全 文 ：第 52 卷 第 1 期 土 壤 学 报 Vol. 52，No. 1
2015 年 1 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA Jan.，2015
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* 国家自然科学基金项目(51278252，41171193，41171380)和江苏省杰出青年基金项目(BK20130030)资助
 通讯作者，E-mail:gaoyanzheng@ njau. edu. cn
作者简介:王意泽(1988—)，女，陕西咸阳人，硕士研究生，主要从事土壤有机污染控制与修复研究。E-mail:2011103051@ njau. edu. cn
收稿日期:2013 － 11 － 29;收到修改稿日期:2013 － 12 － 28
DOI:10. 11766 / trxb201311290571
污染区千金子和酢浆草根际土壤中 PAHs结合态
残留的梯度分布*
王意泽 高彦征 彭安萍 陈则友 孙冰清
(南京农业大学土壤有机污染控制与修复研究所，南京 210095)
摘 要 采集某污染区千金子(Euphorbia lathyris L. )和酢浆草(Oxalis corniculata L. )的离根表 0 ～ 3、
3 ～ 6、6 ～ 9 mm的根际土壤，分析了多环芳烃(PAHs)结合态残留中母体化合物(Parent compound of bound resi-
due，PCBＲ)在根际土壤中的含量及梯度分布规律。供试土壤类型为黄棕壤。结果表明，在非根际和根际土
壤中均可检出 10 种 PAHs的 PCBＲ，非根际土壤中 PCBＲ总含量为 3. 31 mg kg －1，高于根际土壤(1. 07 ～ 1. 82
mg kg －1)。根际土壤中 PAHs的 PCBＲ含量随离根表距离(0 ～ 9 mm)的增加而增大。可用根际效应(Ｒ)来衡
量根际土壤中 PAHs的 PCBＲ含量与非根际土壤相比减少的比例;Ｒ值随离根表距离(0 ～ 9 mm)的增加而变
小。3 个连续根际区中，PAHs 总 PCBＲ 的 Ｒ 值为 45. 15%～ 67. 66%，其中 2 环 PAH 的 Ｒ 值最大(61. 18%～
93. 50%)，4 环和 5 环 PAHs 的 Ｒ 值最小(2. 39%～ 6. 31%)，低环 PAHs 的 PCBＲ 在根际土壤中更易转化。
PAHs的 PCBＲ在千金子根际土壤中 Ｒ值大于酢浆草，表明前者有更利于 PAHs结合态残留转化的根际环境。
PAHs结合态残留的根际梯度分布与根系分泌物的梯度分布关系密切，而 PAHs 种类、植物根际环境对 PAHs
结合态残留的分布影响显著。
关键词 多环芳烃;结合态残留;根际;梯度分布;土壤
中图分类号 X53 文献标识码 A
多环芳烃(PAHs)是一类土壤环境中广泛存在
的持久性有机污染物，具有“三致”效应，进入土壤
后易持留，并可与土壤有机质结合形成理化性质较
为稳定的结合态残留。国际纯粹和应用化学联合
会(IUPAC)于 1986 年确定的有机污染物结合态残
留含义为:用甲醇连续萃取 24 h 后仍残存于样品中
的污染物残留物为其结合态残留;后来，有学者进
一步完善了这一概念:“结合态残留是指经化学萃
取后，以母体化合物或其代谢产物的形式存留于土
壤中的污染物，所用萃取方法不能在本质上改变污
染物或基质的结构”［1］。一般认为，结合态残留的
形成可减少有机污染物在土壤中的移动性和生物
可利用性，常被认为是有机污染物对土壤环境相对
安全的存在形态。然而，一些研究表明，在环境条
件改变或特殊环境下，有机污染物结合态残留中母
体化 合 物 (Parent compound of bound residue，
PCBＲ)仍可转换为生物可利用态［2］。近些年来，土
壤中 PAHs存在形态及其结合态残留的风险性问题
很受关注。
根际是指受植物根系活动影响，在物理、化学
和生物学性质方面不同于原土体的土壤微域，它是
植物—土壤—微生物相互作用的重要场所［3］。
PAHs在根际中降解是降低其土壤污染风险的重要
途径之一［4］。生长过程中，植物会向根际释放大量
根系分泌物，它们不仅可参与 PAHs 共代谢［5］，而且
为根际微生物提供丰富碳源，促进微生物生长，提
高 PAHs的生物降解性［6］。大量报道已证实，根系
分泌物和微生物在根际土壤中随离根表距离增大
呈梯度衰减分布［7-9］。然而，迄今有关根际土壤中
