劉沙沙，操江飛，陳顯宇，梁綺彤

（肇慶學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院/廣東省環(huán)境健康與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 肇慶 526061）

【研究意義】塑料及其制品因具有耐用性、成本低等優(yōu)點(diǎn)而被人們廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，但塑料垃圾的不當(dāng)處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。大塊塑料經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)和生物作用后逐漸破碎成尺寸更小的細(xì)小顆粒，當(dāng)粒徑小于5 mm時(shí)稱為微塑料；微塑料還被應(yīng)用在原料、藥物和個(gè)人護(hù)理品等工業(yè)化產(chǎn)品中，這些也是環(huán)境中微塑料的重要來(lái)源。陸地環(huán)境是微塑料更重要的“匯”，微塑料含量可能是海洋中的4～23 倍［1］。此外，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境中多環(huán)芳烴（PAHs）的含量逐漸增加。2014 年《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》指出，土壤中PAHs 的點(diǎn)位超標(biāo)率為1.4%。農(nóng)用地土壤作為人類生存和發(fā)展的重要支撐，其微塑料和PAHs 污染問(wèn)題應(yīng)引起足夠重視。

【前人研究進(jìn)展】微塑料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中具有持久性并可沿食物鏈進(jìn)行富集，在生物體內(nèi)積累產(chǎn)生一定毒性［2］；PAHs 可長(zhǎng)期存在于土壤環(huán)境中，具有致畸、致癌和致突變效應(yīng)［3］。由于微塑料較大的比表面積和強(qiáng)疏水性，其可以與共存的PAHs 發(fā)生相互作用，呈現(xiàn)出對(duì)生物體的復(fù)合毒性效應(yīng)［4］。微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在土壤養(yǎng)分循環(huán)、肥力保持和土壤功能維持等方面起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，微塑料污染可以改變農(nóng)田土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)等［5-6］；PAHs 污染后的土壤微生物群落組成和活性、酶活性（脫氫酶）、降解基因等會(huì)發(fā)生變化［7-8］，微生物具有適應(yīng)性的遺傳機(jī)制，會(huì)逐漸形成可以降解PAHs 的優(yōu)勢(shì)菌群，并可以利用包氣帶土壤中的PAHs 作為碳源或形成共代謝，當(dāng)PAHs 污染程度較重時(shí)，則對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用［9-10］。

【本研究切入點(diǎn)】目前微塑料-PAHs 復(fù)合污染對(duì)土壤微生態(tài)影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道，而這對(duì)于農(nóng)用地土壤健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估具有重要意義?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究分別選用聚氯乙烯（PVC）、芘（PY）作為微塑料和PAHs 的代表，進(jìn)行室內(nèi)土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。利用宏基因組學(xué)技術(shù)研究PVC-PY 復(fù)合污染對(duì)農(nóng)用地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響，并基于測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行基因功能預(yù)測(cè)分析(PICRUSt)，揭示農(nóng)用地土壤中微塑料和PAHs 污染的潛在微生物生態(tài)效應(yīng)，為農(nóng)用地土壤中微塑料-PAHs 復(fù)合污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和治理修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

土壤樣品采自廣東省肇慶市高要區(qū)金渡鎮(zhèn)的農(nóng)用地（23°2'58″N，112°30'44″E），采用“S”形布點(diǎn)法采集土樣，采樣深度為0～20 cm，混合均勻后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，去除粗大的石塊、殘根和凋落物等，過(guò)孔徑2 mm 篩混勻，備用。

芘（PY）購(gòu)自Aldrich 公司，純度為98%；聚氯乙烯（PVC）購(gòu)自Aldrich 公司，其粒徑在200～250 μm 之間；其他試劑為分析純。

1.2 土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將溶于丙酮的芘加入到土壤中，待丙酮完全揮發(fā)后加入聚氯乙烯微塑料，充分混勻，裝入玻璃燒杯中，土壤含水量保持在田間持水量的60%。具體分組如下：（1）CK，土壤中不加入PVC和PY；（2）PY，土壤中PY 含量為10 mg/kg；（3）PVC，土壤中含0.2%（W/W）PVC；（4）PYPVC，土壤中PY 和PVC 的濃度分別為10 mg/kg和0.2%。每個(gè)處理3 次重復(fù)。室內(nèi)土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)于2019 年6 月開(kāi)始，在肇慶學(xué)院的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)300 d 后取樣，一部分放在-20 ℃冰箱中保存，以供微生物高通量測(cè)序分析。

