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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。目前,治理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,易破坏土壤生态,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。微生物-植物联合修复,将微生物修复与植物修复的优点相结合,利用自然环境中植物根系对微生物生长的促进作用,有效地提高PAHs的微生物降解率,所以植物与微生物二者的联合作用对PAHs的降解研究已成为近年来新的研究热点之一。本研究从长期受石油污染的土壤中分离、筛选到菲、芘降解菌株共6株,其中其中菲降解菌株3株F10a、F4a和B2b,芘降解菌株3株B1、TB3、B4,对6株菌进行了生物学特性的研究,根据菌体形态特征、培养特征及生理生化特征,初步鉴定表明菌株F10a被鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),B2b和B1属于氮单胞菌属(Azomonas spp.),F4a、TB3和B4属于假单胞菌属(Pseudomonas spp.)。根据6株菌对菲、芘降解效能的不同,选取菲降解菌株F10a,芘降解菌株B4进行摇瓶条件下对菲、芘降解效能和降解条件的研究。结果表明,菌株F10a在28℃摇床振荡培养条件下培养27 h时对50 mg.L-1菲的降解率为98.12%,培养48 h时对菲100 mg.L-1的降解率为98.15%,培养84 h时对菲200mg.L-1的降解率为99.6%,细菌数量的增长与菲降解呈正相关。菌株F10a在5%盐浓度以下对菲具有较高的降解效能,8%盐浓度以上生长受到一定程度的抑制;pH4~8时菌株F10a对菲具有良好的降解效能,在碱性环境中菌株F10a不能生长;Zn2+(100 mg.L-1)与Pb2+(200 mg.L-1)的存在不影响菌株F10a对菲的降解,Cr6+(50 mg.L-1)对菌株F10a具有毒害作用,Cd2+(100 mg.L-1)和Cu2+(50 mg.L-1)对菌株F10a具有一定程度的抑制作用。菌株B4在28℃振荡培养条件下,对50 mg.L-1的芘降解率为91.70%,芘降解与细菌数量的增长呈正相关。加入水杨酸(50 mg.L-1)作为共代谢底物,降解率可达到95.55%。菌株B4在2%盐浓度下对芘的降解效能不受影响,盐浓度大于5%时菌株B4的生长受到强烈抑制;菌株B4在弱酸性环境中生长繁殖和对芘的降解受到一定程度的抑制,pH7~10时菌株B4对芘具有良好的降解效能:研究发现,Pb2+(200 mg.L-1)与Zn2+(100 mg.L-1)的存在对菌株B4的降解效能影响较小,Cu2+(50 mg.L-1)对菌株的生长具有一定的抑制作用,Cd2+(100 mg.L-1)和Cr6+(50 mg.L-1)对菌株B4具有毒害作用。研究表明菌株F10a和B4可以分泌IAA和铁载体,促进植物的生长。在菲、芘及菲芘混合污染的土壤中种植玉米并将菌株F10a和B4接种于玉米根际,研究微生物-植物联合作用对菲、芘及菲芘混合污染土壤的生物修复。经过35天的盆载实验,结果表明,在菲(100 mg.L-1)污染土壤和芘(50 mg.L-1)污染土壤中,接菌处理的玉米生物量明显高于不接菌处理,在菲(100mg.L-1)芘(50mg.L-1)混合污染土壤中,接菌处理的玉米生物量与不接菌相比没有显著差异。使用微生物-植物联合修复方法,菲(100mg.L-1)污染土壤中菲的去除率为72.39%,芘(50mg.L-1)污染土壤中芘的去除率为60.62%,菲(100mg.L-1)芘(50mg.L-1)混合污染土壤中菲的去除率为57.25%,芘的去除率为55.01%,均高于单纯植物修复和微生物修复,明显高于对照处理。种植玉米土壤中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性明显高于不种植玉米土壤,种植玉米土壤中接菌处理与不接菌处理相比,过氧化氢酶和多酚氧化酶活性没有显著差异。采用选择性培养基进行分离计数,发现菌株F10a和B4可以在玉米根际定殖。随着盆栽实验的进行,各土壤中细菌数量基本不变,真菌数量逐渐减少,放线菌数量有一定程度的增加。