PAHs结合态残留的分布情况却鲜有报道。
本研究采集某石化厂污染区千金子(Euphorbia
lathyris L. )和酢浆草(Oxalis corniculata L. )两种植
物离根表不同距离的根际土壤，研究 PAHs 结合态
残留中母体化合物在根际土壤中的梯度分布规律，
1 期 王意泽等:污染区千金子和酢浆草根际土壤中 PAHs结合态残留的梯度分布 113
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研究结果可为明确土壤中 PAHs 结合态残留的归
趋、评价其风险等提供重要依据。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
供试土样采自南京某石化厂污染区的 0 ～
20 cm表层土壤，土壤类型为黄棕壤。其 pH 为
5. 87，有机碳含量为 13. 6 g kg －1，砂粒、粉粒和黏粒
含量分别为 13. 0%、60. 7%和 26. 3%。贴近土壤表
面将植物茎叶剪去，去除表面 2 ～ 5 mm 土壤，然后
参照 Joner等［10］报道的方法，分别采集了千金子和
酢浆草的离根不同距离的根表土样(rhizoplane;0 ～
3 mm)、紧吸着土样(strongly adhering soil;3 ～
6 mm)和松吸着土样(loosely adhering soil;6 ～
9 mm)等 3 个根际土样。同时采集无植物对照(非
根际)土样。土样采集后冷冻干燥，研磨过 20 目筛
后备用。每个处理分别设置 3 个平行。
含有 16 种 PAHs 的混合标样购自美国 O2si
Smart Solutions公司;乙腈为色谱纯，二氯甲烷、无水
硫酸钠等为分析纯。
1. 2 土样中 PAHs的 PCBＲ测定
称取上述土样 3 g于 30 ml玻璃离心管中，加入
体积比为 1∶ 1 的二氯甲烷与丙酮混合液 15 ml，超声
萃取 10 min，然后于 4 000 r min －1下离心 10 min，去
掉上清液。重复此过程 6 次后，即制得仅含 PAHs
结合态残留的土样［11］。然后向土样中加入 10 ml
浓度为 2 mol L －1的 NaOH 溶液，于 100℃下水浴
2 h，冷却，以 4 000 r min －1转速离心 5 min，收集上
清液，再用少量 NaOH润洗土样，收集润洗液并与上
清液合并;用 6 mol L －1 HCl 调节收集液 pH 至小于
2. 0，加入 10 ml 二氯甲烷后进行液—液萃取，重复
萃取 3 次。萃取液经无水硫酸钠过滤干燥后，用旋
转蒸发仪蒸干，甲醇定容至 2 ml，过 0. 22 μm 微孔
滤膜后，用 HPLC测定［12］。HPLC分析条件:色谱柱
为 4. 6 mm × 150 mm 烷基 C18反相柱，流动相为乙
腈 /水，采用乙腈-水梯度洗脱，流速为 1 ml min －1，
柱温 40 ℃，进样量为 20 μl。
1. 3 数据统计分析
用 Excel 软件对数据进行处理并作图，用
SPSS13. 0 进行单因素方差分析，LSD 法检验显
著性。
2 结果与讨论
2. 1 土壤中 PAHs结合态残留的含量
土壤中 PAHs 的 PCBＲ 含量见表 1。供试污染
根际和非根际土壤中，共检出 10 种优先控制 PAHs
的 PCBＲ。2 环和 6 环 PAHs 各一种，分别为萘
(Naphthalene)和苯并［g，h，i］苝 (Benzo (ghi)
perylene);3 环的三种，为苊(Acenaphthene)、苊烯
(Acenaphthylene)和菲(Phenanthrene);4 环的三种，
为芘(Pyrene)、苯并［a］蒽(Benzo(a)anthrancene)和
屈(Chrysene);5 环的两种，为苯并［b］荧蒽(Benzo
(b)fluoranthrene)和苯并［k］荧蒽(Benzo(k)fluoran-
threne)。非根际土壤中 10 种 PAHs 的 PCBＲ 总含
量为 3. 31 mg kg －1，显著高于离根不同距离的根际
土壤(p ＜ 0. 05)。离根表 0 ～ 3、3 ～ 6、6 ～ 9 mm的千
金子根际土壤中 PAHs 的 PCBＲ 总量分别为 1. 07、
1. 13、1. 22 mg kg －1，酢浆草的则分别为 1. 11、1. 24、
1. 82 mg kg －1。非根际土壤中 PAHs 的 PCBＲ 总含
量较两种植物根际土壤的高 82. 21%～ 209. 3%，这