1.3 土壤微生物群落宏基因組測(cè)序

采用磁珠法提取土壤總DNA，利用裂解液和蛋白酶進(jìn)行裂解消化，通過(guò)結(jié)合液和磁珠吸附凈化DNA，經(jīng)洗滌和洗脫后回收DNA，1%瓊脂糖凝膠（電壓200 V、時(shí)間30 min）檢測(cè)DNA 完整性，Qubit 定量檢測(cè)DNA 樣本濃度，并對(duì)樣本進(jìn)行質(zhì)檢；使用Covaris 儀器將DNA 進(jìn)行片段化，經(jīng)DNA 片段末端修復(fù)、連接接頭和磁珠分選純化連接產(chǎn)物后進(jìn)行PCR 擴(kuò)增富集，并進(jìn)一步經(jīng)文庫(kù)純化和質(zhì)檢合格后，完成文庫(kù)構(gòu)建；采用Illumina HiSeq 平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序，對(duì)測(cè)序的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估以獲得有效數(shù)據(jù)，對(duì)優(yōu)質(zhì)reads 進(jìn)行拼接組裝，使用Prodigal 對(duì)拼接的contigs 進(jìn)行ORF 預(yù)測(cè)，根據(jù)NCBI 的微生物分類學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得基因的物種分類注釋信息，并在各個(gè)分類學(xué)水平上統(tǒng)計(jì)物種的結(jié)構(gòu)和相對(duì)豐度；進(jìn)行Gene Ontology（GO）數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)分析微生物群落的生物學(xué)功能，結(jié)合Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)微生物群落的代謝通路進(jìn)行預(yù)測(cè)，將基因集蛋白序列與Carbohydrate Active Enzymes (CAZy)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，得到其對(duì)應(yīng)的碳水化合物活性酶注釋信息。

2 結(jié)果與分析

2.1 聚氯乙烯/芘污染對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

本研究在土壤中檢測(cè)出2 055 個(gè)屬分類學(xué)水平上的微生物，CK、PY、PVC 和PY-PVC 4 組樣品中不同屬的菌所占比例具有一定差異（圖1）。Huang 等［11］研究表明，低濃度的聚乙烯（PE）微塑料對(duì)土壤中細(xì)菌群落多樣性沒(méi)有影響，但提高了群落的豐富度；費(fèi)禹凡［5］發(fā)現(xiàn)PE 的存在顯著改變了菌落結(jié)構(gòu)，PVC 對(duì)一些細(xì)菌的相對(duì)豐度有增強(qiáng)作用；在土壤中添加PVC、高密度聚乙烯（HDPE）和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)后，細(xì)菌群落未發(fā)生明顯變化［12］。Li 等［13］研究指出微塑料的存在對(duì)土壤微生物多樣性的影響不明顯，但顯著增加了微生物數(shù)量。這說(shuō)明微塑料與土壤微生物群落之間的關(guān)系十分復(fù)雜，可能與土壤的理化性質(zhì)、微塑料的種類和濃度等有關(guān)。但目前關(guān)于添加微塑料和PAHs 后，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化還未見(jiàn)報(bào)道。

圖1 PY-PVC 對(duì)屬水平上微生物群落相對(duì)豐度的影響Fig.1 Effects of PY-PVC on relative abundance of microbial communities at genus level

