采油废水是多环芳烃(PAHs)类物质的一个重要排放源。但是，长期以来这部分PAHs的命运归宿没有得到应有的关注。本论文结合采油废水处理实际工艺和模拟处理体系探讨了采油废水生物处理过程中PAHs的去除规律，并利用FISH，16S rDNA克隆等分子生物学技术全面地揭示系统中微生物群落结构的组成、来源和动态变化，同时结合PAHs降解基因的研究，阐明了多环芳烃处理效果与微生物群落结构及功能的对应关系，取得如下主要的研究成果：　　 1)针对采油废水实际处理系统的研究发现，缺氧和好氧处理中均存在PAHs的降解，但矿化主要发生于好氧处理；生物多样性的研究结果表明进水中微生物群落能很好地定植于废水处理系统中，结合功能基因的研究发现进水中微生物群落在多环芳烃的去除中起重要作用。　　 2)对油井开采废水中的细菌群落进行了克隆分析，发现来自高温、高压、厌氧条件下的采出水中微生物组成丰富，并具有与石油烃转化、氯代、硫代等杂环芳香烃利用和厌氧氨氧化等特定功能相关的微生物。　　 3)以菲为唯一碳源富集了好氧污泥中多环芳烃降解菌群，富集菌群的菲降解能力显著高于已报道的纯培养体系，群落中不同代谢途径的微生物的协同作用可能是目标物高效降解的原因，质粒中的降解基因在菲降解中起主要作用。　　 4)实验室模拟结果表明，缺氧和好氧处理均有效去除分别来自冀东油田和新疆油田的采油废水中的COD，PAHs的去除率达95-98％。采油废水来源在相当大的程度上决定了生物处理系统中微生物群落结构，古细菌在缺氧污泥中比例略高，而真细菌在好氧污泥中存在比例略高，污泥中也存在丰富的酵母菌群落。对处理高含盐新疆油田采油废水的好氧污泥的16SrDNA克隆分析表明，存在大量嗜高温、高压、高盐等极端环境微生物以及具有厌氧氨氧化和硫酸盐还原的细菌。