多环芳烃污染土壤中微生物分子生态毒性及其适应机制研究

微生物降解是土壤中多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）去除的最主要途径，然而在实际的生物修复实践中，土著微生物和外源高效降解微生物对PAHs的降解效率经过初期的有效阶段后往往随着时间推移降解效率不断下降甚至停滞，为此，本项目拟通过对降解过程中微生物群落结构和多样性变化的研究，开展针对PAHs污染土壤微生物修复过程中尚存的微生物降解能力减退问题的研究。通过实验室长期摇床液体培养试验和盆栽模拟试验，采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术和磷脂脂肪酸（PLFA）技术相结合的方法，研究多环芳烃污染对土著微生物和外源接种高效降解微生物的分子生态毒性，通过对土壤中脱氢酶和多酚氧化酶等酶活性的分析，揭示土壤微生物对PAH污染物的适应性机制，为了解生态适应和生态修复提供科学依据。

微生物降解是土壤中多环芳烃（PAHs）去除的最主要途径。在PAHs污染土壤微生物修复模拟实验中发现，土著微生物和外源高效降解微生物对PAHs的降解效率经过初期的有效阶段后往往随着时间推移降解效率不断下降，为此，本项目拟通过对降解过程中微生物群落结构和多样性变化的研究，开展针对PAHs污染土壤微生物修复过程中微生物降解能力变化问题的研究。通过实验室长期摇床液体培养试验和盆栽模拟试验，采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术和磷脂脂肪酸（PLFA）技术相结合的方法，研究PAHs污染对土著微生物和外源接种高效降解微生物的分子生态毒性，研究发现微生物群落的动态变化与PAHs污染物的降解相关性较强，外源菌群投加的初始阶段由于降解微生物的群落优势促进了污染物的生物降解，但是随着时间的推移，外源菌群的降解优势逐渐减弱。选取PAHs实际污染场地（新、老油井周边土壤），探讨不同时间和空间PAHs污染特征，利用PCR-DGGE和克隆测序技术探讨了不同PAHs污染水平下的土壤微生物的群落结构与分布特征以及微生物对PAHs污染物的适应机制，研究结果表明，不同PAHs污染水平的土壤微生物群落结构差异显著，新、老油井周边土壤石油污染水平差异性与微生物群落结构相似性指数均呈现负相关关系，老油井周边土壤微生物群落多样性指数随污染水平的增大而减小，新油井周边土壤微生物群落多样性指数随污染水平的增大而增大。DGGE图谱优势条带测序结果表明，新、老油井周边土壤均存在明显的PAHs优势菌，如微杆菌属链霉菌属、迪茨氏菌属、黄杆菌属等，这些微生物随着PAHs污染时间的延长而逐渐对PAHs污染环境产生适应性。