中文摘要：

气态有机污染物是大气中较活跃的组分，它不仅直接危害人体健康，还可在大气中形成光化学烟雾及有机气溶胶等二次污染物，对全球气候变化、环境质量、人类健康等均产生重要影响。因此，探索气态有机污染的控制方法，减少气态有机污染物的排放有助于改善大气环境质量、保护生态环境和保障人体健康，也是社会经济可持续发展的迫切需求。本项目以工业排放较多的甲苯、三氯乙烯和正己烷为研究对象，在传统气态污染物微生物过滤基础上引入植物黑麦草组成植物－微生物协同净化系统，通过研究污染物浓度、氧气浓度、温度和光照等对植物－微生物协同净化气态有机污染物效率的影响，植物根系对过滤介质pH的调控能力，根际微生物及酶对气态有机污染物净化贡献，植物－微生物协同净化气态有机污染物的动力学过程，探究植物－微生物协同净化气态有机污染物的机理，为开发气态有机污染物的植物－微生物协同净化工艺提供理论依据。

结论摘要：

以不锈钢为过滤塔壳体，火山石、草炭土和有机堆肥为填料，构建了微生物过滤塔和植物(黑麦草)-微生物过滤塔。通过研究发现，甲苯、正己烷和三氯乙烯单独存在时，无论是微生物过滤还是植物-微生物过滤，在相同条件下，对甲苯的净化效率最高，正己烷次之，三氯乙烯最低。在相同的入口浓度、温度、光照下，植物-微生物过滤对甲苯和正己烷的净化效率均显著高于微生物过滤，但植物-微生物过滤和微生物过滤对三氯乙烯的净化效率无显著差异。当甲苯、正己烷和三氯乙烯组成复合污染物共存时，在相同的入口浓度、温度、光照下，植物-微生物过滤对甲苯和正己烷的净化效率也显著高于微生物过滤，对三氯乙烯的净化效率两种生物过滤方式仍无显著差异。 通过研究发现，甲苯和正己烷单独存在或甲苯、正己烷和三氯乙烯共存时，植物-微生物过滤塔中的细菌、真菌和放线菌群落数均高于微生物过滤塔，其中细菌尤为显著；三氯乙烯单独存在时，植物-微生物过滤塔中只有细菌群落数显著高于微生物过滤塔。两种过滤塔中的过氧化氢酶和脱氢酶的活性总体上不存在显著差异。研究结果表明，植物根系分泌物能够为生物过滤塔中微生物生长提供更多的营养物质，从而提高微生物对有机污染物的净化效率。实验还表明，当植物-微生物过滤塔中的黑麦草除去后，其对甲苯和正己烷的净化效率下降，直至趋同于微生物过滤塔的净化效率，进一步证明了植物对微生物过滤净化的促进作用。 通过对植物-微生物过滤净化甲苯、三氯乙烯和正己烷的动力学过程研究表明，植物-微生物过滤净化甲苯和正己烷在低浓度时与微生物过滤净化机理一致，可用Michaelis-Menten方程来描述植物-微生物净化甲苯和正己烷的动力学机制。但即使在低浓度时，Michaelis-Menten方程也不适用于描述植物-微生物过滤净化三氯乙烯的动力学机制。 本研究表明，种植植物能够提高易降解气态有机污染物的生物过滤净化，对难降解气态有机污染物的生物过滤净化无明显作用。该项研究可为开发气态有机污染物的植物-微生物协同净化工艺提供理论依据。