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多环芳烃和重金属是土壤中两种具备代表性的污染物,常常同时存在于土壤中,形成复合污染。植物修复适用性广且绿色环保,可用于土壤污染的修复,但是对于复合污染体系,污染物在植物体内的迁移与分布和在农作物体内的风险以及两种污染物在其中的交互作用少有研究。本研究采用小麦草作为修复植物,修复芘-镍复合污染土壤,探究该修复体系中小麦草对土壤中污染物的去除效率、污染物形态转化、土壤酶活、污染物对小麦草的生长及生理指标的影响,污染物在植物体内的分布特征、以及两种污染物的交互作用对小麦草修复污染土壤的影响,取得的主要研究结果如下:(1)芘、镍主要富集在小麦草的根部(63%90%)。单一污染下小麦草对芘、镍的富集量均高于复合污染。40天培养后,小麦草对芘单一污染土壤中芘的去除率最高,达到49%;小麦草根部对镍单一污染土壤中镍的积累量是复合污染中的1.5倍。土壤中芘、镍的去除主要是通过降低生物可利用态的污染物的含量,种植小麦草的处理组中土壤中生物可利用态芘的比例降低了11%38%,可交换态镍的含量降低了28%38%。此外,镍对土壤酶活、土壤中的微生物活性和溶解性有机质(DOM)含量存在一定的抑制作用,小麦草的种植有利于提高土壤酶活、土壤中的微生物活性和DOM含量。(2)芘和镍对小麦草生长存在不同程度的抑制作用,且不同污染处理下,小麦草的叶绿素含量、丙二醇(MDA)含量及抗氧化酶活性等生理生化特征均发生变化。芘单一污染对小麦草生长的抑制作用最小,与对照组相比,小麦草的株高、鲜重没有显著变化;镍单一污染对小麦草生长的抑制作用最大,与对照组相比,小麦草的株高、鲜重分别降低了11%和12.8%。芘、镍胁迫下,所有处理组中的植物成活率均高于85%,尤其是芘单一污染和复合污染,成活率均在90%以上。与对照组相比,污染胁迫下小麦草叶绿素含量均有所降低,其中,芘单一污染下含量最高,复合污染次之,镍单一污染最低,而MDA、CAT及POD含量均增加,镍单一污染下含量最高,复合污染次之,芘单一污染下含量最低。(3)小麦草可通过质外体和共质体共同运输芘,并且共质体运输占主导地位,共质体中芘含量是质外体中的23倍。小麦草在不同pH下吸收芘的量有所不同,并且吸收过程中可引起介质溶液中pH的变化;在Na3VO4、DNP和Zn2+处理下小麦草对芘的吸收量显著降低,说明小麦草对芘的吸收涉及H+转运和能量转换,也可通过水蛋白通道吸收。在ATP酶抑制剂及ATP产生抑制剂的作用下,小麦草对镍的吸收分别降低了29.5%和27.4%,说明镍的吸收过程与ATP的合成及分解密切相关。此外,在镍胁迫下,小麦草体内植物螯合素(PCs)含量增加了20%24.8%,苹果酸、醋酸的含量也明显增加,最高可分别增加180.3%和185.7%,说明这几类物质参与小麦草对镍的解毒过程。(4)小麦草根部,芘、镍主要积累在植物细胞的细胞壁上,芘、镍的含量可分别达到54%和65%以上,且镍主要以NaCl提取态的形式存在(38%39%)。小麦草茎中,芘单一污染下,茎中的芘主要存在于细胞的可溶性部分中(57.53%),复合污染下,茎中的芘主要积累在细胞壁上(57.35%);镍单一污染下,大部分镍(50.33%)集中在小麦草细胞组织的可溶性部分,复合污染下,镍的主要富集在细胞器部分(40.52%),且茎中HAc提取态的镍含量最高(57.31%72.18%)。总体上,芘、镍均集中在细胞壁和可溶性部分,细胞器中较少,且流动性较强的镍含量较少,镍主要以流动性不强的形态存在于植物体内。