外源葡萄糖添加对石油烃污染土壤有机碳库组分的影响机制：基于同位素示踪与微生物群落分析

《Process Safety and Environmental Protection》：Effects and mechanisms of exogenous carbon addition on organic carbon pools in petroleum hydrocarbon contaminated soil

本研究通过同位素示sup>13C示踪技术揭示葡萄糖输入可促进石油烃污染土壤中活性碳库（POC）向稳定碳库（MAOC）转化，δ13C值从-10.76‰升至84.11‰-858.18‰。高通量测序发现芽孢杆菌（Bacillus）为关键先锋菌属，β-葡萄糖苷酶基因bglX高表达驱动碳代谢。该研究为污染土壤碳循环调控及微生物修复策略提供新见解。

　　

Highlight

葡萄糖输入对土壤石油烃含量及有机碳的影响

通过图1可观察到不同处理方式下土壤总石油烃（TPH）含量的动态变化。实验期间石油烃降解率为29.96%-38.05%。虽然处理方式与时间的交互作用对TPH含量影响不显著（P > 0.05），但处理方式本身的影响较为突出（偏η2 = 0.868），表明葡萄糖输入显著调控了TPH的降解进程。

石油烃污染土壤中有机碳的葡萄糖周转机制

实验期间不同处理方式的TPH降解差异未达显著水平，这可能源于微生物降解石油烃是一个长期过程。多数研究认为微生物对土壤有机碳的分解是导致土壤δ¹³C值变化的主因。本研究发现有机碳的δ¹³C值（δ¹³C-SOC）与葡萄糖添加量呈正相关，高浓度葡萄糖处理使更多碳流向稳定碳库，印证了微生物介导的碳转化效率提升。

结论

葡萄糖添加可重构土壤有机碳库组分比例：活性组分颗粒有机碳（POC）降低，稳定组分矿物结合有机碳（MAOC）显著增加。同位素示踪显示葡萄糖通过矿物结合途径转化为稳定碳，使δ¹³C-SOC值从背景值-10.76‰跃升至84.11‰-858.18‰。芽孢杆菌（Bacillus）作为葡萄糖激活的关键先锋菌属，在高浓度组第0天相对丰度达25.97%。葡萄糖输入通过调控碳代谢功能基因（如bglX）表达，驱动微生物群落协同完成碳周转。