植物的挥发作用是指植物把某些有机污染物吸收到体内转化为气态,再通过叶面把它们挥发到大气中去,从而从污染地点移走污染物。萘是PAHs中水溶性最好、最易被植物挥发和降解的化合物。Schwab等利用紫花苜蓿和牛毛草研究植物根系对萘的吸附降解,发现植物挥发所占比例最大,达32%~45%。Wiltse 等发现种植在原油污染土壤中的苜蓿叶片有灼伤的现象,作者推测有一种未知物质从污染土壤中通过植物转移到空气中挥发掉了,并且随着实验的进行叶片的灼伤现象逐渐消失, 表明造成叶片灼伤的污染物消失了。另外,有一部分多环芳烃可被吸附在根的表面。由于有机物的亲脂性, 它们很难进入植物体内部,通常吸附在植物根表面上或者固定在植物根区,从而阻止污染物向深层土壤和地下水移动。Qiu等比较了12种草对多年污染的粘土中PAHs的吸附和代谢,从草的茎、叶组织中未检测到PAHs,PAHs主要集中在根部。

根系释放的酶和根系分泌物的催化降解。一般来说,植物根系对有机污染物的吸收强度不如对无机污染物的吸收强度大,植物对有机污染物的修复,主要是依靠根系分泌物对有机污染物产生的络合、降解以及根系释放到土壤中酶的直接降解作用。这些酶系将有机污染物降解为小分子的CO2 和H2O,或转化为无毒性的中间产物。不仅植物根系释放到土壤的酶可直接降解有关的化合物,而且植物死亡后酶释放到环境中还可以继续发挥分解作用。根系分泌的酶还可作为污染物降解的诱导剂,这些酶系包括脱卤酶、硝酸还原酶、过氧化物酶、漆酶和腈水解酶。

根际微生物的降解作用。根际微生物的降解作用是土壤中多环芳烃降解的主要机制。根际微生物对多环芳烃的降解主要包括两种方式: 一种是微生物以多环芳烃作为惟一碳源和能源生活而降解多环芳烃；另一种是共代谢降解。微生物在生长过程中把多环芳烃作为惟一碳源和能源微生物以多环芳烃为惟一碳源和能源而生长。在PAHs诱导下,微生物分泌单加氧酶和双加氧酶。真菌一般产生单加氧酶,对多环芳烃降解的第一步是羟基化多环芳烃,即把一个氧原子加到底物中形成芳烃化合物,继而氧化为反式双氢乙醇和酚类；细菌主要产生双加氧酶。对多环芳烃降解的第一步是苯环的裂解,把两个氧原子加到底物中形成双氧乙烷,进一步氧化成顺式双氢乙醇,双氢乙醇可继续氧化为儿茶酸、原儿茶酸和龙胆酸等中间代谢物, 接着苯环断开,产生琥珀酸、延胡索酸、乙酸、丙酮酸和乙醛。降解中的产物被微生物用来合成自身的生物量,同时产生CO2 和H2O。Romero等报道了丝状真菌和酵母菌能够以芘为惟一碳源对其进行代谢。

总的来讲,根际环境有利于污染物降解的原因包括: 根际环境中存在丰富的微生物多样性,具有多种多样的土壤外来污染物降解菌；根际环境对根际降解菌的促进作用,刺激了根际微生物的矿化作用；根系分泌物在微生物降解污染物时起共代谢基质或协同作用[15-30]。

由于各种环境因素可以影响植物和微生物的生长和活性。所以环境因素也会影响植物修复多环芳烃污染土壤的过程和效果。主要的环境影响因素包括以下几个方面:

土壤结构和有机质含量。根据土壤结构和有机质含量可以把土壤分成各种不同的类型。土壤颗粒组成直接关系到土壤颗粒比表面积的大小,影响其对有机污染物的吸附能力，从而影响污染物的生物可利用性。例如,粘土比沙壤和砂土更易束缚污染物分子,结果粘土成分含量高的土壤中的污染物的生物可利用性比较低。Carimchael等发现大颗粒土壤( 例如, 沙土)中的PAHs的矿化率高于小颗粒土壤( 例如, 沙壤和黏土) ,这可能是由于沙土中的污染物的生物可利用性比较高。土壤有机质会束缚亲脂性的化合物。有机质含量高的土壤对PAHs的吸附量和吸附强度均较高,有机质吸附降低了该化合物的生物利用性,从而限制了土壤中PAHs 的降解。较高的碳含量( >5%) 会强烈吸附污染物导致较低的生物可利用性, 而中度( 1%~5%) 有机碳含量也会降低污染物的生物可利用性。土壤类型还会影响根系分泌物的数量和质量,进而影响植物修复的效果。 多环芳烃污染修复研究现状(2):http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_56570.html