劉柏成，李法云，趙琦慧，吝美霞

（1 上海應用技術大學生態(tài)技術與工程學院，上海 201418；2 上海城市路域生態(tài)工程技術研究中心，上海 201418；3 美麗中國與生態(tài)文明研究院（上海高校智庫），上海 201418；4 湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128）

在土壤環(huán)境內(nèi)諸多的污染物中，由于多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）的致癌、致畸和致突變的“三致”作用及其難以去除的特性，美國環(huán)境保護署（U.S.Environmental Protection Agency，US EPA）于1979 年將其列為優(yōu)先控制污染物?；剂先紵蚬I(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品均可導致大量的PAHs排放。資料表明，2014年全球因工業(yè)生產(chǎn)導致約4.7×105t的PAHs 排入環(huán)境中[1]，其中大部分的PAHs進入土壤環(huán)境中。目前，有關PAHs污染環(huán)境工程修復方法大多成本昂貴，且可能存在帶來二次污染的風險，研發(fā)有關環(huán)境友好且低成本的修復方法日益受到了國家、組織或團體的重視[2]。

目前，針對PAHs 污染土壤的修復方法一般可以分為物理修復方法、化學修復方法與生物修復方法[3]，如圖1 所示。物理修復方法包括加熱法、萃取法、客土法等。物理修復方法耗時短、操作簡便，但其普遍存在成本較高的問題，且不能實現(xiàn)污染物的徹底去除[4]?；瘜W修復法可基于氧化劑的性質(zhì)，將其分為芬頓氧化法、高錳酸鉀氧化法、過硫酸鹽氧化法和臭氧氧化法等?；瘜W修復法適用范圍廣，但其可能會為土壤帶來二次污染的風險。基于當前國內(nèi)外相關領域的研究進展，環(huán)境友好、成本低廉、效果穩(wěn)定和不易產(chǎn)生二次污染的生物修復法正成為研究重點[5]。在生物修復方法中，可以按照發(fā)揮作用的主體將其分為動物修復、微生物修復與植物修復。

圖1 多環(huán)芳烴污染土壤修復方法比較

動物修復通過土壤動物與降解菌的交互作用來影響土壤中PAHs 的去除。土壤動物一般通過3 個方面來影響相關降解菌的活性：土壤動物通過物理活動，可以提高土壤通氣性，改善生存環(huán)境；土壤動物直接取食降解菌，可以緩解菌的生存壓力；土壤動物的分泌物可以刺激相關菌的生長發(fā)育[6]。已有研究證明線蟲、蚯蚓等土壤動物在PAHs污染土壤修復中的作用不容忽視[6-7]。

微生物修復是通過利用土壤原生微生物、外源高效降解菌，在人工設置的條件下對PAHs實現(xiàn)加速降解效果的修復方法[8]。微生物的強化修復一直是微生物修復相關領域研究熱點。微生物固定化載體技術作為一種新型生物強化手段，其研究進展一直備受重視。

植物修復可以通過不同的機制促進PAHs 的去除，如直接吸收和積累、刺激微生物活性以及植物根際與酶的共同作用等。其廣泛具有低成本、低能耗、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢。禾本科植物普遍具有發(fā)達的纖維狀根系，能夠最大限度吸收污染物，環(huán)境抗逆性強，在PAHs 污染土壤修復領域具有較大潛能。

本文總結(jié)了禾本科植物修復PAHs 污染土壤的機理、效應和強化修復方法，并對未來禾本科植物-微生物聯(lián)合修復PAHs 污染土壤的研究進行了展望，以期為PAHs污染土壤修復相關領域提供新的思路。

1 PAHs 污染土壤修復研究發(fā)展趨勢分析

為系統(tǒng)了解國內(nèi)外多環(huán)芳烴污染土壤修復方法和技術的發(fā)展趨勢，對近10年（2012—2022）國內(nèi)外的相關研究文獻進行總結(jié)分析。國外文獻來源于Web of Science，國內(nèi)的文獻研究來源于中國知網(wǎng)CNKI，分 別 以“Remediation of polycyclic aromatic hydrocarbon contaminated soil”“多環(huán)芳烴污染土壤修 復”“Phytoremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons contaminated soil”和“多環(huán)芳烴污染土壤植物修復”作為關鍵詞進行檢索，并按照全記錄和引用的參考文獻的格式進行導出。使用VOSviewer軟件，閾值設定為10，即關鍵詞的出現(xiàn)次數(shù)不少于10次，生成可視化共線時間圖（圖2、圖3）。

