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多环芳烃(PAHs)是一类含有两个或两个以上苯环，以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物，熔点和沸点较高，具有疏水性强、蒸气压小、辛醇-水分配系数高等特点，广泛存在于土壤环境中。某些高分子量PAHs已被证明具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应，其环境风险不容忽视。本文结合我国土壤PAHs污染状况，在国内外相关研究现状与趋势的分析基础上，重点开展PAHs污染土壤的生物修复效应和机理的研究，主要包括：高分子量PAHs高效降解菌和菌群的筛选和鉴定，PAHs污染土壤的微生物修复效应和微生物群落结构变化，PAHs污染土壤的菌群一植物联合修复效应，以及植物吸收、转运14C-pAH的机理研究等，为PAHs污染土壤的生物修复技术发展提供了新的科学依据和技术途径。
本研究的主要结果总结如下：
1)从多环芳烃污染土壤中分离获得一株能以苯并[a]芘(B[a]P)为唯一碳源生长的细菌菌株，鉴定结果表明该菌株为噬氨副球菌(Paracoccus aminovorans)，编号为HPD-2。HPD-2在B[a]P浓度为3.0 mg L-1的培养液中生长5 d后，B[a]P的降解率为89.7％；浓度为50 mg L-1时，15 d后B[a]P的降解率为46.2％，且溶液pH值随时间升高，溶液中出现双羟基菲的积累。该菌株对四环PAHs也有较好降解能力，7 d后芘和荧蒽的降解率分别为47.2％和84.5％。
2)应用HPD-2对PAHs污染土壤进行了修复试验。接菌土壤中PAHs各组分的降解率在19.5％～36.2％之间，PAHs总去除率为22.9％，三环PAHs的降解率最高(36.1％)，五环(26.0％)高于四环(20.9％)。HPD-2显著提高了土壤中细菌的数量，但对放线菌和真菌数量的影响不明显。PCR-DGGE分析结果表明，HPD-2在修复过程中逐渐成为土壤中的优势菌，表明该菌株在PAHs污染土壤的生物修复中具有较好的应用前景。
3)以污染土壤PAHs提取物为碳源，从PAHs长期污染土壤中筛选到一组能高效降解PAHs的菌群。PCR-DGGE分析结果表明，此菌群可能主要由产碱菌属(Alcaligenes)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和副球菌属(Paracoccus)的微生物组成。该菌群在溶液中生长状况良好，对高分子量PAHs混合物有较好的降解能力，培养28 d后，其溶液中PAHs总量降低了47.3％，其中四环PAHs的降解率达65.7％。
4)培养试验结果表明，该菌群接种子PAHs污染土壤中培养56天后，明显促进了土壤中PAHs的降解，接种10％和20％菌群培养液的处理中土壤PAHs的总去除率分别为20.3％和35.8％，且五环和四环PAHs的去除率较高。PCR-DGGE和微生物计数结果表明，该菌群的加入对土壤中微生物群落结构没有产生明显的影响。
5)利用该菌群对PAHs污染土壤进行微生物一植物联合修复盆栽试验。结果表明，植物在修复中起重要作用，种植高羊茅+菌群、苜蓿+菌群、三叶草+菌群处理土壤中PAHs去除率分别为41.8％、34.5％和27.1％。还发现了植物体内有高分子量PAHs的积累，四环PAHs的含量高于五环PAHs，并且接种菌群处理的土壤中PAHs的去除率均高于未加菌群的对照。
6)采用放射性同位素方法对植物吸收、转运14C-PAH的机理进行了初步研究，结果发现14C-菲能够同时通过空心菜的根、茎、叶进入其内部。但通过地上部分进入的量较大，可能是主要途径，植物新叶中14C的活度最高。