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由于对石油的开采以及石油工业的快速发展，石油资源在给予人类经济效益的同时，对生态系统中的自然环境（大气、土壤、地表和地下水）也构成了威胁。其中，石油相关加工产品汽油和柴油污染土壤的治理与修复尤其受到研究者的关注，生物修复作为一种新兴的清洁技术，具有成本低、易操作、无二次污染等特点，引起各国专家的关注，但该技术局限于高效降解菌株的筛选及其多功能性和污染物的降解难度，目前还未能大规模快速地展开应用。
本研究针对汽油和柴油污染土壤生物修复技术的局限性以及汽油和柴油的主要组分，选择正十二烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷、甲苯等五种模式化合物分别作为唯一碳源，结合酶效评价技术和传统筛选技术，进行了高效汽油和柴油降解菌株的筛选及菌株复配，从筛选效率、复配方式和菌群功能方面进行优化，为有效增强微生物修复技术提供理论基础和方法依据。其主要研究内容包括以下几个方面：
1.以济南炼油厂的汽油和柴油污染土壤、运输汽油和柴油的油罐车油泥、济南市某加油站周边的汽油和柴油污染土壤为研究对象，根据Alpha多样性分析、群落Heatmap图分析、物种差异分析，炼油厂和加油站污染土壤样品中多样性显著高于油罐车油泥样品。门水平下，炼油厂和加油站污染土壤的优势物种为Actinobacteriota，油罐车油泥的优势物种为Actinobacteriota和Proteobacteria；目水平下，油罐车油泥的优势物种Corynebacteriales和Pseudomonadales比较显著，加油站和炼油厂污染土壤的优势物种占比不明显，均为Vicinamibacterales。
2.依据污染土壤中汽油和柴油的主要成分组成，选择正十二烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷、甲苯等五种模式化合物作为唯一碳源，经筛选培养、分离纯化，最终利用生物酶液活性测定的方法从污染土壤中获得九株降解菌株：KJ-1和KJ-2为正十二烷降解菌株，经鉴定，两株菌株分别是不动杆菌（Acinetobacter sp.）和芽孢杆菌（Bacillus sp.），对3765mg·L-1正十二烷的降解率分别为91.99%和89.51%。降解特性研究结果表明温度30℃、无机盐培养基初始pH7.5、接种量10%、正十二烷初始浓度3765mg·L-1、培养时间6d为KJ-1的最佳生长条件。
3.筛选获得两株异辛烷降解菌株YXW-3、YXW-4，经鉴定，二者均为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa sp.），对500mg·L-1异辛烷的降解率分别为86.69%、85.53%。筛选获得环己烷降解菌株HJW-1，对500mg·L-1环己烷的降解率达78.54%，经鉴定，为芽孢杆菌（Bacillus sp.）。筛选获得甲基环己烷降解菌株三株，分别命名为JH-1、JH-4、JH-5，经鉴定，JH-1和JH-4均为假单胞菌（Pseudomonas sp.），JH-5为肠球菌（Enterococcus sp.），对500mg·L-1甲基环己烷的降解率分别为63.25%、75.53%、76.53%。筛选获得甲苯降解菌株JB-1，经鉴定，为芽孢杆菌（Bacillus sp.），对433mg·L-1甲苯降解率达84.69%。
4.筛选出的九株降解菌株进行复配，选取不同的菌株组合形式，采用生物酶液活性测定的方法，快速得到汽油和柴油的降解率，构建汽油和柴油的功能微生物菌系。经菌株组合形式的优化，汽油的微生物菌系为92-2,柴油的微生物菌系为CY-1，对748.70g·L-1汽油、827.90g·L-1柴油的降解率分别达98.34%、96.43%。
5.对实验数据进行Haldane方程分析，得到汽油的功能菌系92-2、柴油的功能菌系CY-1的生长动力学模型。将汽油、柴油的实验数据拟合分析，构建菌系92-2、CY-1对汽油、柴油的降解动力学模型。