PY 和PVC 污染脅迫下，Acidobacteria（酸桿菌）、Betaproteobacteria（β-變形菌）、Nitrososphaera（亞硝化球菌屬）、Gemmatimonas（芽單胞菌）、Gemmatirosa、Pyrinomonas、Acidobacteriaceae（酸桿菌科）、Cand_Candidatus_Entotheonella（棒狀桿菌）、Bradyrhizobium（慢生根瘤菌）、Nitrospira（硝化螺旋菌）、Deltaproteobacteria（δ-變形菌）、Gammaproteobacteria（γ-變形菌）、Rhodoplanes（紅游動(dòng)菌屬）、Acid_Candidatus_Koribacter（嗜酸菌）、Geobacter（桿菌）、Crenarchaeota（泉古菌）、Sorangium（纖維堆囊菌）、Pedosphaera、Bryobacter（苔蘚桿菌）、Anaeromyxobacter（厭氧粘細(xì)菌）、Burkholderia（伯克霍爾德菌）、Pseudomonas（假單胞菌屬）、Myxococcus（粘球菌）、Flavisolibacter（黃色土源菌）、Edaphobacter（土壤桿菌）、Paenibacillus（類芽孢桿菌）、Chloracidobacterium等菌屬的相對(duì)豐度低于CK，說(shuō)明PY 和PVC 對(duì)這些菌屬產(chǎn)生抑制作用。PY 和PVC 可增強(qiáng)Sphingomonas（鞘氨醇單胞菌）、Nocardioides（諾卡氏菌）、Lysobacter（溶桿菌屬）、Chlorof lexi（綠彎菌門(mén)）、Marmoricola（火山巖海球菌）、Streptomyces（鏈霉菌）、Phycicoccus、Solirubrobacter（土壤紅桿菌屬）、Conexibacter（束縛菌屬）、Methylibium、Gaiella、Mesorhizobium（根瘤菌屬）、Mycobacterium（分枝桿菌）、Sphingopyxis（鞘脂單胞菌屬）、Sphingobium（鞘脂菌屬）、Novosphingobium（新鞘脂菌屬）、Variovorax（貪噬菌屬）、Luteimonas（藤黃單胞菌）等菌屬的相對(duì)豐度。

2.2 聚氯乙烯/芘存在下土壤中微生物菌群的功能預(yù)測(cè)

2.2.1土壤中微生物群落的生物學(xué)功能分析 根據(jù)GO 數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)CK、PY、PVC 和PY-PVC 土壤中微生物的生物學(xué)功能進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。土壤中添加PY 和PVC 后，Binding（結(jié)合）、Biological regulation（生物調(diào)節(jié)）、Cell（細(xì)胞）、Developmental process（發(fā)育過(guò) 程）、Enzyme regulator activity（酶活性調(diào)節(jié)）、Locomotion（運(yùn)動(dòng)）、Macromolecular complex（大分子復(fù)合物）、Metabolic process（代謝過(guò)程）、Molecular function regulator（分子功能調(diào)節(jié)）、Organelle（細(xì)胞器）、Reproduction（繁殖）、Structural molecule activity（結(jié)構(gòu)分子活性）和Transporter activity（轉(zhuǎn)運(yùn)活性）功能的豐度呈升高趨勢(shì)。但Biological adhesion（生物附著）、Cellular process（細(xì)胞進(jìn)程）、Electron carrier activity（電子載體）、Extracellular matrix（細(xì)胞外基質(zhì)）、Membrane（細(xì)胞膜）、Molecular transducer activity（分子傳感器活性）、Response to stimulus（刺激反應(yīng)）和Signaling（信號(hào)）功能的豐度降低。

圖2 基于GO 的微生物群落主要功能分類Fig.2 Functional classification of microbial communities based on GO

2.2.2KEGG 代謝途徑差異分析 從圖3 可以看出，PY 和PVC 參與到Aging（衰老）、Amino acid metabolism（氨基酸代謝）、Biosynthesis of other secondary metabolites（次級(jí)代謝產(chǎn)物合成）、Cell growth and death（細(xì)胞生長(zhǎng)和死亡）、Cell motility（細(xì)胞運(yùn)動(dòng)）、Cellular community（細(xì)胞群落）、Circulatory system（循環(huán)系統(tǒng)）、Energy metabolism（能量代謝）、Environmental adaptation（環(huán)境適應(yīng)）、Excretory system（排泄系統(tǒng)）、Folding sorting and degradation（折疊分選與降解）、Lipid metabolism（脂類代謝）、Membrane transport（細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)）、Metabolism of cofactors and vitamins（輔助因子和維生素代謝）、Metabolism of terpenoids and polyketides（萜類和聚酮類代謝）、Nucleotide metabolism（核苷酸代謝）、Replication and repair（復(fù)制和修復(fù)）、Signal transduction（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）、Transcription（轉(zhuǎn) 錄）、Translation（翻 譯）、Transport and catabolism（轉(zhuǎn)運(yùn)和分解代謝）和Xenobiotics biodegradation and metabolism（外源化學(xué)物的生物降解和代謝）等代謝通路的比例都呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。

