卷期：《土壤》2023年第55卷第5期
在过去几十年中，人们对环境中的有害污染物关注日益增加，特别是BTEX（苯、甲苯、二甲苯、乙苯）等物质。这些污染物对人类健康构成严重威胁，其中BTEX更被美国环境保护署列为首要环境污染物。随着我国城市化进程和产业结构调整，许多高污染工矿企业关闭或迁移，留下了大量污染场地，BTEX的长期污染对人体健康和生态环境造成了不可忽视的影响。通过微生物生物降解，可以有效去除碳氢化合物污染，尤其是对BTEX的降解已受到广泛研究。然而，在污染场地不同生境下土著微生物群落的对比研究相对匮乏。该研究基于搬迁后污染场地不同生境下的微生物群落结构和BTEX代谢途径展开，旨在为长期污染场地的微生物修复和可持续发展提供科学依据。
针对这一问题，该研究采集了受BTEX长期污染的土壤和地下水样品（浅层土、地下水和深层土），进行了微生物群落结构及代谢途径的研究。检测结果显示，“1号”地块和“2号”地块土壤中甲苯的检出浓度高达7 060 mg/kg，地下水中苯的检测浓度高达1 340 mg/L。通过对微生物16S rRNA基因的高通量测序，发现受BTEX长期污染的土壤与对照土壤在微生物群落组成上存在显著差异。在BTEX污染的浅层土壤中，变形菌门的丰度增加，而酸杆菌门和放线菌门的丰度下降。此外，不同生境下微生物群落的多样性也存在显著差异，BTEX污染的浅层土和地下水中的群落丰富度显著高于对照土壤和污染深层土。进一步的非度量多维尺度分析显示，来自同一生境的样品更倾向于聚集在一起，不同生境之间的细菌群落结构存在显著差异（图1）。微生物共现性网络分析结果表明，BTEX长期污染导致土壤和地下水中微生物互作关系的减弱，微生物群落复杂性显著降低（图2）。
为研究BTEX长期污染对土壤和地下水中微生物降解BTEX功能的影响，进一步针对浅层土和地下水样品进行宏基因组测序。结果显示，BTEX污染样品中存在97种与BTEX降解相关的功能基因，其中地下水G1样品具有更高的BTEX降解基因丰度和降解途径多样性（图3）。微生物代谢网络分析揭示，长期受BTEX污染的浅层土和地下水样品中微生物呈现出不同的好氧和厌氧降解特征，并且BTEX的微生物降解在地下水中占主导地位。对BTEX的好氧和厌氧降解基因的基因簇分析表明，土壤样品中拥有更完整的基因簇。系统发育分析表明，地下水G2样品中bamA基因进化距离较远可能存在新的降解细菌（图4）。总体而言，这项研究揭示了BTEX长期污染对土壤微生物群落及代谢途径的深刻影响，为未来长期污染场地的环境修复和可持续发展提供了科学依据。
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