多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一种典型的有机氯污染物,具有疏水、难降解、远距离传输等特性,容易在土壤和底泥中富集。河湖底泥中的多氯联苯可通过水体中的生物富集作用危害人类健康。在厌氧条件下,一些微生物可以利用多氯联苯作为其终端电子受体获取能量,从而实现多氯联苯的脱氯降解。然而,多氯联苯的微生物降解具有地点特异性。因此,针对特定底泥沉积物研究自然环境下脱氯微生物的作用与机理,是实现该地区多氯联苯污染底泥原位修复的关键基础工作之一。本文研究了三种地球化学条件下太湖底泥微环境中多氯联苯的微生物脱氯降解行为。三个反应组分别为外加PCBs母体的微环境(记为T-1实验组,即产甲烷条件下太湖底泥反应微环境)、外加PCBs母体以及Na2S04的微环境(记做T-S实验组,即硫酸盐还原条件下太湖底泥反应微环境)、外加PCBs母体以及FeOOH的微环境(记做T-Fe实验组,即三价铁还原条件下太湖底泥反应微环境),对多氯联苯在各实验微环境下的天然微生物降解情况进行为期66周的监测,共采集了 13个时间点的111个样品。将泥浆样品中的多氯联苯提取纯化后,参照美国环保署方法(EPA Method 8082)进行气相色谱检测,对降解产物定量分析;同时提取各样品的总菌DNA,进行高通量测序及荧光实时定量PCR实验,考察细菌群落结构随脱氯进程的变化,并筛选多氯联苯降解指示微生物/基因。主要结论如下:(1)脱氯速率由快到慢排序为T-1组>T-Fe组>T-S组。竞争性电子受体会抑制多氯联苯脱氯,且硫酸盐的抑制作用强于三价铁。66周内,T-1组、T-Fe组、T-S组多氯联苯总浓度由49.56 土0.38 mg/kg分别降至37.21±1.43 mg/kg、39.80土0.45mg/kg、43.43±0.63mg/kg。类二噁噪英毒性当量分析可知:T-l、T-Fe、T-S组分别在15、36、66周内降低了约80%,与脱氯速率的结果吻合。(2)高通量测序结果表明,第0、6、24、66周与脱氯相关的绿弯菌门(Chlorofexi),尤其是其中的Dehalococcoides有增长趋势。但已知的多氯联苯脱氯菌只占微环境体系中的少数,Dehalococcoides菌最高占细菌总数的4.13%,各实验组中更多的是不具备多氯联苯脱氯功能的细菌,如厚壁菌门梭菌目(Clostridiales)、δ变形菌亚门(δ-Proteobacteria)等微生物。(3)脱氯相关菌 Chloroflex/、Dehalococcoides 16SrRNA 基因、还原脱卤酶基因ardA、rdh12均能指示T-1组和T-Fe组底泥微环境脱氯反应的发生,但无法指示T-S组反应的发生,Chloroflexi 16S rRNA基因、ardA、rdh12可以指示T-S组脱氯反应的加快,且ardA、rdh12基因的所有指示均更加灵敏。(4)多氯联苯单体测定结果表明底泥微环境中存在多氯联苯邻位脱氯现象,但qPCR实验却发现已知的邻位脱氯菌o-17/DF-1 16SrRNA基因浓度很低,推测太湖底泥中存在其它未知的具有邻位脱氯功能的微生物,有待进一步研究。系统深入地研究底泥中的脱氯菌,对揭示多氯联苯的降解过程、开发相关原位修复技术具有重要作用。