土壤水分对邻苯二甲酸二(2 - 乙基己基)酯消散及微生物群落结构的影响研究

推荐 为解决邻苯二甲酸酯类（PAEs）污染物在农业土壤中的消散问题，研究人员以邻苯二甲酸二(2 - 乙基己基)酯（DEHP）为对象开展研究。结果表明60%田间持水量利于DEHP消散及降解微生物生长，对土壤污染治理意义重大。

　　

论文解读
邻苯二甲酸酯类（PAEs）作为一类常见的塑化剂，广泛存在于塑料制品中，在生产和使用过程中不断进入环境，已成为全球性的污染物。在各类环境介质中，土壤受PAEs污染的情况尤为严重。流行病学研究显示，人体暴露于PAEs会引发多种健康问题，如心血管疾病、肾脏疾病、糖尿病等。在农业土壤中，PAEs的主要来源包括农膜使用、土壤肥力活动以及农药的使用等。其中，邻苯二甲酸二(2 - 乙基己基)酯（DEHP）是PAEs的主要成分之一，占某些塑料产品的比例高达40%，在土壤中广泛存在。

土壤微生物在PAEs的降解过程中起着关键作用。然而，土壤水分作为影响微生物生理活动和代谢的重要环境因素，对PAEs的消散有着显著影响。不同类型的微生物对土壤水分变化的响应存在差异，细菌对水分变化较为敏感，而真菌则相对耐受。因此，探究土壤水分与DEHP消散以及微生物群落结构之间的关系具有重要的理论和实践意义。

为解决上述问题，中国的研究人员开展了相关研究。他们通过土壤微宇宙实验，以DEHP作为PAEs的代表，研究不同土壤湿度条件下DEHP的消散情况，并利用磷脂脂肪酸（PLFAs）分析以及基于DNA的高通量测序技术，分析土壤微生物群落结构和组成，揭示微生物群落与PAEs消散之间的关系。研究结果表明，60%田间持水量（WHC）是DEHP消散的适宜湿度条件。在此湿度下，DEHP显著增加了总微生物生物量和放线菌的生长，降低了革兰氏阴性菌（gram (?) bacteria）的生长以及H值。土壤湿度与真菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、厌氧菌和放线菌的生物量之间存在显著相关性。在60% WHC的土壤中，真菌生物量高于100% WHC的土壤。基于DNA的高通量测序分析显示，DEHP降解细菌（如鞘氨醇单胞菌属（Sphingoaurantiacus）、鞘氨醇杆菌属（Sphingomonas）、溶杆菌属（Lysobacter）和节杆菌属（Arthrobacter））和DEHP降解真菌（如镰刀菌属（Fusarium））的相对丰度在60% WHC的土壤中高于100% WHC的土壤。同时，DEHP的消散与降解微生物的丰度呈显著正相关。DEHP显著降低了细菌多样性，但增加了细菌和放线菌的丰富度，以及DEHP降解细菌（如变形菌门（Proteobacteria）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和Ramlibacter）和真菌（如镰刀菌属（Fusarium）和Talaromyces）的相对丰度。

研究人员采用了PLFAs分析和高通量测序技术来开展研究。PLFAs分析用于监测活性微生物动态，高通量测序技术用于分析细菌和真菌的群落结构。

研究结果清晰地表明，土壤湿度对DEHP在土壤中的消散有着显著影响。60% WHC是最有利于DEHP消散的土壤湿度条件，在此条件下，DEHP降解微生物的生长和活性得到增强，从而促进了DEHP的消散。同时，研究还发现DEHP对土壤微生物群落结构有着显著影响，不仅改变了微生物的生物量和多样性，还影响了特定降解微生物的丰度。这些发现为深入理解土壤微生物在PAEs污染修复中的作用提供了重要依据，也为制定有效的土壤污染治理策略提供了科学参考。通过调控土壤湿度，可以优化微生物群落结构和功能，提高PAEs的生物降解效率，从而降低PAEs对环境和人体健康的潜在风险。

综上所述，该研究具有重要的理论和实践意义。从理论层面来看，深入揭示了土壤湿度与DEHP消散以及微生物群落结构之间的复杂关系，为进一步研究土壤微生物在污染物降解中的作用机制提供了新的视角和依据。在实践方面，研究结果为土壤污染治理提供了可行的策略和方法，通过合理调控土壤湿度，可以有效促进DEHP的消散，减少其在土壤中的残留，降低对生态环境和人体健康的威胁。未来，还需要进一步开展长期定位监测和多尺度的研究，以更好地评估和优化土壤污染治理措施的效果。