植生は、ベンゾアピレンの散逸とそれに関連する土壌細菌群集に対する酸化グラフェンの負の影響を緩和する

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Chemosphere.2020 Aug;253:126725. S0045-6535(20)30918-8. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126725.Epub 2020-04-10.

植生は、ベンゾアピレンの散逸とそれに関連する土壌細菌群集に対する酸化グラフェンの負の影響を緩和する

Vegetation alleviate the negative effects of graphene oxide on benzo[a]pyrene dissipation and the associated soil bacterial community.

Junjie Du
Qixing Zhou
Jianhu Wu
Guifeng Li
Guoqin Li
Yongning Wu

PMID: 32298916 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126725.

抄録

酸化グラフェン(GO)は、土壌環境への侵入量が増加する。本研究では、汚染土壌からのベンゾ[a]ピレン（B[a]P）の散逸に及ぼすGOの影響とそのファイトレメディエーションシステムについて検討した。B[a]Pは、多環芳香族炭化水素の代表的な指標として用いられるユビキタスな土壌汚染物質である。本研究では、土壌中のB[a]Pの散逸とそれに関連する細菌群集に及ぼすGOや植生（Tagetes patula）の影響を調べるために、ポット実験を実施した。土壌中の細菌群集は、イルミナシーケンシング分析によって調査した。その結果、植生の存在は土壌からのB[a]Pの散逸を有意に促進した。また、GO（100mg/kg）の添加はB[a]Pの散逸を有意に減少させた。植生とGOが共存した場合、B[a]P散逸に対するGOの阻害効果は植生によって緩和された。B[a]P汚染土壌中の細菌群集の豊富さと多様性には、対照処理と比較して、GOの存在と植生の存在は有意な影響を及ぼさなかった。植生のみの場合と比較して、植生とGOが共存している場合には、豊かさと多様性のすべてが有意に減少した。また、植生はGOよりも細菌群集の組成に大きな影響を与えた。植生は、B[a]P散逸に対するGOの阻害効果を緩和し、GOよりも関連する細菌群集に大きな影響を与えた。本研究は、汚染土壌におけるB[a]P散逸と関連細菌群集に対するGOと植生の相互作用を理解するのに役立つものである。

Graphene oxide (GO) will enter the soil environment in increasing amounts. The effects of GO on the dissipation of benzo[a]pyrene (B[a]P) from contaminated soil and their phytoremediation system have been explored in this study. B[a]P is a ubiquitous soil pollutant used as a representative indicator of polycyclic aromatic hydrocarbons. A pot experiment was performed to investigate the effects of GO or/and vegetation (Tagetes patula) on B[a]P dissipation and the associated bacterial communities in soil. The bacterial communities in soil were investigated by Illumina sequencing analysis. The presence of vegetation significantly enhanced the dissipation of B[a]P from soil. The addition of GO (100 mg/kg) significantly decreased the B[a]P dissipation. When vegetation and GO coexisted, the inhibition effects of GO on B[a]P dissipation were alleviated by vegetation. Compared with the control treatment, the presence of GO or vegetation had no significant effects on the richness and diversity of bacterial communities in B[a]P-contaminated soil. Compared with the presence of only vegetation, the richness and diversity all significantly decreased when vegetation and GO coexisted. And, vegetation had a greater influence on the bacterial community composition than GO. Vegetation alleviated the inhibition effects of GO on B[a]P dissipation and had a greater influence on the associated bacterial communities than GO. This work helps to understand the interactive effects of GO and vegetation on B[a]P dissipation and the associated bacterial communities in contaminated soil.