多环芳烃类化合物(PAHs)是环境中普遍存在的持久性有毒有机污染物。大量研究证实,多环芳烃具有慢性毒性和致癌、致畸、致突变的“三致”作用,引起各国环境科学工作者的广泛关注。菲作为一种广泛分布于自然环境的三环芳烃,含有多环芳烃中与“三致”关系密切的化学结构一—K-region和Bay-region,因此成为多环芳烃污染研究的模式化合物。对菲生物降解的研究,不仅有助于环境中菲污染的消除,还可帮助人们了解其它多环芳烃的降解机制及生物降解的可行性,为多环芳烃及石油污染环境的生物修复提供相应的理论依据和治理措施。目前,治理PAHs污染土壤的方法主要有物理修复、化学修复和生物修复。物理化学修复成本昂贵,易改变土壤结构,破坏土壤生态环境,不适合大规模应用。生物修复技术(包括微生物修复和植物修复)因具有成本低、无二次污染、可大面积应用等独特优点而越来越受到人们的重视。植物-微生物联合修复是利用环境中植物根系对微生物生长的促进作用,有效地提高微生物降解率。因此,植物-微生物联合作用在PAHs亏染土壤修复中有着重要意义。本研究从长期受多环芳烃污染的土壤中富集得到一组菲高效降解复合菌群,并从中分离、筛选到菲降解菌株3株。通过对这三株细菌的形态特征、生理生化特征测定,以及16S rDNA序列分析初步鉴定菌株B1、J1和L2分别为博德氏菌(Bordetella petrii),墨西哥假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas mexicana)和无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)。以复合菌群为研究对象,摸索了高效菲降解复合微生物菌群的生长条件,研究了对其他芳烃的利用情况,以及不同的共代谢底物对菲降解的影响。结果表明此高效菲降解复合微生物菌群是中温型,最适宜的pH环境为中性,在偏碱的环境中也能较好的生长繁殖,对金属离子Pb2+、Cu2+、Crn、Zn2+和As3+都具有一定的耐受性。除了菲以外,此复合菌群还能利用芴、苊、芘、萘和吲哚为唯一碳源生长。同时在多重有机污染物的存在下,复合菌群代谢菲的同时也能代谢部分芘、荧蒽和苯酚。而甲苯对复合菌群的生长和菲代谢有抑制作用。在共代谢底物的研究中,水杨酸,邻苯二甲酸氢钾,葡萄糖和酵母膏都能促进复合菌群对菲的降解,而植物油则产生了相反的作用。研究复合微生物菌群降解菲的特性,对优化菲的降解效果有重要的作用,为菌群的扩大培养和实际应用节约了成本,也打下了良好的基础。通过对复合菌群梯度稀释平板法培养和镜检研究,并结合菌株B1、J1和L2混合液与复合菌群降解菲效率的比较,表明菌株B1、J1和L2是复合微生物菌群中的优势菌,对菲的降解起主要作用。而通过对菌株B1和L2生长条件的研究,表明中性偏碱的环境更有利于菌株B1和L2的生长繁殖。这也与复合菌群相吻合。而不同的金属离子对菌株B1和L2的生长影响也不相同。Zn2+(50mg.L-1)和As3+(50mg.L-1)对菌株B1的毒性最大,菲几乎没降解。而20mg·L-1的Cr3+对菌株L2的毒性最大。菌株B1和L2对Cu2+(10mg·L-1)和Pb2+(200mg·L-1)的耐受性较好。最后,本研究以黑麦草和复合菌群为材料,采用盆栽试验方法,研究了黑麦草、复合菌群及其联合作用在菲污染土壤修复中的效果。结果表明黑麦草和复合菌群对土壤中菲的去除都有一定作用,但是添加复合菌群的处理在前期对菲的去除效果显著。88天后,菌和植物联合修复的处理土壤中菲的残留量最低,初始浓度为39.6mg·kg-1和8.22mg·kg-1的高低两污染水平分别残留了0.32mg-kg-1和0.59mg-kg-1。而只种黑麦草的处理分别残留了0.88mg·kg-1和1.11mg·kg-1。用平板计数法监测了修复过程中细菌、真菌和放线菌数量和种类的变化,发现微生物数量与菲含量呈反比。使用PCR-DGGE技术对修复过程中人工污染土壤中两个不同时期的细菌群结构的变化进行了监测,在DGGE图谱中,细菌B1、J1和L2的特征性条带在整个修复过程中一直存在。不同处理问,细菌群落结构的差异明显,趋势与平板计数的结果吻合。通过自然污染土壤的微生物修复实验,菲的浓度在9天内从4.74mg·kg-1下降到0.26mg·kg-1,菲的去除率达到94.51%,而不接菌的对照处理,9天后菲的残留量为4.52±0.10mg·kg-1干土,去除率仅为4.64%。进一步证明了用复合菌群修复菲污染土壤的可行性。