是由于根际土壤环境更有利于 PAHs等有机污染物
结合态残留的转化和降解。刘世亮等［13］研究发现，
黑麦草根际土壤中苯并［a］芘降解率较非根际土壤
的高 11%～ 23%，Cheema 等［14］研究了高羊茅对土
壤中菲和芘降解的影响，得出根际中菲和芘降解率
分别较非根际高 1. 88% ～ 3. 19% 和 8. 85% ～
20. 69%;这些研究表明，由于植物根系向根际土壤
中释放大量分泌物，提高了根际微生物的数量和活
性以及 PAHs的生物可利用性，促进了微生物对土
壤中 PAHs的降解［6］。
不同种类 PAHs在根际和非根际土壤中分布存
在差异。非根际土壤中，2 环 PAH(萘)的 PCBＲ 含
量最高，占 PAHs总 PCBＲ含量的 58. 20%;其次为 3
环 PAHs，占总量的 23. 57%;4、5、6 环 PAHs 则分别
占 8. 76%、6. 22%、7. 62%。已有研究证实［15-16］，2、
3 环 PAHs主要来自石油及其产品，4 环及 4 环以上
PAHs来源于化石燃料的燃烧。上述结果表明该石
化厂土壤污染主要可能来自其日常的石油及其产
品的生产。由于离根远、受根际影响弱，酢浆草 6 ～
9 mm根际土壤中各环 PAHs 的 PCBＲ 含量占总量
的比例顺序与非根际土壤相似，比例大小为 2 环
(41. 20%)＞ 3 环(19. 38%)＞ 4 环(15. 64%)＞ 6
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环(12. 61%)＞ 5 环(10. 85%)。千金子的 3 个根际
土壤中，3、4 环 PAHs的 PCBＲ含量占总量的比例较
高，分别达 23. 64%～ 26. 17%和 23. 22%～ 25. 61%;
其次为 6 环 PAHs(18. 23%～ 20. 37%)，5 环和 2 环
PAHs最低、分别为 16. 11% ～ 17. 94%和 11. 68% ～
17. 01%。酢浆草 0 ～ 3 mm 和 3 ～ 6 mm 根际土壤
中，各 PAHs 的 PCBＲ 含量占总量的比例顺序与千
金子的一致，即 3 环(24. 19% ～ 24. 47%)＞ 4 环
(22. 62%～25. 09%)＞ 6 环(18. 50%～ 20. 31%)＞ 5
环(15. 83%～17. 51%)＞ 2 环(11. 37%～16. 72%)。
表 1 离根表不同距离的根际土壤和非根际土壤中 PAHs的 PCBＲ含量
Table 1 Concentrations of PCBＲs in non-rhizosphere soil and different layers of rhizosphere soils proximal to the root surface of moleplant
(Euphorbia lathyris L. )and wood sorrel(Oxalis corniculata L. )(mg kg － 1)
多环芳烃
PAHs
种类
Type
苯环数量
Benzene rings
非根际土壤
Non-rhizos
phere soil
千金子
Moleplant (Euphorbia lathyris L. )
0 ～ 3 mm 3 ～ 6 mm 6 ～ 9 mm
酢浆草
Wood sorrel (Oxalis corniculata L. )
0 ～ 3 mm 3 ～ 6 mm 6 ～ 9 mm
萘
Naphthalene
2 1. 93 ± 0. 31 0. 13 ± 0. 07 0. 16 ± 0. 07 0. 21 ± 0. 03
苊
Acenaphthene
3 0. 43 ± 0. 07 0. 09 ± 0. 03 0. 11 ± 0. 00 0. 11 ± 0. 01
苊烯
Acenaphthylene
3 0. 25 ± 0. 00 0. 12 ± 0. 04 0. 13 ± 0. 04 0. 15 ± 0. 00
菲
Phenanthrene
3 0. 11 ± 0. 02 0. 04 ± 0. 00 0. 04 ± 0. 00 0. 06 ± 0. 01
芘
Pyrene
4 0. 12 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 11 ± 0. 00 0. 11 ± 0. 00
苯并［a］蒽
Benzo(a)anthrancene
4 0. 07 ± 0. 00 0. 07 ± 0. 00 0. 07 ± 0. 00 0. 07 ± 0. 00