圖3 基于KEGG 的代謝通路分析Fig.3 Metabolic pathway analysis based on KEGG

2.2.3碳水化合物活性酶（CAZy）分析 將基因序列輸入CAZy 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，得到碳水化合物活性酶的注釋信息，包括輔助氧化還原酶(AAs)、碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域（CBM）、碳水化合物酯酶（CEs）、糖苷水解酶類（GHs）、糖基轉(zhuǎn)移酶（GTs）和多糖裂解酶（PLs），見(jiàn)圖4。

圖4 碳水化合物活性酶的分類統(tǒng)計(jì)Fig.4 Classification and statistics of carbohydrate active enzymes

3 討論

酸桿菌作為土壤環(huán)境pH 的調(diào)節(jié)者，在維持土壤微生物群落的組成和穩(wěn)定方面具有重要作用，可以參與反硝化作用，與土壤中的氮素循環(huán)相關(guān)，參與磷轉(zhuǎn)化并可保持土壤中有效磷的含量［14-16］。變形菌具有固氮作用，是氨氧化作用的重要參與者，從而影響土壤中的氮素轉(zhuǎn)化，能增強(qiáng)養(yǎng)分恢復(fù)和能量的產(chǎn)生［17-18］。芽單胞菌的相對(duì)豐度與土壤的理化特性（pH、總氮、速效磷和溶解性有機(jī)碳）和酶活性（過(guò)氧化氫酶、錳過(guò)氧化物酶、脲酶和過(guò)氧化物酶）顯著相關(guān)，參與了碳氮循環(huán)和磷轉(zhuǎn)化。一些前人研究也得出了與本研究結(jié)果相似的規(guī)律，例如，Hou 等［19］研究發(fā)現(xiàn)，添加PE 和PVC 微塑料后，土壤中酸桿菌科的相對(duì)豐度顯著降低。酸桿菌、變形菌門(mén)和芽單胞菌門(mén)在地膜微塑料污染土壤中的相對(duì)豐度要低于對(duì)照組土壤［16］。亞硝化球菌屬和硝化螺旋菌可能是酸土壤硝化作用的重要驅(qū)動(dòng)者，在氮循環(huán)中起到重要作用［20-21］。Treusch 等［22］和Venter 等［23］利用環(huán)境基因組學(xué)方法研究發(fā)現(xiàn)泉古菌中含有氨氧化關(guān)鍵功能基因（amoA）。伯克霍爾德菌是在農(nóng)田土壤中常見(jiàn)的一種解磷菌，可水解有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)磷酸鹽，供環(huán)境中的生物利用［24］。厭氧粘細(xì)菌具有很好的聚磷效果［25］；假單胞菌進(jìn)行硝化和反硝化的能力很強(qiáng)［26］。本研究中，在土壤中添加PY 和PVC 后，上述這些菌屬的相對(duì)豐度均降低，說(shuō)明PY-PVC 污染可能會(huì)通過(guò)抑制這些微生物的生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程來(lái)影響它們?cè)诘籽h(huán)和轉(zhuǎn)化過(guò)程中的作用，從而降低了土壤中氮和磷的含量。通過(guò)測(cè)定PY 和PVC 存在下土壤中速效氮和有效磷的含量發(fā)現(xiàn)，與CK相比，添加PY-PVC 后速效氮和有效磷分別降低了10.81%和9.34%。

