湖北恩施渔塘坝是中国典型的高硒地区之一，硒在该地的富集引起了许多环境问题。本文以渔塘坝高硒碳质泥岩样品为研究对象，采用从其中筛选出的3株具有还原亚硒酸盐能力的细菌，包括地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis SeRB-1)、芽孢杆菌(Bacillus sp.SeRB-2)和节杆菌（Arthrobacter sp.SeRB-3）作为研究工具，展开了细菌高耐受性、细菌还原亚硒酸盐动力学以及离子胁迫下的生物矿化的初步研究。通过以上研究，得到以下几点认识和结论。　　(1)碳质泥岩样品中Se元素极度富集，其平均含量约为3000 mg/kg，最高可达21830mg/kg。样品中V、Mo、Cr、Zn、Cu、Ni等生物活性元素也表现出一定程度的富集，说明该泥岩样品的形成有生物活动参与。而泥岩样品中丰富的有机碳、氮的组成，以及疏松的结构为细菌生存创造条件。　　(2)耐受性实验表明，随着Se(Ⅳ)浓度升高，细菌的倍增时间延长、生长速率变小、生长抑制指数变大。实验得出了细菌SeRB-1、SeRB-2和SeRB-3对亚硒酸盐的还原耐受浓度高达800 mM，细菌致死半数有效浓度高达100～150 mM，说明这3种菌属于高还原耐受亚硒酸盐菌。其中，细菌SeRB-1的延滞期较短、生长较快、适应性更强。　　(3) Se(Ⅳ)浓度为1～10 mM的还原实验表明，细菌对亚硒酸盐的还原主要集中在对数生长期和稳定期前期。还原一般分为两个阶段，阶段一是从接种起到对数生长前期，该阶段，细菌生长较慢，还原速率较小;阶段二是从对数生长后期到取样结束，对数生长后期，细胞生长快、还原速率大，细菌达到稳定期后，还原速率又变小。通过细菌对不同浓度亚硒酸盐的（还原）效率计算，结合米氏方程，推导出了3种细菌的平均还原动力学方程，分别为: Ci/V=76.14+13.72Ci(SeRB-1)、Ci/V=61.49+13.21Ci（SeRB-2）和Ci/V=58.96+13.51Ci(SeRB-3)。通过动力学方程，计算出了酶的特征常数(Km)和最大反应速率(Vmax)。细菌SeRB-1、SeRB-2和SeRB-3的Km分别为5.55 mM、4.65 mM和4.22 mM，Vmax分别为0.073μ M/(L·h)、0.076μM/(L·h)和0.074μ M/(L·h)。其中细菌SeRB-2对亚硒酸盐的还原时间更长，最大还原速率更大。　　(4)3种细菌对亚硒酸盐的还原效率(RE)随Se(Ⅳ)浓度(1～10mM)的升高而降低，在1mM时达到最大。该浓度下，细菌SeRB-2的RE最高可达90％、SeRB-1和SeRB-3的RE也分别达到70％、64％，说明这3种菌具有在硒污染场地修复的应用潜力，当Se(Ⅳ)浓度不超过1mM时，能达到比较理想的去除效果，其中细菌SeRB-2更有优势。　　(5) Fe2+和Cu2+胁迫下细菌SeRB-1对亚硒酸盐的还原矿化表明，离子胁迫下也有生物矿物生成，但其生成速度比单纯的细菌还原亚硒酸盐的速度要慢。透射电镜观察揭示了生物矿物在不同时期的生成过程。矿化初期，小颗粒矿物(10～20 nm)开始主要在细胞膜、少量在细胞质生成，颗粒沿细胞轮廓规则分布。矿化中期，细胞开始凋亡，部分细胞壁已分解，粘附在细胞膜上的矿物颗粒暴露在外;细胞质出现空泡，并被矿物颗粒补充。此阶段矿物颗粒增大(100～200 nm)，仍较有规律的沿细胞轮廓或胞内空泡周边分布，也有少部分颗粒从细胞表面脱落或通过胞吐作用进入培养基，而呈游离状。矿化后期，细胞几乎完全分解，仅剩一些细胞残体粘附少量颗粒，大量的颗粒聚集成大的团聚体，并最终沉积下来，此阶段矿物粒径更大(300～500nm)。成分分析表明，矿物是元素硒与某种或多种铜硒或铁硒化物的混合物，这为生物成矿作用提供佐证，也说明细菌可以通过还原、矿化来固定污染物。　　总之，通过特高硒环境中细菌还原亚硒酸盐的研究，得到了动力学方程，量化表达了细菌对亚硒酸盐的还原过程，为高硒地区的污染修复提供了参考;通过离子胁迫下的生物矿化研究，揭示了生物矿化过程，为矿物的生物成因提供了新的认识，也为生物矿化机制的进一步研究提供了研究路径，从而丰富了硒的生物地球化学理论。