生活垃圾填埋场覆盖土长期在甲烷、氯代烃等挥发性气体的胁迫下具有多种功能微生物,被视为一种良好的甲烷减排和氯代烃处理生物催化材料。本研究基于典型垃圾填埋场覆盖土开展了甲烷氧化能力,氯代烃代谢能力,微生物多样性分析,覆盖土中混合菌耐受特性及群体感应等一系列研究。以山东莱芜、广东深圳、上海老港和重庆长生桥四个典型生活垃圾填埋场覆盖土为研究对象,全面考察覆盖土中微生物群落结构组成及理化性质对群落结构的影响。覆盖土微生物以α-变形杆菌纲Alphaproteobacteria和放线菌纲Actinobacteria为优势菌群,所占丰度范围分别为11.48%~17.40%和8.97%~14.06%,且覆盖土中存在降解氯代有机物菌属。总氮、总磷、有机质、硝态氮和铵态氮含量差异是影响覆盖土群落结构变化的原因之一。基于典型生活垃圾填埋场覆盖土微生物群落结构分析,对覆盖土进行甲烷富集和三氯乙烯驯化,考察覆盖土的甲烷氧化能力、三氯乙烯降解能力和群落结构变化情况。四个生活垃圾填埋场覆盖土甲烷氧化速率范围为0.2~0.87μmol/(gsoil·h),其对三氯乙烯具有降解能力,降解速率范围为0.009~0.013 mg/(L·h)。甲烷和三氯乙烯的加入改变了覆盖土中微生物菌群结构,如嗜甲基菌属Methylophilaceae_uncultured、节杆菌属Arthrobacter和假单胞菌属Pseudomonas经TCE驯化后相对丰度增加,这也证实了覆盖土氯代烃生物降解过程中,除了被广泛认可的甲烷氧化菌异养共代谢机制,还存在非甲烷共代谢机制和氯代烃自养降解机制。以甲烷为碳源从重庆长生桥垃圾填埋场覆盖土中富集混合菌,通过不同氯代烃耐受性驯化,明晰覆盖土混合菌对氯代烃的耐受程度及耐受特性。混合菌对二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯和1,2-二氯苯耐受浓度分别约为150 mg/L、140 mg/L、240 mg/L、250 mg/L、500 mg/L、600 mg/L和500 mg/L,对反1,2-二氯乙烯耐受浓度高于580 mg/L,高于已报道的耐受浓度。耐受驯化过程中氯代烃对混合菌的生长及甲烷氧化具有抑制作用,浓度越大抑制作用越大。同时,耐受驯化过程中发生了二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯和反1,2-二氯乙烯生物脱氯反应。基于氯代烃耐受特性研究,从微观方面进一步探究了混合菌对氯代烃的耐受性与群体感应关系。结合微生物生长特性及群落组成变化规律,筛选得一批对高浓度氯代烃具有耐受潜力的微生物菌群,如嗜甲基菌属Methylophilus。以皮尔森相关系数分析检验微生物之间相关关系,表明混合菌对氯代烃的耐受程度受微生物之间的相互作用影响,微生物之间存在相互联系、相互制约的关系。同时结合相关基因的表达,证实了在耐受过程中存在氯代烃代谢途径,颗粒性甲烷单加氧酶为关键酶之一,表明细菌细胞内的氯代烃降解为细菌抵御氯代烃毒性作出了贡献。