有机污染物的研究中,涉及了菌根对土壤有机污染物的降解作用。这些研究显示,菌根对污染土壤,尤其是植物根际土壤中的有机污染物的行为,能产生很大的影响。
为了促进菌根抗污染效应的研究,本文将对国内外近20年来涉及菌根真菌和菌根对土壤有机污染物的降解作用和降解机制的研究成果结果进行综述,为研究土壤有机污染物的生物降解,促进菌根在土壤有机污染生物修复中的应用提供基础信息。
1 菌根真菌对土壤有机污染的忍耐和降解
生物能忍受污染环境并在这种污染环境中生存是生物修复污染地的基本条件。对许多研究者在研究有机污染对土壤微生物