圖2 國外PAHs修復關鍵詞可視化共線時間圖

圖3 國外PAHs植物修復關鍵詞可視化共線時間圖

圖2、圖3 表明，近10 年國外有關PAHs 污染土壤修復和植物修復的研究中，以評價性綜述類文章發(fā)表量居多，內(nèi)容以土壤修復的局限性和對人類健康的危害為分析重點。從污染物形態(tài)來分析，研究的對象為熒蒽（fluoranthene）、萘（naphthalene）和苯并芘（benzopyrene）。從修復方法進行分析，化學修復、植物修復、微生物修復（修復菌群主要以假單胞菌屬、桿菌屬、放線菌屬等為代表）為研究熱點，且植物修復與微生物修復呈現(xiàn)高度相關性。從化學修復手段進行分析，2015 年后的研究主要集中于對芬頓氧化劑的探索。從植物修復手段進行分析；2017年以后，植物修復成為研究重點，主要以苜蓿盆栽實驗進行，研究更加集中于植物根系對PAHs的吸附作用、污染脅迫下的植物生理效應和營養(yǎng)狀況[9]。2017—2018年，主要研究對象從苜蓿類植物逐漸過渡為禾本科植物（其中以黑麥草為主），研究開始逐步聚焦于植物根際土壤微生物群落的豐富度、基因型、多樣性、土壤酶活性（多酚氧化酶）等，污染物形態(tài)由單一的PAHs轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N污染物（PAHs與鎘的復合污染等），并開始嘗試將植物修復運用到場地之中。2019 年至今，植物聯(lián)合根際土壤微生物共同降解PAHs的降解途徑和降解產(chǎn)物正在上升為研究熱點[10]。

由上述資料可見，國外的PAHs 污染土壤植物修復研究中，經(jīng)歷了由單一污染物形態(tài)轉(zhuǎn)向復合型，修復手段從化學修復轉(zhuǎn)向生物修復，修復植物種類從單種轉(zhuǎn)向多種植物聯(lián)合，宏觀植物生理特性的研究轉(zhuǎn)向微觀根際微環(huán)境的研究，單植物修復作用轉(zhuǎn)向植物與微生物、表面活性劑、土壤改良劑聯(lián)合作用等幾個階段的發(fā)展。

圖4、圖5表明，國內(nèi)對PAHs污染土壤修復的研究中，其污染物研究對象以菲和芘（pyrene）為主，少數(shù)是苯并[a]芘（Benzo[a]pyrene），復合污染物多以PAHs 和重金屬鎘（cadmium）的復合狀況居多。修復方法以植物修復和生物修復為主。在生物修復方法中，添加生物表面活性劑（如鼠李糖脂、Tween 80等）的強化修復是研究熱點。修復場所以焦化場地和農(nóng)田土壤為主。以時間線來分析，2012—2015年間，植物修復是PAHs污染土壤修復的研究熱點，主要受試植物是禾本科植物黑麥草。2015—2016 年，PAHs 污染土壤修復以微生物修復為研究重點，研究關注于PAHs降解菌的群落豐富度、固定化微生物手段等方面[11]。2016—2017 年，表面活性劑被應用于PAHs 污染土壤的修復之中，且植物與微生物聯(lián)合作用成為研究熱點。2017 年至今，生物炭在PAHs污染土壤修復中的作用受到生態(tài)學者的廣泛關注[12-13]。研究重點開始從實驗室轉(zhuǎn)移到污染場地實際修復[14]，例如PAHs 與重金屬復合污染修復。在植物修復方面，植物與微生物共生的根際微環(huán)境成為研究熱點。在國內(nèi)PAHs污染土壤修復的研究中，經(jīng)歷從盆栽到污染場地、從單一修復方法到復合修復方法、從宏觀層次到微觀層次等幾個階段的發(fā)展。