鞘氨醇單胞菌能夠降解PAHs 和塑料單體，還可分泌多聚糖來(lái)促進(jìn)塑料表面生物膜的形成［27］；鞘脂菌屬和新鞘脂菌屬可以降解菲和芘［28-29］，它們還被報(bào)道具有很強(qiáng)的降解塑料聚合物（聚乙烯醇）的能力［30］，并在PE、PP 和PS 微塑料表面的生物膜中檢測(cè)到［31］，推測(cè)鞘脂菌屬和新鞘脂菌屬也具有降解微塑料的潛力。分枝桿菌、諾卡氏菌、溶桿菌屬、火山巖海球菌、鏈霉菌、貪噬菌屬和藤黃單胞菌均已被證實(shí)具有降解PAHs 的能力［32-37］。馮靜［38］利用基因克隆技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，白淺灰鏈霉菌可以降解PE 塑料，其分泌的漆酶在降解過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。這表明土壤中的微生物在受到PY 和PVC 污染的長(zhǎng)期脅迫后，通過(guò)增加這些可耐受和降解PY 和PVC的菌群數(shù)量和組成來(lái)抵抗脅迫，使土壤生態(tài)系統(tǒng)在污染物作用下能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。

生物調(diào)節(jié)是生物體通過(guò)自身調(diào)整和機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)污染脅迫的重要功能［39］；運(yùn)動(dòng)功能可以讓生物體在污染環(huán)境中更好地生存下來(lái)［40］，PY 和PVC 的添加增強(qiáng)了土壤菌群的生物調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)功能，說(shuō)明微生物能進(jìn)行自調(diào)控來(lái)提高對(duì)PY-PVC污染的耐受性。發(fā)育、繁殖和代謝過(guò)程的增強(qiáng)會(huì)促進(jìn)土壤微生物的生命活動(dòng)而對(duì)PY-PVC 污染呈現(xiàn)出較好的適應(yīng)能力。轉(zhuǎn)運(yùn)功能的增強(qiáng)可以讓進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的污染物更好地排出到胞外，降低PY 和PVC 對(duì)微生物的危害。

氨基酸/碳水化合物/脂類代謝是生物體內(nèi)的主要代謝途徑，它們與能量代謝密切相關(guān)。核苷酸代謝與細(xì)胞自身穩(wěn)態(tài)直接相關(guān)，這對(duì)于生物體的生理過(guò)程至關(guān)重要，有助于能量供給體腺苷三磷酸（ATP）和鳥(niǎo)嘌呤核苷三磷酸（GTP）的生成。次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成可以進(jìn)一步將微生物代謝過(guò)程產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可以對(duì)抗生物進(jìn)程中出現(xiàn)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，提高微生物的存活能力［41］。PY 和PVC 的添加不僅增強(qiáng)了氨基酸/碳水化合物/脂類代謝等初級(jí)代謝進(jìn)程，還促進(jìn)了次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成過(guò)程，包括萜類和聚酮類代謝、輔助因子和維生素代謝等，這說(shuō)明土壤中微生物通過(guò)加快代謝過(guò)程，為微生物細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量；還可通過(guò)提高自身的抗氧化能力來(lái)應(yīng)對(duì)PY-PVC 污染的脅迫。轉(zhuǎn)錄是在RNA 聚合酶的催化作用下以DNA 的一條鏈為模板合成信使RNA（mRNA）的過(guò)程，然后在酶和輔助因子的協(xié)助下以mRNA 為模板合成蛋白質(zhì)從而完成翻譯過(guò)程，在微生物體內(nèi)轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時(shí)發(fā)生的，通過(guò)調(diào)整基因的表達(dá)來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變化。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是生物細(xì)胞針對(duì)外界環(huán)境變化所進(jìn)行的生理應(yīng)答反應(yīng)，可通過(guò)改變細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)來(lái)減輕環(huán)境脅迫的影響［42-43］。這些代謝途徑比例的增加可能是微生物為了適應(yīng)PY 和PVC 污染的調(diào)控機(jī)制。外源化學(xué)物的生物降解和代謝途徑是將有污染物通過(guò)微生物的分解作用轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)、CO2和H2O 的過(guò)程；細(xì)胞內(nèi)積累的有害代謝產(chǎn)物可以通過(guò)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄過(guò)程及時(shí)從體內(nèi)排出，有利于微生物的生長(zhǎng)，從而加速微生物群落的演替，提高微生物對(duì)PY、PVC 的解毒和抵抗能力。

