低温微生物及其在环境工程中的应用

来源 :昆明民族干部学院学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cnjhhzy
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  【摘要】于生态平衡而言,低温微生物发挥着明显的促进作用,能够有效地对环境中存在的某些污染物进行处理。本文首先将低温微生物与嗜温微生物进行了简单的对比,由此对低温微生物的概念作了简要阐述,然后再介绍了嗜冷菌和耐冷菌这两种主要的低温微生物类型,最后再以环境污染治理工程为切入点,分别从生活污水去除、氯粉类化合物降解、芳香烃类化合物降解、石油烃类化合物降解以及脂肪类物质降解这五个方面对低温微生物在环境工程中的应用作了具体的探讨,希望能够在一定程度上促进低温微生物在我国环境工程中的应用效率和质量,从而更好地服务与环境。
  【关键词】低温微生物;环境工程;应用
  自1975年Morita发现低温微生物并对其作了系统整理报道以来,低温微生物便进入到人们的视野,并逐步受到业界专业人士的青睐,竞相对其进行分析研究。学者和专家们的研究结果表明,在环境治理工程方面,低温微生物发挥着不可忽视的促进作用,可以说这是环境治理的一种新的、科学的方式,在很大程度上改变了我们在环境治理方面的观念和方法,有效地提高了我国环境治理的效率和质量。
  一、低温微生物概念简述
  从字面上的意思我们不难看出,相较于我们目前已经熟悉了的嗜温微生物,低温微生物明显有着不同的特征。即便是处在一个寒冷环境之下,后者低温微生物的生长也不会停止。而前者嗜温微生物则不同,在低温环境之下,其便会因为蛋白质变性以及酶活力过低而无法继续生长,严重者甚至会死亡。通过二者的对比明显可以看出,低温微生物和嗜温微生物这二者的生理机制是迥然不同的。也正是因为这一特质,低温微生物即便是在寒冷的区域中,也能够有效地催化低温霉发酵,所以其在低温区域环境污染处理工程当中,具有极高的应用价值。
  二、低温微生物主要类型
  Forster于1887年在冷冻鱼身上首次发现并提取出了具有生命体特征的低温菌,自此以后,不少相关的专家学者也开始从冰川、深海等寒冷环境当中对一些成活低温微生物进行了有效提取。纵观提取出的低温微生物,笔者发现,从总体上来看,可以将其分为两大类型。首先是在常冷环境中生活的“嗜冷菌”,其次就是能够在任何低温环境当中生存的“耐冷菌”。就目前的状况来看,人类对低温微生物的分离可以说是比较成功的,已经被分离出来的有酵母菌、蓝细菌、真细菌以及藻类等微生物类群。不过,我们同时也还必须要看到,目前不论是从数量还是从种类上来看,革兰氏阳性低温菌都是远远少于革兰氏阴性菌的。
  三、环境污染治理工程中低温微生物的有效应用
  (一)对生活污水进行有效处理
  冬季来临之时,寒冷地区的生活污水的温度就会更低,所以用生物处理来净化水源的方式相对来说就更为不适。主要原始当温度过低时,大部分中温菌的代谢外援物质能力就会被大大降低,甚至完全消失,那么此时能够发挥明显优势作用的,就是耐冷菌,在整个污水去除的有机过程当中,耐冷菌自身的耐冷优势便能够得到最大限度发挥。但是,如若单独地使用耐冷菌来对污水进行去除,其自身的高效去污价值就会被大大降低,这主要是因为,单独使用之时,其无法形成自然的优势菌群。所以,对于活性污泥,最好是采用人工投放耐冷菌这一方式对生活污水加以净化,由此来提升生活污水的处理效率。并且,大量的实践研究结果也表明,在曝气池内人工投放耐冷菌,也能够大幅度地将污水COD去除率提高。
  (二)对氯酚类化合物进行有效降解
  无论是氯酚,还是五氯酚都曾被用作于木材防腐剂,但是这也造成了一个非常严重的后果,即污染了大量的地表水与地下水。除此之外,氯酚还被当作是生物或者化学降解某些农药过程中所必不可少的一个中间产物。大部分有关氯酚生物降解的相关研究都是在当室温处于20℃―30℃的条件下进行的。但是,事实上,无论是地下水,还是地表水,其温度通常都要比室温低。大量相关的研究也表明,在耐冷菌中,诸如Pseudomonas之类的菌种是能够对存在于水、沉积物和低温土壤中的各种不同形式、不同结构的氯酚进行分解的。根据Jarvinen等人对氯粉类生物降解所做的研究来看,他们通过将分离于地下水中的耐冷高效率酚降解菌用至好氧流化床,以对地下水中的氯酚污染加以净化,其实验结果告诉我们:氯酚负荷是740mg/L·d,温度在5℃―7℃条件下,氯酚的去除率能够高达99.9%。同时,相较于中温条件之下进行的生物降解,其年运行费用大约降低了2.5倍,可以说是一个性价比较高的酚类物质降解方式。
  (三)对芳香烃类化合物进行有效降解
  一般说来,芳香烃类化合物是不容易被微生物降解的。其主要原因是这类化合物大多是苯或者苯的衍生物(如甲苯、酚等)。不过不容易被降解并不意味着不能被降解,并不是所有的微生物都不能降解芳香烃类化合物的。据相关研究证实,在处于0摄氏度這一温度之时,耐冷菌就能够对甲苯进行讲解,这主要是因为,类似于甲苯以及多环芳香烃之类的化合物,其基因大多是处于粒质之上的,一旦温度接近0摄氏度时,便能够将甲苯自身的降解质粒由嗜温菌转移至耐冷菌之中,这也就意味着,甲苯降解基因在一个低温条件下时是能够被表达的。因此可说,0摄氏度的甲苯是能够被有效降解的。
  结束语
  综上可知,在低温环境下长期存活的低温微生物对环境污染物具有极好的净化能力,对于环境生态平衡的保持发挥着不可忽视的重要作用。微生物本身具有多样性,从这一角度来看,这些被分离出来的低温微生物可以说是极为珍贵的微生物资源和基因资源。尤其是近年来,人类在低温微生物方面所做的研究更是愈加深入,可以说低温微生物和我们人类生活的联系也是愈来愈紧密,与我们生活的贴近程度正在不断提高。我们有理由相信,低温微生物在不久的将来必定会被逐步应用于我们人类生活的其他领域,为我们的生活带来更多的便利和惊人效果。
  参考文献:
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  作者简介:蒲超,1994年6月,男,汉族,重庆铜梁,本科生,研究方向:环境工程。
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