圖4 國內(nèi)多環(huán)芳烴污染土壤修復關鍵詞可視化共線時間圖

圖5 國內(nèi)植物修復PAHs污染土壤關鍵詞可視化共線時間圖

綜上所述，國內(nèi)與國外研究現(xiàn)狀相比，整體的發(fā)展進程是相似的，均是從單一的方法到多種手段結(jié)合、從宏觀環(huán)境到微環(huán)境的研究。然而，在強化植物修復PAHs污染土壤及場地應用方面，國內(nèi)研究相對落后于國外，這方面的研究仍亟待加強。

2 禾本科植物對PAHs 污染土壤的修復機理

2.1 禾本科植物的生態(tài)學特性

禾本科植物（Poaceae，也稱Gramineae）主要包括稻亞科、竹亞科、早熟禾亞科等12 個亞科和少數(shù)不確定類群，最新的研究表明其共有668屬的約10000 余種，其中中國有禾本科植物200 余屬的約1200 多種。禾本科植物的生境覆蓋地表約40%的面積，包括溫帶的草原、熱帶的稀樹草原、亞熱帶的農(nóng)田等。

禾本科植物在不同的生態(tài)學領域中發(fā)揮著不同的作用。禾本科植物通過對地球的碳循環(huán)產(chǎn)生影響，提高地球的總光合生產(chǎn)力。單子葉禾本科植物對重金屬污染可產(chǎn)生去除作用。已有研究證明，高羊茅、多花黑麥草、剪股穎等禾本科植物對重金屬鉻（Cr）、銅（Cu）、鉛（Pb）的蓄積作用[15-16]。禾本科植物不僅可去除重金屬污染物，對有機污染物也有良好的去除作用。在二氯苯（PDCB）污染土壤種植黑麥草，發(fā)現(xiàn)黑麥草對二氯苯（PDCB）的蓄積量顯著提高[17]。

禾本科植物在降解PAHs 污染方面具有其獨有的生態(tài)學優(yōu)勢，具有生長周期短、生物量大、覆蓋面廣、根系發(fā)達、抗逆性強等優(yōu)點。表1 以優(yōu)勢PAHs修復禾本科植物多年生黑麥草和豆科植物白三葉為例。禾本科植物相較于其他科的植物，具有較短的降解周期，一般在60～80d 即可達到要求，如禾本科植物高羊茅70d 時菲、芘去除率可達到52.82%～83.28%、47.27%～75.39%[18]。禾本科植物可以覆蓋污染土壤，減少PAHs向大氣中的耗散，以減少二次污染。得益于禾本科植物普遍具有抗逆性，在PAHs污染土壤中，禾本科植物能夠正常進行生長發(fā)育過程。根系方面，禾本科植物的根系呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠較好吸附土壤中的PAHs。而且禾本科植物的次生根代謝物更可以促進原生土壤中降解菌的活性，強化生物修復過程。禾本科植物體內(nèi)富含糖類、淀粉類和纖維類物質(zhì)，可以把體內(nèi)的糖類、淀粉類和纖維通過工業(yè)方法轉(zhuǎn)化變成乙醇[19]，進行二次利用，降低成本，例如禾本科能源植物柳枝稷、象草、狼尾草、南荻等[20]，見表2。

表1 禾本科植物多年生黑麥草與豆科植物白三葉對比

表2 禾本科能源植物

2.2 禾本科植物對PAHs污染土壤修復機理

2.2.1 禾本科植物直接吸收作用

植物對土壤有機污染物有著直接的吸收作用[22]。植物通過植物根系的吸收作用來達到去除污染物的目的。根部的吸收作用，按照吸收的方式可以分為主動運輸與被動運輸。禾本科植物的地下部分對PAHs有著更強的富集能力。通過分別計算黑麥草根與莖葉的植物富集系數(shù)（PCF），發(fā)現(xiàn)黑麥草根對PAHs 的富集能力高于莖葉[23]。Ni 等[24]發(fā)現(xiàn)水稻種植150d 后其根部PAHs 含量顯著高于地上部。PAHs 進入禾本科植物體內(nèi)后，在根系中以游離態(tài)的形式存在。在向上轉(zhuǎn)移的過程中，游離態(tài)和束縛態(tài)的比例會發(fā)生變化[25]。如黑麥草和三葉草體內(nèi)菲的形態(tài)，在莖中游離態(tài)菲與束縛態(tài)菲的比例則為6∶4。由于PAHs是疏水性有機污染物，禾本科植物根系成分也會影響PAHs 的降解率。張明[26]研究發(fā)現(xiàn)根系中的脂肪和碳水化合物對黑麥草吸附PAHs 均有較高的貢獻。張曉斌[27]在小麥根系上的研究也得到相似的結(jié)論。

