石油既是现代社会的“战略性能源”,也是用途极为广泛的“化工原料”。然而,在原油大量勘察、开采、运输和冶炼的过程中所带来的石油污染,不仅导致了生物多样性减少、生态平衡破坏和雾霾天气等环境污染,也给人类健康带来了巨大的危害。尤其是石油中原本含有的和在开采过程中所加入的一些基础材料带来的重金属污染物与石油中稠环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)类物质的复合污染,危害性高,治理难度大,已成为世界广泛关注的环境污染问题。微生物修复技术如生物强化等依赖于生物降解功能,与传统方法相比具有成本低,效率高,无二次污染等优点,在石油污染治理中扮演着重要的角色。因此,本文开展以生物强化和PAHs-重金属复合污染下真菌-细菌菌群协同生物修复作用机制为中心的系列研究,对建立有效的生物强化修复石油污染策略以及对遭到石油污染的土壤的生态恢复和环境净化意义重大。首先以陕北石油污染土壤为样品,通过富集、初筛、复筛、纯化获得具有石油降解能力的菌株,再通过生理生化、形态学及分子生物学鉴定其种属,并对其石油降解能力、芳香烃降解能力及实际污染修复能力进行分析。其次,通过模拟实际高浓度原油污染土壤修复过程,进行了枝顶孢属(Acremonium sp.)真菌(YC-ZJ-1)参与的促进枯草芽孢杆菌(Bacilus subtilis)细菌(Bal)生物强化修复策略的研究。最后,为探究在PAHs和重金属共存的典型复合污染环境中真菌-细菌协同降解作用机制,以稠环芳烃为有机污染物模型,以真菌YC-ZJ-1和细菌Bal为模型微生物,研究不同重金属对真菌-细菌协同降解混合芳香烃的影响作用机制,并探究了非水相环境中铜和锰两种重金属离子存在时真菌菌丝对能动细菌传递作用的影响和作用机制及真菌协同细菌对荧蒽的降解性能。所得到的实验结果如下所示:(1)从石油污染土壤中筛选出了 13株能降解石油烃类物质的细菌,选择了降解率最高为74%的t-8,通过形态学观察、生理生化实验和分子生物学鉴定为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis,简写为Bal,菌株保藏号为CCTCCCCTCCAB2014248。通过气相色谱-质谱方法和高效液相色谱对该菌的石油降解能力进行分析,研究发现该菌能降解大部分的烷烃和低分子量芳香烃,说明其具有较好的石油降解效果。(2)在生物强化修复过程中,真菌和真菌-细菌菌群的连续接入显著的促进了高分子量石油组分和稠环芳香烃的降解和脱氢酶活性表达,因此可有效地增强生物强化修复的效果。但在单独真菌连续接入的生物强化过程中,发现了 C22等中间代谢产物的累积,因此限制了稠环芳香烃的降解效率;而真菌-细菌菌群的连续接入的修复过程中无中间代谢产物的累积,因此,真菌-细菌菌群能更好的降解稠环芳香烃类化合物。(3)通过重金属耐受实验发现Bal细菌对六种重金属离子均有不同程度的耐受性。六种重金属对细菌的毒性大小顺序为:Fe2+>Ni2+>Al3+>Cu2+>Mn2+>Zn2+。(4)重金属锰离子对荧蔥的降解有明显的促进作用,并且能显著的促进真菌菌丝对细菌的传递通道作用。但对能动细菌沿着真菌菌丝自由扩散的促进作用并不明显(5)重金属铜离子的存在抑制了真菌-细菌菌群对荧蒽的降解,降低了真菌菌丝对细菌的传递通道作用和能动细菌沿着真菌菌丝的扩散作用。结论:通过系列研究,发现真菌和细菌在降解污染有机物过程中存在协同作用,重金属离子的存在会影响真菌-细菌菌群的协同降解作用。以真菌-细菌菌群为主的生物强化技术有望成为石油污染以及稠环芳烃污染修复的重要策略之一。