【摘 要】
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随着工业化和城市化进程的进一步加快,土壤中多环芳烃污染物（PAHs）严重影响着土壤生态和安全,土壤修复治理问题亟待解决。在众多修复方法中,生物修复法具有操作简便、对环境友好、发展空间巨大等特点,微生物和植物都可以将土壤中的菲、萘进行降解,但单一的微生物修复效率低且微生物对环境的要求比较严苛,微生物存活效率差等因素也会影响多环芳烃的去除能力,而单一的植物修复时间比较长,且受植物生长季节的限制。近年来
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随着工业化和城市化进程的进一步加快,土壤中多环芳烃污染物（PAHs）严重影响着土壤生态和安全,土壤修复治理问题亟待解决。在众多修复方法中,生物修复法具有操作简便、对环境友好、发展空间巨大等特点,微生物和植物都可以将土壤中的菲、萘进行降解,但单一的微生物修复效率低且微生物对环境的要求比较严苛,微生物存活效率差等因素也会影响多环芳烃的去除能力,而单一的植物修复时间比较长,且受植物生长季节的限制。近年来兴起的植物-微生物联合修复则可以将植物和微生物修复的优势结合起来,一方面植物的根部能够为微生物的生长提供巨大的比表面积,有利于微生物的生存,另外植物根表分泌的有机酸等成分也可以作为微生物的营养物质,另一方面,微生物的存在可以分解和转化部分污染物质,降低污染物质对植物的伤害。因此研究建立高效的植物-微生物联合修复体系,有利于克服单一植物修复和微生物修复的缺点,提高土壤中PAHs的去除效率。为此,本研究从焦化厂附近污染土壤和活性污泥中驯化出可降解菲或萘的复合菌群,采用高通量测序技术分析了复合菌群的结构及多样性,并从中分离出了部分优势纯菌,进一步采用室内盆栽试验初步分析比较了玉米联合复合菌群或纯菌修复菲、萘污染土壤的效率,初步建立了玉米-微生物联合修复治理土壤中多环芳烃污染物的体系。取得的主要研究结果如下:（1）从焦化厂附近污染土壤和活性污泥中驯化筛选到4个具有菲或萘降解能力的复合菌群,分别为污染土壤中的菲降解菌群T1和萘降解菌群T2,活性污泥中的菲降解菌群W1和萘降解菌群W2。采用基于16S r DNA的Illumina Miseq高通量测序揭示了4个复合菌群的结构及多样性,不同菌群的物种丰度大小排序为:T1>W2>T2>W1,而物种多样性大小排序为:T1>W2>W1>T2。从属分类水平看,土壤来源的菲降解菌群中优势菌有肠杆菌属Enterobacter（38.21%）、丛毛单胞菌属Comamonas（32.78%）和不动杆菌属Acinetobacter（20.49%）,萘降解菌群中的有肠杆菌属（85.16%）和不动杆菌属（9.67%）;活性污泥来源的菲降解菌群中优势菌为寡养食单胞菌属Stenotrophomonas（90.58%）,而萘降解菌群中的为不动杆菌属（52.74%）和肠杆菌属（40.11%）。（2）采用平板划线法从复合菌群T1和W1中分离出20株菲降解纯菌,从复合菌群T2和W2中分离出9株萘降解纯菌,其中EF3（Klebsiella oxytoca）、Nei2（Comamonas pittii）、F2-6（Arthrobacter oxydans）、N1-3（Pseudomonas putida）、N2-2（Comamonas aquatica）、ETN2（Acinetobacter sp.）等分类群首次被证实具有降解菲、萘的特性。在含100 mg·L-1菲或萘的无机盐培养基中培养96 h,复合菌群及纯菌对菲的降解效率依次为:W1（85.89%）>EF3（77.71%）>T1（52.63%）>F2-6（47.27%）>Nei2（41.22%）,对萘的降解效率依次为:W2（79.45%）>N1-3（64.61%）>T2（52.15%）>N2-2（48.60%）>ETN2（42.54%）。（3）盆栽试验结果表明玉米-降解菌联合修复方式对土壤中菲或萘的去除效率显著高于降解菌修复方式或植物（玉米）修复方式,其中,玉米-复合菌联合修复对菲或萘的去除效率又显著高于玉米-纯菌联合修复。在含100 mg·kg-1菲或萘的土壤中盆栽30 d后,玉米-降解菌联合修复方式对菲的去除效率依次为:玉米-W1（75.13%）>玉米-T1（69.55%）>玉米-EF3（66.61%）>玉米-F2-6（64.54%）>玉米-Nei2（58.40%）>玉米（33.28%）,对萘的去除效率依次为:玉米-W2（78.55%）>玉米-T2（69.40%）>玉米-N1-3（64.17%）>玉米-N2-2（62.41%）>玉米-ETN2（59.19%）>玉米（34.55%）。（4）在玉米-降解菌联合修复体系中,玉米的种植使土壤中的降解菌数量增加3～10倍,而降解菌的施用一方面降低了菲、萘对玉米的毒害作用,使大多数处理中玉米植株的生物量比单一玉米修复组的植株显著增加,另一方面在一定程度上促进了玉米对土壤中菲和萘的富集,使玉米茎叶和根系中菲、萘的平均积累量显著高于对照。
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