苯系物(BTEX)长期污染对土壤和地下水微生物群落及代谢潜能的影响

苯、甲苯、乙苯和二甲苯统称为苯系物(BTEX),是化工污染场地检出率最高的芳香族有机污染物。为研究BTEX长期污染对土壤和地下水微生物群落结构和代谢潜能的影响,采集了江苏省某搬迁化工厂的浅层土、地下水和深层土样品,利用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术对BTEX长期污染场地展开分析。结果表明:相比较未受污染的土壤样品,长期BTEX污染显著改变了微生物群落结构和多样性,其中以变形菌门改变最为显著。共现性网络分析表明,污染场地中随着样品取样深度的增加,微生物网络复杂性和群落稳定性降低。BTEX代谢功能基因注释表明,地下水样品中污染物代谢基因丰度和多样性更高,并且在地下水和浅层土中同时存在完整的好氧降解途径,但在地下水中厌氧降解基因的丰度更高。BTEX降解途径中benABC和bcrCBAD基因簇在浅层土中更完整,但通过构建BTEX开环的关键基因bamA的系统发育树表明,地下水中可能存在新的BTEX开环基因。这些结果证明BTEX长期污染的不同生境中存在高度多样的微生物群落与降解途径,为相关污染场地的微生物修复提供了科学依据。