多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是环境中一类最重要的疏水性有机污染物之一,具有“三致”性、持久存在性和超强的生物聚积毒性。人类与生态环境已深陷PAHs污染的包围圈,日常生活中到处充满着PAHs的排放源,如“三废”的排放、生活垃圾的燃烧、交通运输过程产生的废气以及化石燃料的燃烧等。PAHs已成为环境治理方面重点关注的有机污染物之一。目前,PAHs比较有前景的治理方法是生物修复法,而降解菌的筛选是生物修复法中的第一步。筛选高效率的降解菌,能够极大地提升污染物的降解效率。由于PAHs具有较强的疏水性,而增加了生物利用的难度,因此需要辅助外物提高其生物利用率。当前,研究较热门的增溶物质-表面活性剂可有效地改善PAHs的生物利用性。但表面活性剂增溶生物降解的机理一直是各研究人员探索的重点之一,本研究也通过一系列实验试图说明该问题。本文提出了浊点系统增溶生物降解的新组合方案,通过重复利用细胞和浊点系统,进而提高菌株的降解效率,期望在今后实际应用中节省时间和降低成本。本研究的实验结果试图为PAHs污染的生物修复研究提供基础数据与理论依据。论文的主要研究内容和结果如下:1、PAHs降解菌株筛选、生理生化特性分析、鉴定与保藏。实验以PAHs的典型目标污染物-菲为唯一碳源和能源,从长期受石油化学产品污染的土壤中分离纯化出PAHs高效降解菌,将其命名为CFP312。其菌落形态呈现白色、圆形、个头较小、略显透明、表面光滑湿润、易于挑起、边缘齐整、有光泽等特性。经16S rDNA序列分析得到该菌株属于Moraxella osloensis sp.(奥斯陆莫拉克菌属),CFP312是该菌属中首个被发现具有PAHs降解功能的菌株。菌种的GenBank登录号为MK283753。同时,该菌种已保藏到广东省微生物菌种保藏中心,专利保藏编号为GDMCC NO.60595。2、降解条件分析。采用紫外分光光度法和高效液相色谱法(HPLC)等分析方法研究pH值、温度、转速、底物浓度和时间曲线对菌株CFP312降解PAHs的影响以及底物谱利用实验。结果发现,在菲浓度为400mg/L条件下,菌株降解菲的最佳条件为37℃,160rpm,pH 8.0,降解48h;通过底物谱利用实验分析,菌株CFP312不能利用葡萄糖,蔗糖等常见碳源,但能专一性利用菲。3、Triton X-100和β-环糊精增溶降解菲的机理探索。本项目为了探究表面活性剂对菌株CFP312降解的影响及其原因,进行了如下实验研究:菲降解菌降解系统的筛选,不同浓度降解系统对细胞增溶降解的效果,降解系统对细胞生长的影响,细胞在NAPLs的粘附性实验,增溶系统对菲在水相-非水相分配影响以及细胞在晶体菲上的吸附与洗脱实验。得到以下结论:实验最后筛选出Triton X-100、β-CD、TMN-3和SL这四种物质可以增强菌株CFP312对PAHs的降解率。Triton X-100在1/2CMC促进菌株CFP312在水溶性碳源上生长,而β-CD在5CMC时,表现为促进效果;Triton X-100和β-CD对细胞在液LB生长基本没有影响。降解系统Triton X-100和β-CD促进菌株CFP312降解的机理可能与细胞粘附性、菲在水相-非水相的分配以及细胞洗脱情况有关。4、浊点系统与细胞重复利用生物降解菲的组合方案探究。主要探究了浊点系统中重复使用鞘氨醇单胞菌细胞连续降解菲的相关情况,进行了如下实验:细胞生长时间对生物降解的影响,细胞和浊点系统重复利用实验,细胞和凝聚层相重复利用实验,细胞单独重复利用实验以及细胞重复利用方案组合实验。实验主要结论:组合重复利用方案使得生物降解效率最大化,并在未来的实际应用中提供了节省时间和成本的可能性。