屈
Chrysene
4 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00
苯并［b］荧蒽
Benzo(b)fluoranthrene
5 0. 11 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00
苯并［k］荧蒽
Benzo(k)fluoranthrene
5 0. 10 ± 0. 00 0. 09 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00
苯并［g，h，i］苝
Benzo(ghi)perylene
6 0. 25 ± 0. 02 0. 22 ± 0. 00 0. 22 ± 0. 01 0. 22 ± 0. 01
0. 13 ± 0. 00 0. 21 ± 0. 05 0. 75 ± 0. 36
0. 11 ± 0. 00 0. 12 ± 0. 00 0. 14 ± 0. 02
0. 12 ± 0. 03 0. 14 ± 0. 07 0. 15 ± 0. 04
0. 04 ± 0. 00 0. 05 ± 0. 00 0. 07 ± 0. 01
0. 11 ± 0. 00 0. 11 ± 0. 00 0. 11 ± 0. 00
0. 07 ± 0. 00 0. 07 ± 0. 00 0. 07 ± 0. 00
0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00
0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00
0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00 0. 10 ± 0. 00
0. 23 ± 0. 01 0. 23 ± 0. 01 0. 23 ± 0. 01
注:表中数据为平均值 ±标准差 Note:Data in table are means ± standard deviation
对比各 PAHs结合态残留在非根际和根际土壤
中的含量可发现，虽然根际土壤中各 PCBＲ 含量均
有所下降，但不同 PAHs 的 PCBＲ 含量降低的程度
存在差异，低环 PAHs 降低程度显著高于高环
PAHs。比如非根际土壤中，2 环萘的 PCBＲ 含量及
其占总量的比例均最高，而在千金子根际土壤中含
量降低了 89. 20%～ 93. 51%，其占总量的比例也降
为最低(11. 68% ～ 17. 01%);反之，5 环 PAHs 的
PCBＲ含量最低，其根际土壤中含量与非根际土壤
相比则只降低了 6. 80%～ 7. 11%，占总量的比例则
从 6. 22%(非根际)升至 16. 11%～ 17. 94%(根际)。
这些结果表明，根际环境有利于 PAHs 结合态残留
的转化，但受 PAHs自身特性的影响，低环 PAHs 的
结合态残留在根际土壤中更易被转化和降解。
2. 2 根际土壤中 PAHs结合态残留的梯度分布
离根表 0 ～ 3、3 ～ 6、6 ～ 9 mm 等不同距离土壤
中各 PAHs 的 PCBＲ 含量梯度分布见图 1。各环
PAHs及总 PAHs的 PCBＲ含量均随离根表距离的增
1 期 王意泽等:污染区千金子和酢浆草根际土壤中 PAHs结合态残留的梯度分布 115
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图 1 根际土壤中 PAHs的 PCBＲ含量梯度分布
Fig. 1 Gradient distribution of PCBＲs of PAHs in rhizosphere soil
加而增大。酢浆草三个根际土壤中 2、3、6 环(萘、
苊、苊烯、菲、苯并［g，h，i］苝)及总 PAHs 的 PCBＲ
含量均高于千金子;4、5 环 PAHs(芘、苯并［a］蒽、
屈、苯并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽)的 PCBＲ含量在两
种植物离根表 3 ～ 6、6 ～ 9 mm根际土壤中没有显著
性差异。根系分泌物和根际微生物呈梯度分布是
影响 PAHs结合态残留在离根不同距离根际土壤中
呈梯度分布的重要原因。Gao 等［17］研究发现，在菲
和芘污染土壤中种植黑麦草，以总可溶性糖、可溶
性有机物和有机酸为根系分泌指标，根系分泌物浓
