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微生物对有机污染物质的代谢、转化及降解,是环境污染研究中最活跃的领域之一。然而,土壤-有机污染物-微生物系统仍然是一个黑箱,微生物降解有机污染物质的机理,尤其是石油中各种组分的降解机理、规律仍不清楚。 本文作为国家自然科学基金项目“包气带石油污染物在微生物细胞中的跨膜运移研究”（40472129）的一部分,以正十六烷和正十九烷为研究对象,通过实验室内可控条件下的土壤石油污染模拟实验,研究石油烃类污染物质在微生物细胞跨膜运输的规律。 以石油为碳源,从 2 份胜利油田石油污染土壤中分离得到 26 个菌株,通过比较培养体系前后石油含量的变化,进行菌种筛选、分离和纯化,共从中筛选出降解原油的微生物 4 株,皆能够降解培养体系中超过 80%的原油,具有高效的降解性能。 使用气相色谱技术定量分析正十六烷和正十九烷在不同初始浓度,固定培养和 150r/min 摇床振荡培养下的微生物吸附量和降解效果,发现不同微生物降解石油污染物的性能存在着很大差异;固定培养条件下较佳的转化条件为:污染物初始浓度 10～20 μg ?L?1;振荡培养条件下较佳的转化条件为:污染物初始浓度 30 μg ?L?1附近。 气-质谱分析结果显示正十六烷出峰时间为 6.4min～6.5min 之间,正十九烷出峰时间为 11.3min 附近,同时对混合有正十六烷和正十九烷的微生物降解体系进行分析,在微生物细胞内发现有正十六烷和正十九烷组分存在,细胞内外伴有衍生物十六酸产生。 使用激光扫描共聚焦显微镜研究了石油烃类组分中正十六烷与土壤微生物之间的微观作用关系,实验使用大庆油田石油污染土壤中分离出的优势菌种,将荧光染料 Rh123 添加入培养体系后,在 543nm波长激发光照射下,微生物细胞膜显示为红色,实时动态观察 120s,结果显示:加入正十六烷后,正十六烷在菌株细胞膜上的浓度变化为不断增大,呈现出不规则锯齿状攀升;对其做 Z 轴方向薄层扫描后发现,正十六烷浓度先增加,后小幅降低;逐层扫描也显示出相似的规律性。建立了十六烷在细胞膜上的反应动力学方程 -dS/dt =6 ×e-5S2-0.3051S+380.58,其反应动力学级数为 2 级, 确定了微生物降解速率常数。