2.2.2 禾本科植物根際分泌物對PAHs脅迫的響應

植物根系分泌物作為對抗逆境的一種手段，植物可以通過分泌不同的化合物來達到不同的效果。禾本科植物根系分泌物降解PAHs 主要通過3 種途徑：根系直接分泌相關酶降解PAHs，例如過氧化物酶與酚氧化酶；根系分泌物通過提高PAHs的生物有效性來使其降解，例如氨基酸和有機酸；根系分泌物通過影響根際微生物的活性來促進PAHs的降解，例如維生素、核苷酸、多糖類等物質(zhì)[28]。

（1）根際相關酶的作用。禾本科植物根際降解機制是根際相關酶（過氧化物酶、蛋白酶、漆酶、水解酶、脂肪酶等）的分泌。Ko?ná?等[29]研究發(fā)現(xiàn)玉米的錳過氧化物酶、木質(zhì)素分解酶的活性與PAHs 的降解密切相關。不同種植物根系分泌物對PAHs 的降解有差異。Dubrovskaya 等[30]研究發(fā)現(xiàn)高粱和紫花苜蓿根際過氧化物酶對PAHs及其衍生物的活性不同。陰離子紫花苜蓿過氧化物酶能夠氧化PAHs 的衍生物，陽離子高粱過氧化物酶能夠氧化母體PAHs。這對多種植物混播修復PAHs 污染土壤的方法具有指導意義。在禾本科植物根際分泌物降解PAHs 產(chǎn)物的研究中，根際酶可以將PAHs 轉(zhuǎn)化為無毒的物質(zhì)。玉米根際酶可以將萘、芘、熒烯和菲等轉(zhuǎn)化為4-羥基苯甲酸甲酯和2,3-二羥基萘，這兩種物質(zhì)可以用于食品防腐劑添加劑和化妝品中[31]。關于PAHs 降解副產(chǎn)物的二次利用，會成為今后研究的熱點，這對降低修復成本、降解副產(chǎn)物的回收具有重要意義。禾本科植物降解PAHs，有著獨特的降解途徑。以往的研究表明芘降解途徑主要是通過雙氧化途徑。Zheng 等[32]發(fā)現(xiàn)在火鳳凰根際酶刺激下，首次提出芘通過單雙氧合途徑進行降解，如圖6所示，并首次發(fā)現(xiàn)芘的環(huán)氧化產(chǎn)物1-羥基芘。

圖6 火鳳凰單雙氧合途徑降解芘

（2）低分子量有機酸的作用。其中值得關注的是，低分子量有機酸（LMWOA，MW＜500）作為禾本科植物根系分泌物中活躍部分，正成為國內(nèi)外學者研究的一個新領域。研究發(fā)現(xiàn)LMWOA既可以通過增強根際存在的營養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)的溶解，為微生物生長提供碳源和能量，促進根際微生物種群的增長，還可以與PAHs 等難溶性有機污染物結(jié)合。Sivaram 等[33]通過向玉米和蘇丹草根際分離菌添加LMWOA 混合物，結(jié)果顯示LMWOA 促進根際微生物降解高環(huán)PAHs。Sun 等[34]選取絲氨酸、蘋果酸、果糖和丙氨酸這4 種常見的禾本科植物根系分泌物，探究其對菲溶解有效性的影響，研究結(jié)果表明4種分泌物均可提高土壤中菲的提取率，其中果糖對土壤吸附菲的抑制程度最低，氨基酸（丙氨酸、絲氨酸）的作用效果中等，有機酸（蘋果酸）的效果最佳。在PAHs脅迫下，植物根際分泌LMWOAs具有物種特異性。木欖根際中，乳酸是唯一與PAHs 污染水平呈正相關的LMWOAs，檸檬酸是唯一與PAHs水平呈顯著負相關的LMWOAs[35]。