度在离根表 0 ～ 8 mm 根际土壤中随离根距离增加
而降低，且 PAHs 含量在根际土壤中随离根距离增
大呈梯度升高趋势，与根系分泌物的梯度分布呈负
相关;Xie 等［18］研究黑麦草根际土壤中芘降解时发
现，离根表 2 ～ 5 mm根际土壤中微生物生物量碳随
离根距离的增加而减少，而芘含量则随离根距离的
116 土 壤 学 报 52 卷
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增加而升高。这些研究表明，离根越近根系分泌物
含量越高，微生物数量越多，同时对土壤中起“键
桥”作用的金属离子的溶出作用和对某些土壤矿物
的溶解作用越强［19］，破坏土壤有机-无机复合体，使
更多的土壤固相有机质释放进入溶液，减小了土壤
中 PAHs 结合态残留的“汇”，导致离根越近、各
PAHs 结合态残留含量越低。此外，不同植物根系
分泌效应不同，导致不同植物根际土壤中 PAHs 梯
度分布存在差异。
2. 3 根际土壤中 PAHs 结合态残留分布的根际
效应
植物根系分泌物为根际微生物提供了丰富的
营养和能量，导致根际土壤中微生物数量和活性高
于非根际土壤，产生根际效应［20］。本文研究结果表
明，根际环境对 PAHs结合态残留分布影响显著，可
用根际效应来进一步定量分析根际对 PAHs 结合态
残留分布的影响。根际效应 Ｒ(%)计算如下:
Ｒ(%)=(Cbulk － Crhizo)/ Cbulk × 100 (1)
式中，Cbulk和 Crhizo分别为非根际土壤和根际土壤中
PAHs的 PCBＲ含量。Ｒ值的大小可以衡量根际土壤
中 PAHs的 PCBＲ 含量与非根际土壤相比减少的比
例，进而反映根际环境对 PAHs结合态残留影响的程
度，Ｒ 值越大，表明与非根际土壤相比该根际土壤中
PAHs的 PCBＲ含量降低越多、受根际影响越大。
不同根际土壤中 PAHs结合态残留的 Ｒ 值见表
2。根际土壤中总 PAHs 结合态残留的 Ｒ 值随着离
根距离的增加而降低，即离根越近根际效应对总
PAHs结合态残留的影响越强，离根越远，根际效应
越弱。千金子根际土壤中总 PAHs 结合态残留的 Ｒ
值为 67. 66%～63. 06%，0 ～ 3 mm根区的 Ｒ值较 6 ～
9 mm 根区高 4. 60 个百分点;酢浆草根际土壤中总
PAHs的 Ｒ值为 66. 52%～45. 15%，0 ～ 3 mm根区的
Ｒ 值较 6 ～ 9 mm根区高 21. 37 个百分点。不同类型
PAHs的 Ｒ值也随离根距离的增加而降低。以千金
子根际土壤为例，2、3、4、5、6 环 PAH在 0 ～ 3 mm根
区的 Ｒ 值分别较 6 ～ 9 mm 根区的 Ｒ 值高 4. 29、
8. 43、3. 27、2. 25、1. 83 个百分点。这一结果也为文
献所佐证。Ling等［21］最近报道，根系分泌物浓度和
微生物活性随根距离增加而降低，由于离根近，根
系分泌物可为微生物提供更充足的碳源和能量，导
致微生物数量增加、活性增强，进而加速 PAHs 的
降解。
表 2 根际土壤中 PAHs结合态残留的根际效应
Table 2 Ｒhizosphere effect (Ｒ，in percent)on the bound-PAH residues in soils(%)
多环芳烃
PAHs
千金子
Moleplant (Euphorbia lathyris L. )
酢浆草
Wood sorrel (Oxalis corniculata L. )
0 ～ 3 mm 3 ～ 6 mm 6 ～ 9 mm 0 ～ 3 mm 3 ～ 6 mm 6 ～ 9 mm
2 环 2-ringed PAHs 93. 50 91. 95 89. 21 93. 43 89. 28 61. 18
3 环 3-ringed PAHs 67. 90 65. 23 59. 47 64. 51 61. 52 55. 42
4 环 4-ringed PAHs 5. 66 3. 04 2. 39 4. 76 3. 00 2. 44
5 环 5-ringed PAHs 6. 31 4. 74 4. 06 4. 93 4. 68 4. 03
6 环 6-ringed PAHs 13. 25 13. 11 11. 42 10. 53 9. 02 8. 83
总多环芳烃 Total PAHs 67. 66 65. 95 63. 06 66. 52 62. 61 45. 15
与酢浆草相比，千金子根际土壤中不同 PAHs