AAs 屬于催化蛋白質(zhì)類，包括單加氧酶、過(guò)氧化物酶和氧化還原酶類等，它們?cè)谖⑸锝到庥袡C(jī)污染物和塑料的過(guò)程中起到一定作用［44-45］。例如，細(xì)菌可以分泌不同的過(guò)氧化物酶進(jìn)而控制其對(duì)芳香族化合物的降解作用；氧化還原酶會(huì)參與到有機(jī)污染物的降解過(guò)程中，并可維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定；微生物群落可通過(guò)氧化還原酶類等參與其代謝途徑來(lái)完成對(duì)污染物的分解。PY 和PVC 污染土壤中AAs 功能的增強(qiáng)，說(shuō)明在兩者的長(zhǎng)期作用下，土壤中微生物表現(xiàn)出對(duì)PY 和PVC的降解潛力，這可能也是菌群抵抗污染物毒性的機(jī)制之一。CBM 是一個(gè)連續(xù)的氨基酸序列，可以通過(guò)非共價(jià)鍵作用方式將多糖底物斷裂開(kāi)［46］，CEs、GHs、GTs 和PLs 與多糖（木質(zhì)素、木聚糖、多糖、纖維和半纖維等）的分解有關(guān)。胞外多糖的含量與微生物對(duì)污染脅迫的抵抗性呈正相關(guān)［47-48］，本研究在污染體系中與多糖分解相關(guān)酶的比例降低，說(shuō)明PY 和PVC 的存在會(huì)抑制多糖的分解轉(zhuǎn)化，促使微生物能更好地適應(yīng)污染脅迫的環(huán)境。

綜上所述，PVC-PY 復(fù)合污染會(huì)對(duì)土壤微生物群落的生物學(xué)功能、代謝途徑和CAZy 酶活性產(chǎn)生一定影響，三者的變化具有一定的相關(guān)性。細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄過(guò)程的提高可以促進(jìn)有害代謝產(chǎn)物排出到細(xì)胞外，這與菌群的轉(zhuǎn)運(yùn)功能的增強(qiáng)一致。菌群代謝功能的加快可為微生物細(xì)胞的生命活動(dòng)提供充足的能量，這與其發(fā)育和繁殖功能的增強(qiáng)規(guī)律相符合。AAs 在有機(jī)污染物和塑料的微生物降解過(guò)程中發(fā)揮一定作用，AAs 活性的增強(qiáng)說(shuō)明了在PVC-PY 污染土壤中微生物對(duì)兩者的降解潛力，這與外源化學(xué)物的生物降解/代謝途徑比例升高有很大的關(guān)聯(lián)性。生物學(xué)功能、代謝途徑和CAZy 酶活性對(duì)菌群的生物學(xué)過(guò)程具有相互聯(lián)系的調(diào)控機(jī)理，對(duì)微生物群落應(yīng)對(duì)PVC-PY污染的脅迫起協(xié)同作用，使土壤生態(tài)系統(tǒng)在污染物作用下能夠維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

4 結(jié)論

PY 和PVC 的添加會(huì)使β-變形菌、芽單胞菌、亞硝化球菌和伯克霍爾德菌等相對(duì)豐度降低，可能會(huì)抑制這些菌在氮磷循環(huán)和轉(zhuǎn)化中的作用；增加了可耐受/降解PY 和PVC 的鞘氨醇單胞菌、諾卡氏菌、溶桿菌屬、鏈霉菌和分枝桿菌等的相對(duì)豐度。PY和PVC能夠增強(qiáng)土壤中微生物的發(fā)育、繁殖和自我調(diào)節(jié)功能，加快污染物的代謝進(jìn)程和對(duì)有害產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)/排泄過(guò)程，不僅為生物體的生命活動(dòng)提供能量，還可提高其自身的抗氧化能力，促使微生物對(duì)PY 和PVC 污染環(huán)境具有更好的適應(yīng)能力。