（3）根系分泌物對根際微生物的作用。禾本科植物根系分泌物可以增強對根際微生物的非特異性刺激，PAHs 在禾本科植物根際分泌物存在時生物降解速度加快。Xie 等[36]通過模擬根際黑麥草的根系分泌物，發(fā)現(xiàn)根際分泌物可以被土壤中的相關微生物作為C 源、N 源來參與芘降解的生化過程。Techer 等[37]對PAHs 污染土壤原生菌的生物量和分解代謝活性進行評價，發(fā)現(xiàn)芒草根分泌物對細菌的生長和PAHs的分解代謝活性有促進作用，并進一步發(fā)現(xiàn)主要起作用的是槲皮素。

2.2.3 禾本科植物與根際微生物的聯(lián)合作用

根際微生物以PAHs 為唯一碳源和能量來源，在相關酶的作用下，通過好氧、厭氧等途徑使苯環(huán)斷裂，如圖7示意了好氧菌降解菲的一般途徑。研究表明，植物進行光合作用固定太陽能，其中有20%的能源通過根際的沉積作用達到根系，以供根系周邊的游離放線菌、固氮菌、根瘤菌、AM真菌等微生物利用使其正常進行代謝和繁殖過程。在根際土壤之中，微生物的活性遠高于正常土壤。例如在細長燕麥根際土壤中，異養(yǎng)菌的種群數(shù)量是正常土壤的4.4 倍，菲降解菌的數(shù)量是正常土壤的9.3倍[38]。不同種植物與根際微生物，其聯(lián)合作用機理也不同。楊柳科植物的碳釋放量遠高于其他植物的平均水平，高碳釋放量有利于促進根際微生物的活性，對PAHs降解菌有著更高的富集能力，代表植物為楊柳[39]。豆科植物能夠與根際降解菌共生形成菌根，可以有效固定土壤中游離N，還可以與AM真菌形成共生模式，為根際降解菌提供營養(yǎng)和生存條件，代表植物有紫花苜蓿、三葉草等[40]。禾本科植物發(fā)達的根系可以為根際微生物的生存提供適宜的環(huán)境條件，根系分泌物可以增加土壤有機質(zhì)，刺激微生物生長發(fā)育，達成一種互惠體系。

圖7 好氧菌降解多環(huán)芳烴菲的一般途徑

2.3 禾本科植物對PAHs污染土壤修復效果

根據(jù)當前研究進展，已有前人研究證實禾本科植物、菊科植物、豆科植物、草本科植物在修復PAHs 污染土壤時均有不錯的效果。由于禾本科植物發(fā)達的纖維狀根系結(jié)構(gòu)，使其能極大限度地吸收污染物，同時其具有較強的抗逆性，所以在同等污染程度的土壤之中，禾本科植物的修復效果更好?，F(xiàn)階段，通常于實驗室內(nèi)采用盆栽實驗進行禾本科植物修復實驗。如表3所示，黑麥草、蘇丹草、高羊茅、柳枝稷等禾本科植物均表現(xiàn)出對PAHs污染土壤良好的修復效果。

表3 盆栽實驗下中的多環(huán)芳烴類污染土壤的禾本科植物修復

通過研究蘇丹草、白三葉和羊茅3種禾本科作物對PYR的生物降解，相同種植密度下，蘇丹草、白三葉和羊茅對根際PYR 的降解率分別為34.0%、28.4%和9.9%[41]。Guarino 等[42]通過對意大利南部Bagnoli棕地PAHs污染土壤進行植物修復，發(fā)現(xiàn)單子葉禾本科植物節(jié)節(jié)麥（Pip）、藍羊茅（Fes）根系PAHs 積累量最大。而通過蘇丹草進行相似實驗，也得到了相似結(jié)果，蘇丹草對PAHs的總?cè)コ试?0d后達到最大值98%～57%[43]。更加值得注意的是一種特殊的修復植物火鳳凰Fire Phoenix（為禾本科組合植物，包括高羊茅和大羊茅等），研究其對PAHs污染土壤的修復效果，經(jīng)150d培養(yǎng)，火鳳凰對Σ8PAHs的降解率高達99.40%[44]。