及总 PAHs的 Ｒ值均高于酢浆草，表明千金子根际
环境更有利于 PAHs结合态残留的转化和降解。实
际上，根际效应强弱受多种因素影响，不同植物根
系分泌物种类和数量不同，而且不同根系分泌物对
土壤微生物种群和数量的影响也存在特异性［22］。
Wang等［23］报道，仅在有水稻根分泌物的情况下，石
油污染水稻田中分离出的微生物 Bacillus sp. 才能
在石油残留物中生长;这表明水稻根分泌物促进了
特定微生物消除石油残留物。
在供试两种植物根际土壤中，不同种类 PAHs
结合态残留的 Ｒ 值大小顺序依次为 2 环 ＞ 3 环 ＞ 6
环 ＞ 5 环 ＞ 4 环。2 环 PAH的 Ｒ值在 0 ～ 6 mm根际
土壤中可达 90%左右，3 环 PAHs 的 Ｒ 值达 60%左
右，而 4、5 环 PAHs 的 Ｒ 值最高仅为 6. 31%，6 环
PAH的 Ｒ 值最高为 13. 25%，也远低于 2 环和 3 环
PAHs。可见根际环境对低环 PAHs 的影响要远大
于高环 PAHs，这进一步印证了 2. 1 中的结果。一般
认为，2、3 环 PAHs在根际土壤中可直接被微生物代
谢而降解，而高环 PAHs(4、5、6 环)则在根系分泌物
1 期 王意泽等:污染区千金子和酢浆草根际土壤中 PAHs结合态残留的梯度分布 117
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存在时，可通过微生物共代谢而被降解［24］。Mueller
等［25］研究发现，荧蒽和芘不能作为 Pseudomonas Sa-
charophila p-15 的碳源和能源，但其在菲和水杨酸共
同存在时能被这种菌共代谢。
3 结 论
供试千金子和酢浆草的离根表 0 ～ 3、3 ～ 6、6 ～
9 mm的根际土壤中共检出 10 种 PAHs的 PCBＲ;与
非根际土壤相比，根际土壤中 PAHs 的 PCBＲ 含量
降低，且低环 PAHs 降低程度显著高于高环 PAHs，
表明根际环境更有利于低环 PAHs结合态残留的转
化和降解。离根表 0 ～ 3、3 ～ 6、6 ～ 9 mm 不同距离
的根际土壤中，PAHs的 PCBＲ含量均随离根距离的
增加而增大。可用根际效应(Ｒ)来衡量根际土壤中
PAHs的 PCBＲ含量与非根际土壤相比减少的比例。
PAHs结合态残留的根际效应随离根距离(0 ～ 9
mm)的增加而减弱。千金子根际土壤中 PAHs结合
态残留的根际效应大于酢浆草，根际效应对低环
PAHs结合态残留的影响要远大于高环 PAHs。
参 考 文 献
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GＲADIENT DISTＲIBUTION OF BOUND-PAH ＲESIDUES
IN DIFFEＲENT LAYEＲS OF ＲHIZOSPHEＲE SOILS OF MOLEPLANT
AND WOOD SOＲＲEL GＲOWING IN POLLUTED ＲEGIONS
Wang Yize Gao Yanzheng Peng Anping Chen Zeyou Sun Bingqing
(Institute of Organic Contaminant Control and soil Ｒemediation，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)
Abstract Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)with highly mutagenic and carcinogenic properties are com-
monly found in the soil environment. Soil contamination by PAHs has become a major health risk issue. PAHs are wide-
spread and occur at high concentrations (hundreds of mg kg －1)in soils of many countries. Since natural and xenobiotic
PAHs present in soil may be absorbed by plants，PAHs can enter human and animal bodies through the food chain /web.
