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近年来，土壤石油烃污染问题备受关注，石油烃类物质可通过干湿沉降、地表径流等方式进入土壤环境，影响植物及农作物生长，进而危害人体健康。萘是石油烃中分子量较小，分子结构相对简单，且环境中存在量较大的一种物质，是目前石油烃生物降解性能研究常用的模型代表。微生物修复技术能够将石油烃类污染物进行有效的去除，但实际工程中存在降解速率慢、效率低等问题；固定化微生物技术可以有效地解决这一问题，通过包埋将微生物固定在生物载体内，有助于微生物的生长代谢，降低外界环境对微生物的影响，保证石油烃类物质能够被高效去除。
基于此，本课题从石油烃污染土壤中筛选分离获得具有高效萘降解能力的功能菌株，通过16S rDNA基因测序和鉴定分析，并对其理化性质、生长特性、耐盐性和降解特性进行研究，考察其对萘的降解性能及过程机制。此外，以微晶纤维素制备水热生物炭作为固定化载体，通过包埋制备固定化菌剂，探究其降解性能及环境影响因子，为基于生物炭固定化菌剂强化石油烃污染修复提供技术支持。
主要研究结论如下：
(1)从石油烃污染土壤中通过梯度筛选获得以萘为唯一碳源的功能菌株，经16S rDNA基因测序鉴定为Paenibacillus naphthalenovorans，命名为PN1；通过扫描电子显微镜（SEM）观察发现，菌株外形呈杆状，周生有鞭毛，大小约0.6μm×1.5μm，在温度为37℃、pH=7.0、盐浓度为1%、接种量为5%条件下生长状态良好，且具有较好的耐盐性能。
(2)采用超声和旋转振荡对反应体系中萘进行萃取，平均回收率为93.9%~97.0%，变异系数为0.64%~2.23%。PN1在最适宜生长条件下对浓度50mg/L的萘去除率约83.7%，外源添加腐殖酸对萘降解具有一定的促进作用，当腐殖酸为10mg/L时，5d内萘降解率可达91.1%。共代谢研究结果表明，邻苯二甲酸和水杨酸作为共代谢底物对萘的生物降解具有促进作用，5d后萘降解率分别提高至87.9%和90.0%；但以苯胺和蒽为共代谢底物时，对萘的生物降解具有一定的抑制作用。
(3)采用微晶纤维素为原材料制备生物炭固定化载体，通过SEM、比表面积（BET）、傅里叶红外光谱（FTIR）、电子顺磁共振波谱（EPR）等表征分析，结合萘去除率情况进行综合比较，确定260℃为制备生物炭材料最佳反应温度。结果发现，制备的固定化碳球呈规则球形，大小均一，颗粒饱满，外体坚硬，具有一定弹性，固定化碳球粒径约2mm。
(4)通过固定化菌剂对萘进行降解性能研究，其在37℃、pH为7.0、盐浓度为1%和投加量为5%时降解效果最好，5d对萘降解率可达90.7%，相比游离菌株提高7.1%，表明功能菌株的固定化不会对其萘降解效能产生影响。此外，通过GC-MS检测分析，研究功能菌株对萘的生物降解途径，分析发现其主要通过邻苯二甲酸途径进行降解。
基于此，本课题从石油烃污染土壤中筛选分离获得具有高效萘降解能力的功能菌株，通过16S rDNA基因测序和鉴定分析，并对其理化性质、生长特性、耐盐性和降解特性进行研究，考察其对萘的降解性能及过程机制。此外，以微晶纤维素制备水热生物炭作为固定化载体，通过包埋制备固定化菌剂，探究其降解性能及环境影响因子，为基于生物炭固定化菌剂强化石油烃污染修复提供技术支持。
主要研究结论如下：
(1)从石油烃污染土壤中通过梯度筛选获得以萘为唯一碳源的功能菌株，经16S rDNA基因测序鉴定为Paenibacillus naphthalenovorans，命名为PN1；通过扫描电子显微镜（SEM）观察发现，菌株外形呈杆状，周生有鞭毛，大小约0.6μm×1.5μm，在温度为37℃、pH=7.0、盐浓度为1%、接种量为5%条件下生长状态良好，且具有较好的耐盐性能。
(2)采用超声和旋转振荡对反应体系中萘进行萃取，平均回收率为93.9%~97.0%，变异系数为0.64%~2.23%。PN1在最适宜生长条件下对浓度50mg/L的萘去除率约83.7%，外源添加腐殖酸对萘降解具有一定的促进作用，当腐殖酸为10mg/L时，5d内萘降解率可达91.1%。共代谢研究结果表明，邻苯二甲酸和水杨酸作为共代谢底物对萘的生物降解具有促进作用，5d后萘降解率分别提高至87.9%和90.0%；但以苯胺和蒽为共代谢底物时，对萘的生物降解具有一定的抑制作用。
(3)采用微晶纤维素为原材料制备生物炭固定化载体，通过SEM、比表面积（BET）、傅里叶红外光谱（FTIR）、电子顺磁共振波谱（EPR）等表征分析，结合萘去除率情况进行综合比较，确定260℃为制备生物炭材料最佳反应温度。结果发现，制备的固定化碳球呈规则球形，大小均一，颗粒饱满，外体坚硬，具有一定弹性，固定化碳球粒径约2mm。
(4)通过固定化菌剂对萘进行降解性能研究，其在37℃、pH为7.0、盐浓度为1%和投加量为5%时降解效果最好，5d对萘降解率可达90.7%，相比游离菌株提高7.1%，表明功能菌株的固定化不会对其萘降解效能产生影响。此外，通过GC-MS检测分析，研究功能菌株对萘的生物降解途径，分析发现其主要通过邻苯二甲酸途径进行降解。