随着世界经济的发展,土壤污染日益加剧。多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于土壤中的持久性有机污染物,大多具有致癌、致畸和致突变的特性,其中16种被列为优先控制污染物。近年来,在现代工业和农业中对石油、煤矿和天然气开发利用的不断加快,环境中PAHs的蓄积有不断增加的趋势。其极强的环境持久性和难降解性可引起严重的环境问题,对人类健康具有无法预知的生态风险。如今,PAHs污染土壤的修复业已经引起了国内外环境学者越来越多的重视。 相比于其他化学、物理的修复工艺,基于微生物降解的生物修复技术被广泛认同为一种经济、环境友好的有机污染物修复技术。然而,包括PAHs在内的很多憎水性有机污染物的水溶解性低以及多种土壤对这种污染物所表现出的很高的吸附能力使存在于土壤生态环境中的微生物对其的可利用性降低。现实土壤中,外接土壤微生物的分布和传输效果不甚理想,适宜的电子受体的供应也会不足,这些都会限制,甚至抑制原位生物修复的进行。另外,污染物降解菌的活性也会受到影响着通气性能、肥力和营养可利用性的土壤结构和成分的制约。因此,开发新型的生物修复技术,降低有机污染物的环境阈值引起了极大的关注,是环境修复研究中的一个重要方向。 蚯蚓是温带土壤中占据主导生态位的无脊椎动物,通过摄食消化、穿孔和排泄活动,不仅显著影响着土壤微生物的特性,而且可以改变土壤的物理化学性质。已有大量关于蚯蚓在土壤中发挥多种重要作用的报道,故对于其栖息土壤中的有机污染物,蚯蚓可能会发挥降解促进者的作用。但是关于蚯蚓活动对土壤中有机污染物的微生物降解能力的影响鲜有报道。因此,本研究的目的在于：首先,在实验室条件下,以具有代表性的四环多环芳烃-芘为研究对象,考察了赤子爱胜蚯蚓活动是否可以对芘污染土壤的生物修复产生积极影响,以及这种影响的程度。此外,为了分析蚯蚓对微生物降解影响的作用机理,研究了蚯蚓引起的土壤芘的微生物可利用性的改变,及蚯蚓对微生物活性的影响。 研究的主要结论如下： (1)有机质较高土壤中芘的微生物降解率和蚯蚓富集率都低于有机质低的土壤,而老化作用降低了芘的生物有效性。无论在新鲜染毒还是老化的土壤中,蚯蚓均可提高土壤中芘的去除率和微生物降解率。在新鲜染毒的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由41.78％和27.02％分别提高到89.24％和57.53％,其中分别有51.48％和41.63％是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.76％和15.90％归因于蚯蚓富集作用。而在老化的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由36.53％和20.50％分别提高到91.93％和45.46％,其中分别有54.43％和32.83％是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.50％和12.63％归因于蚯蚓富集作用。 (2)Tenax辅助解吸实验的结果表明,蚯蚓处理30d后的土壤中,芘更易于从土壤上解吸下来。相比于原土,蚯蚓处理后的土壤中溶解性有机质(DOM)含量更高。最终,经蚯蚓处理的红壤和潮土中芘解吸率从61.75％和44.85％分别提高到91.64％和80.92％,这预示着芘的生物可利用性的提高。相比于原土,蚯蚓粪处理总体上抑制了芘从土壤上的解吸,且随着蚯蚓粪在土壤中比例的增加,这种抑制作用呈现增强的趋势。 (3)通过盆养实验进行的蚯蚓对微生物活性影响的研究表明,在30d实验过程中,蚯蚓增强了微生物的活性。30d内,引入蚯蚓的处理中,单位质量(kg,湿重)土壤中微生物产生的CO2量提高了2.33 mmol。因此,可以认为,由于蚯蚓活动,导致的增强的微生物活性以及增加的芘的生物可利用性共同促进了土壤中芘的微生物降解。