近年来,社会与工业化进程快速发展,各类环境污染问题也随之出现。多环芳烃（PAHs）是一类持久性有机污染物,对自然环境污染严重,危害生物体健康。越来越多的研究发现,以CO2为电子受体的PAHs产甲烷降解更契合于深层土壤、淹水土壤、厌氧沉积物等厌氧环境中PAHs的生物去除。但是,产甲烷环境中PAHs的生物降解过程复杂,仍存在去除慢、效率低、微生物群落分布特征及作用机制不清晰等问题。针对这些问题,本论文选取复杂的石油污染及PAHs特征污染物—菲（PHE）作为研究对象,研究了厌氧产甲烷系统对PAHs长期污染的响应及生物炭强化厌氧微生物群落修复PAHs污染的相关机理。论文为生物炭强化厌氧微生物群落修复环境中PAHs污染提供科学依据,对发展PAHs污染土壤的原位微生物修复技术具有重要的参考价值。主要研究结果如下:1.PHE长期污染厌氧产甲烷系统的研究表明,PHE的生物去除率受限,最高去除率为61.1±6.6%。PHE被污泥逐渐吸附,最终浓度累积至12.53 mg/g TS,此过程削弱了UASB反应器处理废水中化学需氧量（COD）、氨氮、挥发性脂肪酸的能力。同时,PHE抑制了 Thermotogae、Latescibacteria和Bacteroidetes中部分发酵细菌及乙酸营养型Methanosaeta的生长繁殖。为抵御PHE的毒性,微生物分泌胞外聚合物（EPS）量和ATPase活性显著上升。参与PHE降解的功能菌（互营产乙酸菌群、甲苯降解功能菌群）丰度升高。潜在的产甲烷功能酶丰度变化和产甲烷代谢实验结果共同验证了菲对乙酸营养型产甲烷菌的代谢有不利影响。2.探究了生物炭在复杂石油污染的和PHE污染的产甲烷环境中强化PAHs生物降解的潜力:（1）石油污染环境中,生物炭的最佳剂量为0.6g/gVS油泥（5.6g/L）,显著提升了水解、酸化、乙酸化、甲烷化阶段的效率;Clostridium和Bacteroides等电活性发酵细菌演及乙酸营养型Methanosaeta被富集,加快了微生物群落间的种间直接电子传递（DIET）过程,改变了原始微生物群落结构。最主要的是,生物炭刺激了 Xenobiotics biodegradation＆metabolism路径中多数功能基因的表达;长链烷烃、PAHs、酚类、苯系物等特征污染物在适量生物炭（0.6 g/gVS油泥）添加组中能被有效降解,其中,顽固性PAHs（萘、PHE）的中间代谢产物明显增多。（2）PHE污染的环境中,生物炭能够通过增强微生物电子传递体系和功能酶的活性、刺激微生物EPS中蛋白含量升高等路径,维持系统稳定,强化微生物代谢能力,显著增强共代谢碳源（淀粉）向甲烷的转化。生物炭可以使有机负荷升高造成的系统失衡快速恢复,PHE的生物去除效率从49.1%上升至86.2%。此强化过程中,生物炭使得降解PHE的优势微生物群落演变为Firmicutes、Bacteroidota,并促进了产电细菌（Bacteroides、fGeobacteraceae、VFAs 互营氧化菌等）与 Methanosaeta之间的 DIET;Bacteroides和Methanolinea在生物炭表面显著富集促进了吸附在生物炭上PHE的生物降解。3.构建了 PHE污染的淹水土壤环境,进一步探索了以上研究的应用可行性。厌氧污泥作为外源微生物群落加入,土壤中的PHE去除效率从55.7%提升至72.0%;生物炭的吸附和固定作用限制了 PHE的去除;而生物炭与厌氧污泥联合强化了厌氧微生物群落对PHE的代谢,实现了最高的PHE去除效率（81.0%）。厌氧污泥加入后,与PHE降解相关的优势微生物群落演变为Chloroflexi和Proteobacteria,并引入了产甲烷古菌Euryarchaeota,丰富了系统内碳循环代谢路径;生物炭加入到土壤与污泥共同构成的厌氧环境中,与污泥环境中相似,Bacteroides、Methanolinea被富集,并促进了电活性细菌（Bacteroides、fGeobacteraceae）与乙酸营养型Methanosaeta之间的DIET过程,从而强化了厌氧微生物群落对PHE的降解,表明生物炭与厌氧微生物群落（产甲烷环境）在修复PAHs污染土壤方面有巨大的应用前景。