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多氯联苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）性质稳定、难降解，是一种分布广泛的持久性有机污染物，对环境和人类的健康产生严重危害。而土壤是PCBs的最大承载体，故PCBs污染土壤的修复成为国内外研究热点。与物理及化学修复相比，环境友好型的微生物修复技术在PCBs污染土壤治理中因极具发展潜力而备受关注。但是，因环境中绝大多数微生物处于活的非可培养（viable but non-culturable,VBNC）状态而无法获得纯培物。如何获得VBNC菌种资源，扩大PCBs降解菌筛选菌源是PCBs微生物降解的一个难点问题。另外，从土壤表面到细胞内部的传递速率以及PCBs的生物可利用率低是限制PCBs降解主要因素，如何通过固定化微生物技术或添加表面活性剂等途径提高传递速率和生物可利用率，从而提高菌株的PCBs降解效果也是PCBs微生物降解需要探索的问题。
本研究利用复苏促进因子（resuscitation-promoting factor，Rpf）对VBNC状态菌的复苏促进作用，筛选获得高效PCBs降解菌株，通过形态与生长特征，及全基因组测序对菌株进行分析鉴定；利用气相色谱-质谱联用技术（Gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS）对菌株的PCB18中间代谢产物进行分析，研究该菌在不同PCBs浓度下的降解能力，监测降解过程中的氯离子浓度和pH变化，同时利用有机物的降解速率方程对菌株降解PCBs的过程进行分析；另外，将菌株进行包埋固定化研究，探究其最优的包埋降解条件以进一步提高PCBs降解效果，并对菌株固定化小球和空白固定化小球进行PCBs降解动力学分析。研究主要结果如下：
（1）从PCBs污染土壤中复苏获得一株高效PCBs降解菌，命名为SPC0。菌株SPC0为革兰氏阳性菌，全基因组测序表明其属于链球菌属（Streptococcus）。KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）分析表明菌株SPC0拥有降解二噁英、氯代环己烃/氯苯等基因，具有多环芳香族化合物的降解潜力。当分别以葡萄糖和PCBs作为唯一碳源和能源时，菌株SPC0的最大生长速率分别为9.742×107CFU mL-1h-1和2.050×107CFU mL-1h-1，表明相比葡萄糖，PCBs对SPC0的生长有明显的抑制作用，其迟缓期明显延长。另外，通过溶血分析、蓝色凝胶平板法、排油圈法和乳化指数对菌株SPC0产生物表面活性剂性能进行检测，结果发现SPC0不具有产生物表面活性剂的能力。最后，通过GC-MS检测出PCB18的代谢产物2,5-二氯苯甲酸，说明SPC0降解PCB18符合bph途径。
（2）选择不同浓度的PCBs（PCB18、PCB52和PCB77）混合体系进行菌株SPC0降解性能测试分析。结果表明，在PCBs浓度为5mg/L时降解效果最佳，96h降解率可达82.3%，在3种PCBs同系物中低氯代PCB18降解效率最高。在降解初期，氯离子浓度的实际测量值低于理论计算值，但在48h氯离子浓度快速增加，表明SPC0降解PCBs的过程中产生了氯化中间产物，随后再进一步分解释放氯离子。此外，在降解期间，培养体系的pH维持在7.6±0.1，说明SPC0在降解PCBs的过程中并未分泌或代谢产生能使pH值发生较大波动的化合物。菌株SPC0降解PCBs的过程符合零级反应速率方程。
（3）探究包埋菌量、固定化小球添加量、底物初始浓度对PCBs降解的影响，结果显示，当固定化小球在包埋菌量为15mg/L，小球添加量为15%，PCBs初始浓度为15mg/L时降解效果最好，PCBs降解率达88.5%，同浓度的游离菌降解率为69.4%，说明菌株SPC0包埋固定化后其PCBs降解率提高了19.1%。扫描电镜观察表明SPC0可以在固定化材料中正常生长并保持活性，且固定化小球具有良好的吸附性和传质性。SPC0固定化小球降解PCBs的过程符合一级反应动力学模型。空白固定化小球的吸附量随着PCBs初始浓度的递增而增加，吸附过程符合拟二阶动力学模型。