3 PAHs 污染土壤禾本科植物強化修復方法

3.1 禾本科植物與其他植物間作

在一些污染物較復雜的污染土壤中，單作禾本科植物的修復作用難以滿足要求。通過禾本科植物與其他科植物間作，既提高植物生物量，又促進土壤酶活，進而強化修復作用（圖8）。Cheema 等[48]選擇禾本科植物高羊茅分別與豆科植物紫花苜蓿、十字花科植物油菜間作，結(jié)果顯示間作模式下組合植物的水溶性酚類化合物（WSP）滲出率和脫氫酶活性大大提升，對土壤中菲和芘有更高的降解率。王嬌嬌等[49]也做過類似實驗。他們通過將黑麥草、蘇丹草、香根草和甜菜單作與間作，發(fā)現(xiàn)在間作模式下，禾本科植物黑麥草、蘇丹草、香根草的生物量均有所提高，且PAHs的降解率間作模式顯著高于單作模式。禾本科植物地毯草（Axonopus compressus）、菊 科 植 物 飛 機 草（Chromolaena odorata）和 豆 科 植 物 翅 豆 （Psophocarpus tetragonolobus）間種于鎘和菲共污染土壤，得到了相似結(jié)論[50]。但間作植物種類的選擇也會影響修復效率。有些植物會與禾本科植物產(chǎn)生種間競爭效應，影響禾本科植物的生長發(fā)育，例如玉米和黃瓜[51]。因此，合理地選擇間作植物將成為未來研究的熱點。

3.2 添加表面活性劑強化PAHs污染土壤修復

PAHs 生物可利用性低，很難被植物從土壤中吸附，添加表面活性劑可以強化禾本科植物的修復。表面活性劑強化植物修復技術（surfactantenhanced phytoremediation，SEPR），是以表面活性劑溶解難溶有機物的特性為基礎，增強PAHs的生物可利用性，提高修復效率的一種手段[52]。不同種類與比例的SEPR 組合對PAHs 的降解具有不同的影響[53]?，F(xiàn)今研究的SEPR 可以分為合成表面活性劑、生物表面活性劑和雙子表面活性劑（gemini）3 種。由于合成表面活性劑易于獲得，價格低廉，有著更大的應用范圍，如表4是一些常見的合成表面活性劑的種類和理化性質(zhì)。在強化禾本科植物修復的使用中，合成表面活性劑Tween 80 與生物表面活性劑由于其易生物降解、毒性小的特性，受到了研究人員的關注。

表4 常見合成表面活性劑的種類和理化性質(zhì)

添加合成表面活性劑和生物表面活性劑均能提高禾本科植物的修復效率。Keshavarz等[54]通過向香根草噴灑Tween 80，香根草的生物量和PAHs 降解率顯著提高。氮三乙酸（NTA）和茶皂素（TS）的添加提高了土壤溶解有機質(zhì)和土壤微生物活性，促進蘇丹草對土壤中鎳和芘共修復效率[55]。值得注意的是，以膠體氣體泡沐形式（CGA）組成的表面活性劑，在去除PAHs 方面也有著不錯的效果。CGA懸濁液和生物表面活性劑的組合溶液可能為高濃度PAHs 去除提供新的思路，未來仍需加強相關的研究。

3.3 修復過程中的環(huán)境因子優(yōu)化調(diào)控作用

在PAHs 污染土壤修復的過程中，環(huán)境因子占據(jù)著主要的地位。眾多的環(huán)境因子例如營養(yǎng)元素、溫度、光照、鹽堿值等的缺失或者失衡，都會對禾本科植物降解PAHs的效果有著顯著的影響。