Because of the health hazards of PAHs，understanding the distribution of PAH residues in rhizospheric soils is of crucial
importance for risk assessment of PAH-contaminated areas.
The distribution of PAHs in the rhizosphere affects their fate in the soil-plant system. After diffusion into rhizosphere
soil，root exudates gradually disappear as a result of radial dilution and microbial consumption. Because these root exu-
dates are ready carbon and energy sources to bacteria，a bacterial gradient is observed with a greater number of hetero-
trophs and PAH-degrading bacteria closest to the roots，which may generate a gradient of PAH degradation between the
rhizosphere and bulk soil. Ｒecently，it was reported that the residual concentrations of PAHs showed a rising gradient from
the rhizoplane to the loosely adhering soil after 40 and 50 d，and were significantly and negatively correlated with the
amount of root exudates in the rhizosphere. This was further supported by an in situ observation that concentrations of 11
EPA-priority PAHs in rhizosphere soils increased with the distance (0 ～ 9 mm)from the root surface. However，the docu-
mented gradient distributions in rhizosphere soils are overwhelmingly about the total concentrations of PAHs as well as oth-
er organic compounds.
The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)definition reserves the term of bound residues for
the parent compound and its metabolites that cannot be extracted from soil using organic solvents. Bound residues have a
direct effect on long-term partitioning behavior，bioavailability，and toxicity of the organic contaminants in soil. The for-
mation of bound residue is considered to act as a soil detoxification process by permanently binding compounds into soil
matrices，and the bioavailability of bound residues is the final endpoint for risk assessment and regulatory management of
organic chemicals in the soil environment. However，there is little information available on the distribution of their bound
residues in the rhizosphere.
Therefore investigations were made of rhizospheric gradient distribution of bound-PAH residues (reference to parent
compounds)in soils on a field scale. In moleplant (Euphorbia lathyris L. )and wood sorrel (Oxalis corniculata L. )
fields of yellow brown earth near a petrochemical plant，rhizosphere soils of the plants were sampled including the rhizo-
plane，strongly adhering soil，and loosely adhering soil，for analysis of content and gradient distribution of PCBＲ (Parent
compound of bound residue)in the rhizosphere. Ｒesults show that PCBＲs of the ten EPA-priority PAHs were detected in
1 期 王意泽等:污染区千金子和酢浆草根际土壤中 PAHs结合态残留的梯度分布 119
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both the rhizosphere and non-rhizosphere soils，about 3. 31 mg kg －1 in concentration in the latter，much higher than in the
former (1. 07 ～ 1. 82 mg kg －1). The concentration of PCBＲs increased with the distance (0 ～ 9 mm)from the root sur-
face. It is feasible to use rhizosphere effect (Ｒ，in percent)to measure the proportion of the decrement of PCBＲs in con-
centration in the rhizosphere as against that in the non-rhizosphere soil，Ｒ decreased with increasing distance from the
root. Ｒ of the total PCBＲs of PAHs in three continuous layers of rhizosphere reached 45. 15%～ 67. 66% . Ｒ of two-ringed
PAHs was the highest (61. 18%～ 93. 50%)，while Ｒ of four-and five-ringed PAHs the lowest (2. 39%～ 6. 31%) ，which
indicates that the PCBＲs of PAHs with fewer rings are more liable to transformation in the rhizosphere. Ｒ of the PCBＲs in
the rhizosphere of moleplants was found to be relatively higher than that of wood sorrels，suggesting that the rhizosphere of
moleplants was more favorable to transformation of PCBＲs. The gradient distribution of PCBＲs in the rhizosphere is closely
related to that of root exudates，while type of PAHs and rhizosphere environment affect significantly distribution of PCBＲs.
The findings of this work provide some important information on fate of PAHs in the soil environment and are useful in risk
assessment of PAHs-contaminated soils and development of strategies for remediation of contaminated areas.
Key words Polycyclic aromatic hydrocarbons;Bound residue;Ｒhizosphere;Gradient distribution;Soil
(责任编辑:卢 萍)