多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的厌氧产甲烷降解研究能为评价PAHs在厌氧环境的归趋和修复厌氧环境中PAHs污染提供重要指导作用,而目前对厌氧产甲烷降解微生物的组成和降解特征所知较少。本研究重点关注初始环境和PAHs底物类型这两个关键影响因子,探究了它们对降解微生物组成的影响,同时也对PAHs的降解速率、降解途径和降解强化过程进行探究,以此掌握PAHs在典型厌氧环境中的归趋,为PAHs污染厌氧环境的生物修复提供理论指导。研究混合厌氧环境样品(厌氧污泥、石油污染土壤和焦化废水)降解菲的微生物组成和降解特征发现,菲在混合环境的降解速率要大于其在沉积物的降解速率;菌群产甲烷能力较弱,实际甲烷转化率小于1%;不同的添加物质对菲降解的影响不尽相同,链烃等有机物促进效果最佳;群落结构分析发现微生物组成与从其他环境富集的有较大差异,降解菌和产甲烷菌分别是Comamonadaceae和Nocardiaceae,Methanobacterium和Methanothermobacter,表明初始环境对PAHs的降解速率和降解微生物组成有较大影响。探究PAHs底物类型对微生物组成的影响,发现降解不同PAHs的微生物组成存在较大差异。降解二环PAHs(萘和2-甲基萘)的优势细菌和古菌结构相似;降解三环PAHs(菲、蒽)的优势细菌存在一定差异,古菌类型差异很大;降解荧蒽的优势菌属和古菌类型多样,与降解其他PAHs的菌群结构差异较大。底物多样性分析发现萘降解菌群能降解2-甲基萘,反之亦然。而菲、蒽和荧蒽降解菌群只能降解驯化富集所用的PAHs,这可能是因为它们的降解微生物存在差异。中间产物检测表明萘和2-甲基萘的初始活化步骤都是羧基化反应,降解途径类似,这与两者具有类似的降解菌群相符合。探究磁铁矿对菲厌氧降解的促进机制发现,磁铁矿能提高菲的降解速率(25.1%)和产甲烷速率(20.2%),但只在菌群能产甲烷时发挥促进作用;磁铁矿加入后,磁铁矿能保持良好的化学稳定性,产甲烷菌相对丰度并未增加,但体系中微生物Electron Transporting System(ETS)活性增强。考虑到该菌群降解菲是一个互营过程,因此推断磁铁矿的促进机制是作为“电子导体”促进菲水解酸化细菌与产甲烷菌间的电子传递。