生物强化泥浆修复系统中多环芳烃污染土壤的降解机制与微生物群落动态分析

本推荐语：本研究成功构建了具备搅拌-曝气-监测功能的生物强化泥浆修复系统，通过复合菌剂NS4结合条件优化、氮源（ peptone）及表面活性剂（Tween-80）添加显著提升PAHs降解效率。系统揭示了微生物生长代谢与PAH降解过程中溶解氧（DO）、pH和电导率（EC）的动态关联机制，为大规模污染场地修复提供了实时监测新策略。微生物群落分析进一步揭示了环境条件与修复时间对功能基因和关键菌群的协同驱动作用。

　　

Highlight

生物强化泥浆修复系统成功实现了多环芳烃（PAHs）污染土壤的高效降解！最优条件下添加Tween-80的表现优于 peptone 组，微生物活性与PAH降解进程可通过溶解氧（DO）、pH和电导率（EC）实时监测，为现场修复管理提供了全新视角。

Sample collection and characterization

土壤样品采集自长期受多环芳烃（PAHs）污染的废弃焦化场地。所有样品前处理及分析方法均遵循我们先前研究的标准流程（F. Wang et al., 2025a）。土壤pH、电导率（EC）和有机质含量等理化参数详见补充材料。

Dynamic bioaugmented degradation of PAHs in the slurry system

通过GC-MS分析了7天修复期内土壤中PAH含量的动态变化（图2）。单因素方差分析表明，修复结束后各处理组间PAH含量存在显著差异（p < 0.05）（图3及附表）。对照组未观察到PAH减少，而B（生物强化）、P（ peptone添加）和T（Tween-80添加）组均表现出显著的PAH去除效果。

Conclusion

我们成功建立了具备搅拌、曝气、监测、进料和采样功能的生物强化泥浆修复系统。NS4菌剂在系统中高效去除了污染土壤中的PAHs。条件优化、氮源和表面活性剂的添加显著提升了PAH去除效率。微生物活动引起的pH、DO和EC波动与PAH降解密切相关。环境条件和修复时间共同驱动了微生物群落及功能演替。