（1）營養(yǎng)元素 由于PAHs 污染土壤中P、N、K等營養(yǎng)元素的缺失，禾本科植物會受到毒害，其修復作用會受到影響。通過人為調(diào)控，可以在一定程度上減輕禾本科植物受到的毒害作用。Steliga和Kluk[60]通過施加無機肥 “Azofoska”到PAHs 復合污染土壤中，有效地增強了高羊茅對PAHs 的抗性。施肥還可以幫助植物克服污染土壤中PAHs引起的生長障礙。在中高濃度的PAHs 污染土壤中，植物的生長是受限的，施肥可以改善這一現(xiàn)象。Cartmill 等[61]通過向中高濃度PAHs 沙土中控釋肥料，結(jié)果顯示黑麥草的適應性、生長、光合作用和葉綠素含量均有所提高，并對根際細菌數(shù)量有良好的促進作用。

（2）溫度高溫與低溫都會對禾本科植物生長產(chǎn)生危害，其中低溫的脅迫更加嚴重。長期處在低溫脅迫條件下的禾本科植物，其生長發(fā)育緩慢，生物量降低，根系分泌物減少，進而影響修復效果。低溫還會導致禾本科植物根際微生物的活性減弱。PAHs 的生物利用度也隨著溫度的升高而上升。因此，最佳降解溫度的調(diào)控將提高禾本科植物的修復效率。

（3）光照不同的光照強度限制著禾本科植物的生長。在缺少光照的條件下，禾本科植物將會把更多的資源和能量分配給地上部分，來幫助其最大程度地獲取光能。地下部分資源的短缺會造成根系發(fā)育遲緩，根系分泌物的分泌受到遏制，根系的直接吸收作用也會減弱。長期得不到完整光照的禾本科植物，生長緩慢，修復周期變長。通過人為調(diào)控光照的強度，以保證植物獲取足夠的光能，可以有效促進PAHs的降解。

（4）鹽堿度鹽脅迫會造成禾本科植物離子毒害、發(fā)芽率低、抑制生長等危害。隨著鹽堿度的增加，高羊茅和中華羊茅等羊茅屬植物的發(fā)芽率大幅降低，地下部根的數(shù)量和長度減少，地上部萎縮，葉綠素含量呈現(xiàn)下降趨勢。過高的鹽濃度還會導致根際非嗜鹽微生物的礦化度降低。通過人為施加改良劑可以減輕高鹽堿的毒害，進而優(yōu)化修復效果。外施硅、氯化鈣、水楊酸和水熱炭源改良劑等均可有效提高其耐鹽性，具有很好的研究前景[62-65]。

4 展望

我國政府對土壤污染防治十分重視，國務院于2016 年發(fā)布《土壤污染防治行動計劃》后，又于2021 年發(fā)布了《關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》。由于植物修復具有穩(wěn)定性好、低成本、綠色友好等優(yōu)點，在PAHs污染土壤修復領域有著廣泛的應用空間。在禾本科植物修復PAHs污染土壤的過程中，禾本科植物根際酶的活性、微生物的活性、環(huán)境因子的調(diào)控均能影響PAHs污染土壤的修復作用。針對植物修復降解周期長、降解效率相對不足等缺點，穩(wěn)定、綠色、高效、低耗的禾本科植物修復技術將是未來研究的重點方向。

（1）重視禾本科植物在PAHs 污染場地修復應用研究。當前研究進展仍局限于實驗室規(guī)模，未來需要向?qū)嶋H的應用場地進行轉(zhuǎn)化，應用生物反應器原理，將禾本科植物運用到污染場地和農(nóng)田規(guī)模研究之中。

（2）加強禾本科植物修復PAHs 污染土壤根際微域機理與調(diào)控研究。關于禾本科植物根際分泌物與微生物聯(lián)合促進PAHs的降解作用已經(jīng)得到相關研究證實，有關根際分泌物與微生物聯(lián)合降解PAHs 的途徑、對微生物多樣性影響及根際修復調(diào)控措施等可予以重點關注。

（3）PAHs 污染土壤禾本科植物強化修復技術研究。迄今為止，雖然在PAHs污染土壤植物修復強化方法方面，國內(nèi)外研究已開展了環(huán)境因子調(diào)控、添加表面活性劑、微生物聯(lián)合修復和間種等手段，但鑒于未來土壤修復技術的低碳、穩(wěn)定、高效和低成本發(fā)展方向，有關禾本科植物與低成本生物載體固定化微生物聯(lián)合修復仍將是未來技術研發(fā)重點。