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多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）因具有“致癌、致畸和致突变”作用及生物放大和累积效应,导致其污染对人类健康和生态安全造成潜在威胁。研究表明PAHs是三峡水库持久性有机污染物中的主要成分之一,且因具有较低的水溶性而更容易汇集于厌/缺氧的土壤/沉积物中。尽管三峡水库消落带土壤PAHs污染已经引起广泛关注,但对于PAHs的主要生物转化/降解途径尚缺乏了解。厌氧条件下的PAHs反硝化降解尽管已有研究,但由于反应速度慢和功能微生物富集困难等原因,致使反应机理尚未完全清楚,进而阻碍了生物修复技术的研发。因此,本论文在通过GC-MS分析、微宇宙培养和分子生物学技术阐明三峡水库消落带16种优先控制PAHs污染特征和生物降解途径的基础上,以含量最高的菲和荧蒽作为模式物质,实验探究厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）协同反硝化降解PAHs的机理,菲和荧蒽反硝化降解过程中一氧化氮（NO）的作用机制,以及铵对Anammox过程及苯反硝化降解的影响。通过对这些典型芳香烃反硝化降解机制的研究,以期为三峡水库消落带PAHs的生物转化过程认识及其污染的生物修复技术研发提供理论指导。研究得到如下主要结论:（1）所调查的三峡水库消落带16个点位表层土壤均能检测出PAHs,16种优先控制PAHs在高水位和低水位样品中的浓度分别为43.75-228.24 ng/g和30.75-206.26 ng/g土壤（干重）,且在城市区段显著高于农村区段。所研究土壤样品中PAHs厌氧降解功能基因（bam A）丰度和PAHs含量呈现显著正相关（R2=0.8）,且显著高于好氧降解功能基因（RHD）丰度。基于16S r RNA基因高通量测序的共现性网络分析表明,Anaerolineaceae、Dechloromonas、Bacteroidetes＿vadin HA17和Geobacter是三峡水库消落带土壤核心微生物,且具有介导硝酸盐和铁作为电子受体的PAHs厌氧降解能力;bam A基因多样性分析进一步揭示硝酸盐是三峡水库消落带土壤PAHs厌氧降解的主要电子受体;微宇宙培养实验也发现厌氧条件促进更多模式PAHs降解。因此反硝化生物降解是三峡水库消落带PAHs去除的主要途径。该研究可为三峡水库消落带土壤PAHs污染的厌氧生物修复提供理论指导。（2）以消落带含量最高的PAHs——菲和荧蒽作为模式化合物,开展其反硝化降解的微宇宙实验研究。然后通过接种厌氧氨氧化污泥探索其对反硝化降解菲和荧蒽的影响。结果表明厌氧氨氧化污泥的投加消除了累积的亚硝酸盐,使菲和荧蒽的平均降解速率分别达到11.77±0.31μmol/g VSS·d和6.07±0.42μmol/g VSS·d,大约是原来的1.82和1.95倍;同时bam A基因丰度增加到原来的2.26和16.78倍。细菌群落结构分析结果表明,反硝化降解菲和荧蒽主要功能微生物包括Moheibacter属、Hydrogenophaga属、Thauera属和Azoarcus属;另外,Pseudomonas属也可能是菲反硝化厌氧降解的关键参与者。该研究可为研发反硝化厌氧降解PAHs的强化生物修复技术提供参考。（3）NO是反硝化和Anammox的中间产物。在菲和荧蒽的反硝化降解体系中通入NO替代硝酸盐作为电子受体,探索NO的作用机理。长期运行实验表明,微生物能够以NO作为电子受体驱动菲和荧蒽的厌氧降解,其一级反应速率常数分别为0.1940 d-1和0.0825 d-1,类似于硝酸盐作为电子受体时的0.2290 d-1和0.1085d-1。但是NO还原酶基因（c Nor B、q Nor B）和NO歧化酶基因（Nod）的丰度均显著增加。与此同时芳香烃好氧降解基因RHD-GP丰度也分别增加了314.77和93.32倍,但厌氧降解基因bam A丰度却分别降低了102.33和102.27倍。因此,NO可能通过还原和歧化两种途径促进了PAHs的厌氧降解。多样性分析表明以NO作为电子受体降解菲的功能微生物在属水平主要为Pseudomonas和Ochrobactrum;降解荧蒽的功能微生物在属水平主要为Azoarcus、Moheibacter和Alicycliphilus。NO驱动的PAHs厌氧降解可同时消减气体污染物NO和N2O的释放,具有重要生态学意义。（4）铵是Anammox过程所必需的基质,通过构建苯反硝化降解微宇宙实验,探究铵对厌氧氨氧化菌（anaerobic ammonium oxidation bacteria,An AOB）富集及对苯降解的影响。结果表明无外加铵时异化硝酸盐还原为铵（dissimilatory nitrate reduction to ammonium,DNRA）和Anammox天然共存,An AOB能够利用异养微生物Draconibacterium和Ignavibacterium的DNRA过程产生的铵完成自身生命活动;其中分别有64%和36%的An AOB属于Candidatus‘Brocadia fuldiga’和Candidatus‘Kuenenia’。添加铵能够强化Anammox过程,有利于消除亚硝酸盐积累,使苯的降解速率增加1.9倍;其中的Candidatus‘Brocadia fuldiga’和Candidatus‘Kuenenia’的相对丰度分别为16%和84%。因此,无外加铵时Ca.‘Brocadia fuldiga’也可能是DNRA过程的重要参与者。因此,DNRA和外加铵有利于An AOB富集,进而促进苯的厌氧降解。该研究有利于进一步理解芳香烃反硝化降解过程中氮转化的机理,并为强化芳香烃污染的修复提供理论指导。