染料的大量生产和使用,不但引发了严重的环境污染问题,而且严重威胁着人类的健康。因此,对染料废水进行治理刻不容缓。生物处理法因其环境友好性等优点而被认为是最有前景的方法,尤其是电活性微生物,由于其具有非特异性降解作用,更是被广泛地用于环境污染修复研究。然而,这些研究几乎都是利用乳酸等小分子有机物为碳源,成本较高,因为电活性细菌大都缺乏对相对便宜的大分子有机碳源,如淀粉等的利用能力。针对这一问题,本文选取模式电活性菌Shewanella oneidensis MR-1,通过构建其和真菌(Gloeophyllum trabeum)共培养混菌体系,以实现电活性细菌使用淀粉为碳源的污染修复。首先,以染料污染物作为评估对象,考察了该混菌体系对不同结构类型染料的厌氧降解效果;在此基础上,针对模式偶氮染料甲基橙(Methyl Orange,简称MO),对该混菌降解体系进行了效果优化,并评估了降解产物的毒性;最后,针对MO,从生物与化学角度深入研究了该混菌体系的降解机理。得到的主要结论如下:(1)通过创新性地构建S.oneidensis MR-1和G.trabeum的混菌体系,成功实现了S.oneidensis MR-1以淀粉大分子有机物为碳源对污染物的还原降解,降低了产电微生物污染修复的碳源成本。(2)S.oneidensis MR-1和G.trabeum共培养混菌体系对不同结构类型染料(强极性偶氮染料甲基橙、中极性偶氮染料阳离子红、低极性偶氮染料甲基红、三苯甲烷类染料苯胺蓝、金属复合染料萘酚绿B)都能进行有效的还原降解(降解率均超过92%),具有广谱降解性。(3)S.oneidensis MR-1和G.trabeum共培养混菌体系的降解效果受染料初始浓度、细菌与真菌接种比例、温度、pH和碳源浓度等因素的影响,但受盐度的影响较小,对高盐环境耐受性好。得到的最优降解条件为:甲基橙初始浓度100 mg/L,产电菌与真菌的接种比例2:3(V/V),淀粉浓度2 g/L,温度30℃,pH 7.0。在该优化条件下,10 h的甲基橙降解率为96.1%,且经降解后的植物毒性变小。(4)S.oneidensis MR-1和G.trabeum共培养混菌体系对染料的降解归因于S.oneidensis MR-1和G.trabeum的协同作用。其中,G.trabeum通过将大分子淀粉逐步分解为小分子乙醇等,为S.oneidensis MR-1降解污染物提供小分子碳源;而S.oneidensis MR-1则是污染物降解的主要承担者,其利用生成的小分子碳源进行厌氧异化呼吸,释放的电子将染料还原降解。且相比于纯培养S.oneidensis MR-1体系,甲基橙降解过程中的电子传递通路并没有发生改变,甲基橙仍然在胞外被还原降解,偶氮键断裂,生成N,N-二甲基-1,4-苯二胺与对氨基苯磺酸。