本研究结果为挖掘具有PCBs降解性能的VBNC菌种奠定基础，并为揭示PCBs污染环境中土著微生物的降解潜力提供理论依据。同时，本研究为运用固定化微生物技术修复PCBs污染环境的研究提供一些依据。
本研究利用复苏促进因子（resuscitation-promoting factor，Rpf）对VBNC状态菌的复苏促进作用，筛选获得高效PCBs降解菌株，通过形态与生长特征，及全基因组测序对菌株进行分析鉴定；利用气相色谱-质谱联用技术（Gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS）对菌株的PCB18中间代谢产物进行分析，研究该菌在不同PCBs浓度下的降解能力，监测降解过程中的氯离子浓度和pH变化，同时利用有机物的降解速率方程对菌株降解PCBs的过程进行分析；另外，将菌株进行包埋固定化研究，探究其最优的包埋降解条件以进一步提高PCBs降解效果，并对菌株固定化小球和空白固定化小球进行PCBs降解动力学分析。研究主要结果如下：
（1）从PCBs污染土壤中复苏获得一株高效PCBs降解菌，命名为SPC0。菌株SPC0为革兰氏阳性菌，全基因组测序表明其属于链球菌属（Streptococcus）。KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）分析表明菌株SPC0拥有降解二噁英、氯代环己烃/氯苯等基因，具有多环芳香族化合物的降解潜力。当分别以葡萄糖和PCBs作为唯一碳源和能源时，菌株SPC0的最大生长速率分别为9.742×107CFU mL-1h-1和2.050×107CFU mL-1h-1，表明相比葡萄糖，PCBs对SPC0的生长有明显的抑制作用，其迟缓期明显延长。另外，通过溶血分析、蓝色凝胶平板法、排油圈法和乳化指数对菌株SPC0产生物表面活性剂性能进行检测，结果发现SPC0不具有产生物表面活性剂的能力。最后，通过GC-MS检测出PCB18的代谢产物2,5-二氯苯甲酸，说明SPC0降解PCB18符合bph途径。
（2）选择不同浓度的PCBs（PCB18、PCB52和PCB77）混合体系进行菌株SPC0降解性能测试分析。结果表明，在PCBs浓度为5mg/L时降解效果最佳，96h降解率可达82.3%，在3种PCBs同系物中低氯代PCB18降解效率最高。在降解初期，氯离子浓度的实际测量值低于理论计算值，但在48h氯离子浓度快速增加，表明SPC0降解PCBs的过程中产生了氯化中间产物，随后再进一步分解释放氯离子。此外，在降解期间，培养体系的pH维持在7.6±0.1，说明SPC0在降解PCBs的过程中并未分泌或代谢产生能使pH值发生较大波动的化合物。菌株SPC0降解PCBs的过程符合零级反应速率方程。
（3）探究包埋菌量、固定化小球添加量、底物初始浓度对PCBs降解的影响，结果显示，当固定化小球在包埋菌量为15mg/L，小球添加量为15%，PCBs初始浓度为15mg/L时降解效果最好，PCBs降解率达88.5%，同浓度的游离菌降解率为69.4%，说明菌株SPC0包埋固定化后其PCBs降解率提高了19.1%。扫描电镜观察表明SPC0可以在固定化材料中正常生长并保持活性，且固定化小球具有良好的吸附性和传质性。SPC0固定化小球降解PCBs的过程符合一级反应动力学模型。空白固定化小球的吸附量随着PCBs初始浓度的递增而增加，吸附过程符合拟二阶动力学模型。
本研究结果为挖掘具有PCBs降解性能的VBNC菌种奠定基础，并为揭示PCBs污染环境中土著微生物的降解潜力提供理论依据。同时，本研究为运用固定化微生物技术修复PCBs污染环境的研究提供一些依据。