随着石油工业飞速发展，在石油生产、运输、加工及使用过程中，由于事故等原因引起土壤石油污染迅速蔓延。大量的石油污染物进入环境，不仅破坏生态平衡，制约经济发展，而且影响到人类的健康和生存。治理石油污染已成为当今各国环境专家的研究热点。但是，石油烃在土壤中的微生物降解过程非常复杂，为了科学指导土壤一石油一微生物整个系统的修复处理工程，有效提高微生物降解石油的效率，需要充分研究微生物技术去除土壤环境中石油烃的微观原理和规律性。本文以正十六烷为代表污染物，研究微生物降解过程中对石油烃污染物的吸附摄取，跨膜运输以及降解等微观机理和反应动力学模型。主要研究成果可归纳如下： 1．筛选出高效降解正十六烷的菌种并对菌种的降解酶定域。 确定对正十六烷具有较高降解能力的DQ01和DQ02为实验菌种，DQ01能降解正十六烷的关键酶位于膜周和膜内，DQ02降解正十六烷的关键酶是胞外酶和膜内酶。结合形态特征及16s rDNA鉴定结果：DQ01为蜡状芽孢杆菌，DQ02为芽孢杆菌。 2．分析了菌种对正十六烷的吸附摄取过程。 DQ01和DQ02可能会与比其小得多的被溶解、似溶解的烷烃颗粒作用，也可能会与比细胞大的烷烃颗粒直接接触这种方式吸附摄取正十六烷。低浓度的鼠李糖脂促进菌种增大疏水性的能力明显优于高浓度的鼠李糖脂，蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02分别在加入0.4 mmol L<-1>和0.2 mmol L<-1>鼠李糖脂时疏水性最大。鼠李糖脂可以刺激2株菌的生长，引起菌种表面疏水性的明显增大，尤其是芽孢杆菌DQ02在对数生长后期BATH达到44％，大于未加鼠李糖脂时的。BATH。另外，体系中加入鼠李糖脂提高了正十六烷的吸附率，相比较而言芽孢杆菌DQ02中鼠李糖脂对正十六烷吸附的增强效果更为明显。加入鼠李糖脂，2株菌培养基的接触角均比未加入鼠李糖脂培养基的接触角减小了约一半，使微生物能容易地接触到液体。未加入鼠李糖脂的菌种细胞表面比较光滑，菌种之间独立生长，而加入的鼠李糖脂改变了微生物表面的形态和性质，造成一种微环境，使细胞与疏水性有机物的结合力增强。总之，在培养体系中加入鼠李糖脂生物可以改变细胞表面的性质，增加疏水性，从而增强微生物对正十六烷等疏水性有机污染物的吸附摄取和可利用性。 3．利用抑制剂NaN3研究菌种运输正十六烷的机理。 蜡状芽孢杆菌DQ01运输富集正十六烷的能力强于芽孢杆菌DQ02。以正十六烷为唯一碳源时，蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02的菌种体内均出现了包涵体，说明DQ01和DQ02可以未加修饰地将烷烃运输富集在体内的初始氧化部位。2株菌中包涵体的形态存在一定差异，DQ01体内的包涵体数目较多，呈透明、光滑的球状，而DQ02的包涵体呈不规则状，并分散在菌种体内。在试验浓度范围内，正十六烷的浓度增大可以加大2株菌对正十六烷的运输。加入NaN3会导致正十六烷在2株菌体内的富集量减少以及菌体逆浓度梯度运输富集正十六烷，表明在2株菌运输正十六烷的过程中是需能的，属于主动运输。加入30mmol L<-1>的NaN<,3>可以使正十六烷在2株菌体内的富集量均减少80％以上，因此加入抑制剂NaN,3>的浓度选定为30 mmol L<-1>。 4．比较2株菌产生酶对正十六烷的降解能力。 在蜡状芽孢杆菌DQ01的膜周和膜内酶，芽孢杆菌DQ02的膜内和胞外酶中检测到十六醇、十六醛和十六酸的生成。可见，DQ01和DQ02的关键酶可以通过末端氧化正十六烷。蜡状芽孢杆菌DQ01的膜周和膜内酶，芽孢杆菌DQ02的膜内和胞外酶均在pH6.5～8.0降解性较高，7.0左右时酶的降解性最高。酶降解性的最适温度是30℃。2株菌产酶的最佳环境条件是：碳源正十六烷的浓度为100 mgL<-1>，鼠李糖脂的浓度为 2minol L<-1>，C、N、P的配比为100:10:1和100:20:1。另外，用Michaelis-Menten方程拟和了蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02的酶反应速度方程，相关系数均在97％以上。 5．系统研究了蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02对正十六烷吸附、运输和降解的动力学过程，确定限制污染物降解速率和程度的关键过程是酶降解过程。