多环芳烃(PAHs)是一种广泛存在于环境中的污染物,主要来源于有机材料的不完全燃烧,对环境和人体产生巨大的危害,土壤PAHs污染更为严重。菌株F14是一株利用原生质体融合技术构建的融合菌株,对PAHs具有降解能力,本文采用生物质炭吸附-包埋-交联的复合式固定化方法制备固定化微生物小球来增加该菌株去除环境中PAHs的能力。研究了固定化微生物小球的理化性质、对溶液中芘的去除效果以及固定化过程中的重要影响参数;同时将固定化微生物小球用于修复PAHs污染的土壤。主要研究结果如下:(1)首先采用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)作为固定化材料制备固定化小球,对固定化小球成球效果、传质性能和机械性能的分析表明,载体PVA和SA的最佳配比为8%和1%,制备的固定化小球的直径约为3 mm;与游离态微生物相比,固定化微生物可以更好更快地去除芘。(2)分析不同碳化温度下的生物质炭制备的固定化小球的传质性能和SEM图,可以看出,使用生物质炭吸附固定化微生物可以有效地增加载体的比表面积、孔隙率和传质性能等;生物质炭固定化小球对芘的去除能力高于PVA-SA固定化小球,并且生物质炭碳化温度越高,对芘的去除效果越好;与此同时,对固定化小球的使用周期的研究发现固定化小球可以重复使用8个周期。(3)通过改变不同的固定化方法和固定化材料形成不同的固定化颗粒,并且比较其对于芘的去除能力,结果表明:通过化学交联法制备的PVA-SA-生物质炭固定化颗粒对芘的去除率最高;另外通过比较不同的固定化颗粒粒细胞密度和固定化过程中的接种量来确定微生物的最佳添加量,结果发现固定化颗粒的粒细胞密度与芘的去除率呈现负相关,而固定化菌去除芘的最优接种量是500 mg/L,并不是接种量越高,芘的去除效率越好。(4)探讨固定化微生物技术修复多环芳烃污染土壤的可行性,应用游离菌和固定化菌对PAHs污染土壤进行修复,结果表明:在含芘土壤的修复实验中,生物质炭固定化小球的去除效果最好,30 d内对初始浓度为100 mg/kg的土壤中芘的去除率达到49.86%,比游离菌高出27.53%;在焦化厂多环芳烃实际污染土壤的修复实验中,生物质炭固定化小球对PAHs的去除效率高于其他处理组,并且对于6环的PAHs去除率最高能达到62.02%。