汽油功能菌系生长动力学模型：μx=0.32Cs/[5.7+Cs+C2s/198]
柴油功能菌系生长动力学模型：μx=0.28Cs/[7.28+Cs+C2s/261]
汽油功能菌系降解动力学模型：μs=0.39μx+0.108
柴油功能菌系降解动力学模型：μs=0.38μx+0.227。
本研究针对汽油和柴油污染土壤生物修复技术的局限性以及汽油和柴油的主要组分，选择正十二烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷、甲苯等五种模式化合物分别作为唯一碳源，结合酶效评价技术和传统筛选技术，进行了高效汽油和柴油降解菌株的筛选及菌株复配，从筛选效率、复配方式和菌群功能方面进行优化，为有效增强微生物修复技术提供理论基础和方法依据。其主要研究内容包括以下几个方面：
1.以济南炼油厂的汽油和柴油污染土壤、运输汽油和柴油的油罐车油泥、济南市某加油站周边的汽油和柴油污染土壤为研究对象，根据Alpha多样性分析、群落Heatmap图分析、物种差异分析，炼油厂和加油站污染土壤样品中多样性显著高于油罐车油泥样品。门水平下，炼油厂和加油站污染土壤的优势物种为Actinobacteriota，油罐车油泥的优势物种为Actinobacteriota和Proteobacteria；目水平下，油罐车油泥的优势物种Corynebacteriales和Pseudomonadales比较显著，加油站和炼油厂污染土壤的优势物种占比不明显，均为Vicinamibacterales。
2.依据污染土壤中汽油和柴油的主要成分组成，选择正十二烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷、甲苯等五种模式化合物作为唯一碳源，经筛选培养、分离纯化，最终利用生物酶液活性测定的方法从污染土壤中获得九株降解菌株：KJ-1和KJ-2为正十二烷降解菌株，经鉴定，两株菌株分别是不动杆菌（Acinetobacter sp.）和芽孢杆菌（Bacillus sp.），对3765mg·L-1正十二烷的降解率分别为91.99%和89.51%。降解特性研究结果表明温度30℃、无机盐培养基初始pH7.5、接种量10%、正十二烷初始浓度3765mg·L-1、培养时间6d为KJ-1的最佳生长条件。
3.筛选获得两株异辛烷降解菌株YXW-3、YXW-4，经鉴定，二者均为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa sp.），对500mg·L-1异辛烷的降解率分别为86.69%、85.53%。筛选获得环己烷降解菌株HJW-1，对500mg·L-1环己烷的降解率达78.54%，经鉴定，为芽孢杆菌（Bacillus sp.）。筛选获得甲基环己烷降解菌株三株，分别命名为JH-1、JH-4、JH-5，经鉴定，JH-1和JH-4均为假单胞菌（Pseudomonas sp.），JH-5为肠球菌（Enterococcus sp.），对500mg·L-1甲基环己烷的降解率分别为63.25%、75.53%、76.53%。筛选获得甲苯降解菌株JB-1，经鉴定，为芽孢杆菌（Bacillus sp.），对433mg·L-1甲苯降解率达84.69%。
4.筛选出的九株降解菌株进行复配，选取不同的菌株组合形式，采用生物酶液活性测定的方法，快速得到汽油和柴油的降解率，构建汽油和柴油的功能微生物菌系。经菌株组合形式的优化，汽油的微生物菌系为92-2,柴油的微生物菌系为CY-1，对748.70g·L-1汽油、827.90g·L-1柴油的降解率分别达98.34%、96.43%。
5.对实验数据进行Haldane方程分析，得到汽油的功能菌系92-2、柴油的功能菌系CY-1的生长动力学模型。将汽油、柴油的实验数据拟合分析，构建菌系92-2、CY-1对汽油、柴油的降解动力学模型。
汽油功能菌系生长动力学模型：μx=0.32Cs/[5.7+Cs+C2s/198]
柴油功能菌系生长动力学模型：μx=0.28Cs/[7.28+Cs+C2s/261]
汽油功能菌系降解动力学模型：μs=0.39μx+0.108
柴油功能菌系降解动力学模型：μs=0.38μx+0.227。