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与传统阻燃剂相比,有机磷阻燃剂(organophosphorus flame retardants,OPFRs)的阻燃效率更高且相对环保,从而被人们大量生产和使用。已证实OPFRs会对生命体产生多种负面影响,如细胞毒性、内分泌紊乱、肝脏毒性等,因此被认为是一类新型有机污染物。微生物法是去除有毒有害环境污染物的重要手段之一,但目前有关OPFRs的微生物降解特性和机制的研究仍相对较少。而且在实际环境中,生命体通常暴露在由多种污染物形成的复合体系而非单一污染物体系中。微塑料具有比表面积大、疏水性强等特性,从而成为有机污染物的有效载体,形成的复合污染可能会对生态环境及生命体的健康造成潜在的风险。但是目前有关微塑料和污染物的联合毒性研究较多集中在水生物种和哺乳动物水平,对人体细胞的毒性和致毒机理研究十分有限。本文以磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPHP)作为OPFRs的代表污染物,对贵屿电子垃圾拆解地土壤样品中的微生物进行筛选和驯化,获得TPHP高效降解混合菌群GYY,研究了菌群GYY对TPHP的降解特性和转化机制。同时,以聚苯乙烯颗粒(polystyrene,PS)作为微塑料的代表污染物,分析了TPHP和PS颗粒联合暴露下对Hep G2细胞的毒性效应及作用机理。本论文取得的主要研究成果如下:(1)菌群GYY可高效降解TPHP,当温度为30℃,p H值在6-7,1 g/L(湿重)菌群GYY在4 h内对TPHP(3μmo L/L)的降解率达到92.25%。低浓度的TPHP对菌体凋亡无明显影响,当TPHP浓度在60μmo L/L时,菌体GYY的凋亡率增加显著。菌群GYY主要是通过胞内酶降解TPHP。在TPHP降解过程中,利用LC-Q-TOF-MS高分辨质谱共检测到6种产物,包括磷酸二苯酯(DPHP),磷酸单苯酯(PHP),单羟基化的TPHP(OH-TPHP)以及单羟基化再甲基化的TPHP,双羟基化再甲基化的TPHP和甲基化的DPHP,这表明GYY主要通过水解、羟基化以及甲基化三条途径对TPHP进行代谢。(2)从属水平来看,混合菌群GYY主要由Pseudarthrobacter、Sphingopyxis、Methylobacterium、Arthrobacter、Ochrobacterum等10余种类型的菌种组成。富集前后的菌群GYY的相对丰度和多样性指数值无明显差异,说明GYY具备一定的稳定性。通过对TPHP降解过程中群落结构的动态变化分析,发现随着降解时间的延长,Sphingopyxis、Methylobacterium、Arthrobacter和Pseudomonas等菌株的相对丰度呈现先增长后下降的趋势,而Pseudarthrobacter菌株的相对丰度呈现先下降后增长的趋势,表明菌群GYY在TPHP胁迫下具备自我调节和适应能力。此外,从菌群GYY中分离得到2株单菌,分别是Sphingopyxis sp.GY-1和Pseudarthrobacter sp.GY-2。Sphingopyxis sp.GY-1可利用TPHP作为唯一碳源生长,其在7 d内的降解率可达98%左右,而Pseudarthrobacter sp.GY-2对TPHP的降解率偏低(≤10%)。(3)分别比较了TPHP组,TPHP和PS颗粒组暴露下的细胞毒性大小。研究发现这两组的暴露均对Hep G2的细胞活力产生不同程度的抑制。而且PS颗粒的加入会引起更高水平的氧化应激反应,线粒体膜电位下降,乳酸脱氢酶释放,最终诱导了显著的细胞凋亡变化。0.07μm PS颗粒与TPHP对Hep G2细胞的联合毒性要高于1μm PS颗粒与TPHP的毒性。上述研究结果表明TPHP及其与PS颗粒诱导的细胞凋亡可能与ROS介导的线粒体信号通路有关,且TPHP与PS颗粒形成的复合污染会造成更严重的细胞毒性效应。本研究揭示了微生物对TPHP的降解转化机制,初步探索了TPHP单一组,TPHP和PS颗粒联合组的细胞毒性效应,研究结果为开发OPFRs污染的微生物修复技术、厘清OPFRs和微塑料复合污染对环境和人体健康可能产生的毒害作用提供了一定的理论依据。