中文摘要：

MTBE是无铅汽油的一种含氧添加剂，用于增加辛烷值、提高燃烧效率等。MTBE的广泛使用带来了较为突出的环境污染问题。本申请针对目前MTBE微生物降解研究中降解活性较低及其以MTBE为唯一碳源和能源时生长缓慢等问题，在课题组已获得本土MTBE降解菌Rubrivivax gelatinosus基础上，进一步优化其培养条件，通过同位素标记等技术探明MTBE降解的代谢途径，获得MTBE及其中间代谢物的降解反应动力学数据，并得出相应规律，揭示MTBE降解过程中的反应控制步骤及其关键酶，进一步克隆关键酶基因并构建高降解活性工程菌，增强细胞的MTBE降解活性，研究该工程菌降解MTBE的代谢规律。通过本研究阐明MTBE类化合物微生物降解的一般性规律，也为MTBE微生物降解技术的应用奠定基础。

结论摘要：

针对地下水中日益严重的MTBE污染，以Methylibium petroleiphilum PM1降解甲基叔丁基醚(MTBE)。结果表明，K+和Ba2+对MTBE有明显的促进作用，降解过程需要有氧气参与。MTBE降解过程中检测到叔丁醇(TBA)、2-羟基异丁酸和甲酸，TBA在高浓度下才抑制MTBE的去除速率。PM1无法降解异丙醇，而且在异丙醇存在的条件下PM1无法降解MTBE，说明MTBE降解不是通过异丙醇途径。MTBE降解酶为诱导酶，PM1降解MTBE的过程中细胞得率较低。细胞浓度是MTBE降解的关键因素，在反应培养基中添加100mg/L酵母粉，PM1在提高生物量的基础上经历一段诱导期后可以迅速降解MTBE，降解速率从0.71mg/L/h提高到1.29mg/L/h。此外，以海藻酸钙包埋PM1细胞降解MTBE，并对固定化细胞降解过程进行分析。利用模型分析确定生物降解为控速步骤，而且该降解反应符合零级动力学特征。采用强化处理的固定化细胞作为填料，建立上流式固定床生物反应器，好氧降解水相中的MTBE。当水力停留时间和溶解氧分别为3200s和4mg/L时，去除率均在98%以上。