全球每年有280万人因室内空气污染而死亡,其中主要污染物为甲醛。传统防治室内甲醛污染的方法均存在一定的缺点,如吸附法对低浓度的甲醛物理吸附的效率较低,稳定性差,容易脱附,且易受温度和甲醛浓度变化的影响;植物对甲醛的吸收作用净化室内空气需要在较低污染物浓度下,且作用时间较慢;臭氧本身也是一种空气污染物,超过一定浓度后对人体会造成伤害。选择安全高效的甲醛降解方法是目前的研究趋势。本研究旨在采用微生物法降解室内甲醛,利用微生物以甲醛为碳源将其氧化,降解为无毒、无害的无机物的方法,具有甲醛降解效率高、无二次污染的优点。通过分离纯化富集末期的复合菌液筛选出几株甲醛降解菌,对甲醛降解菌的降解条件进行优化,并构造室内甲醛净化装置,为构建高耐受高效率降解甲醛的工程菌和生物法去除室内甲醛污染的应用奠定基础。研究过程得到结论如下:(1)在40 L/min高曝气条件下以甲醛为唯一碳源对复合菌液富集培养,甲醛最高起始浓度为1500 mg/L时24h内甲醛的降解效率高达93.68%。(2)利用Illumina Miseq高通量测序技术探究复合菌液富集过程中微生物群落结构变化规律发现,四个富集阶段的样品均由变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主体的7~12个菌门组成。变形菌门在四个阶段样品中的占比分别为73.92%、78.38%、86.78%和57.03%,随着甲醛浓度的增高其样品相对丰度升高,甲醛浓度骤降后,其样品相对丰度呈现先微升后剧降的趋势。拟杆菌门在四个阶段样品中的占比分别为25.91%、20.66%、9.46%和11.58%,其样品相对丰度变化趋势与变形菌门相反。菌纲的的变化规律与菌门相一致,验证了复合菌液富集四个阶段微生物群落结构经历了明显的演替过程。四个阶段的样品均由甲基杆菌属(Methylobacterium spp.)和假单胞菌属(Pseudomonas spp.)为绝对优势属种的11~18种优势属种组成。甲基杆菌属在四个阶段样品中的占比分别为34.88%、13.67%、32.63%、16.00%,假单胞菌属分别为18.38%、32.08%、36.87%、17.78%。随着甲醛浓度的增高,甲基杆菌属的样品相对丰度减小,而假单胞菌属的样品相对丰度升高;甲醛浓度骤降后,甲基杆菌属和假单胞菌属在样品中的相对丰度均呈现先升后降的趋势。(3)高曝气量条件下分离纯化富集末期的复合菌液共得到16株甲醛降解纯菌,显微镜下观察均为杆状菌,经鉴定16株甲醛降解菌分属于甲基杆菌属(Methylobacterium spp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus spp.)、生丝微菌属(Hyphomicrobium spp.)、皮氏罗尔斯顿菌(Ralstonia pickettii)四个属种,其中,3号、9号、11号菌株24h降解起始浓度1300 mg/L的甲醛降解率高达90%以上。另外,皮氏罗尔斯顿菌是条件致病菌可能对人类健康产生威胁,后续实验对其进行舍去。(4)优化甲醛降解菌降解条件发现:(1)当碳氮比为10:1时可使甲醛降解菌更快地度过迟缓期和对数期到达稳定期;(2)小分子麦芽糖作为外加碳源,且浓度为1.0 g/L时同样可使甲醛降解菌更快地度过迟缓期和对数期到达稳定期,并促进甲醛降解菌的降解效果;(3)当培养基的氮源为有机氮源—尿素时更易促进甲醛降解菌降解效果的提升;(4)含量50~150μL的微量元素对甲醛降解菌的降解效果有促进作用,超过该浓度时甲醛降解菌的降解效果会受到抑制。另外,甲醛降解菌可耐受浓度2854.5 mg/L的甲苯和5148.5 mg/L的三氯甲烷。(5)30℃、160 r/min恒温摇床培养条件下三种混合菌群的甲醛降解率均稳定维持在95%~100%,而静置培养条件下的甲醛降解率在0%~80%内大幅度波动。九种载体中的尼特利纤维环、石英球、泡沫滤珠和果壳活性炭作载体效果最好,菌群甲醛降解率能稳定在95%~100%内。三种混合菌群中优质菌株混合菌群降解甲醛效果较差,降解率在50%~95%内波动,全部菌株混合菌群与复合菌液甲醛降解率均稳定维持在97%~100%。(6)最优降解条件下30℃、160 r/min恒温摇床培养时,有石英球载体投加的实验组甲醛降解率呈指数增长,且在84h内将起始浓度1000 mg/L的甲醛降解完全。高效复合菌剂在曝气量30~60 L/min的条件下24h内降解起始浓度1700mg/L的甲醛均在92.56%以上;曝气量70~80 L/min的条件下24h内降解起始浓度1600 mg/L的甲醛达89.14%。曝气量在60 L/min时,高效复合菌剂24h内降解起始浓度600~1700 mg/L甲醛的降解率均在92.79%以上,且降解效率稳定。证明装置可行性高。