全球石油需求持续增长，在2018年已达到4488Mtoe，这导致大量石油产品进入环境。如果不加以处理，将会对自然生态系统产生严重风险。本研究中，我们评估了复合污染物铅对总石油烃（TPH）进行两种生物修复过程即自然衰减和生物刺激的效能，以及其相应的毒性和对受污染土壤中微生物群落的改变。经过28周的围隔实验，在单一污染情况下，生物刺激法使总石油烃（TPH）浓度降低了96%；在共污染情况下，生物刺激法使总石油烃（TPH）浓度降低了84%。与自然衰减相比，生物刺激降低总石油烃（TPH）浓度的效果非常显著。在单一污染和共污染情况下，自然衰减仅能使总石油烃（TPH）浓度分别降低56%和59%。然而，虽然生物检测发现自然衰减条件下总石油烃（TPH）的降解较低，但是与经过生物刺激的土壤相比，自然衰减的土壤中相关毒性明显降低了很多。对蚯蚓的毒性检测发现，在单一污染条件下，自然衰减处理的土壤中蚯蚓的毒性含量降低了72%，而生物刺激处理的土壤中蚯蚓的毒性含量只降低了62%。在共污染情况下，经过自然衰减和生物刺激处理后，毒性分别只降低了30%和8%。使用16s rDNA测序分析来评估共污染和生物修复处理的影响。NGS数据表明，细菌主要类别是类诺卡氏菌（Nocardioides spp.），在自然衰减处理的第20周，这种细菌占到40%。在生物刺激处理下的土壤样本中，在第12周，食烷菌（Alcanivorax spp.）超过50%，成为细菌群落的主要菌种。自然衰减处理下，除类诺卡氏菌（Nocardioides spp.）外，铅的存在导致了一些耐铅属细菌丰度的增加，比如炔草酯降解菌（Sphingopyxis spp.）和嗜热单胞菌（Thermomonas spp.）。相反，在生物刺激处理下，共污染物铅完全改变了细菌模式，在第12周时，假单胞菌（Pseudomonas spp.）在菌群中的含量接近45%。这些实验证明了，在修复总石油烃（TPH）和总石油烃-铅（TPH-Pb）共污染的土壤中，生物刺激比自然衰减更有效。此外，共污染物（例如，铅）的存在对受污染土壤中的总石油烃（TPH）的生物修复具有重要影响，这一点必须在设计生物修复方案前考虑到。
