低溫微生物及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用

【摘要】于生態(tài)平衡而言，低溫微生物發(fā)揮著明顯的促進作用，能夠有效地對環(huán)境中存在的某些污染物進行處理。本文首先將低溫微生物與嗜溫微生物進行了簡單的對比，由此對低溫微生物的概念作了簡要闡述，然后再介紹了嗜冷菌和耐冷菌這兩種主要的低溫微生物類型，最后再以環(huán)境污染治理工程為切入點，分別從生活污水去除、氯粉類化合物降解、芳香烴類化合物降解、石油烴類化合物降解以及脂肪類物質(zhì)降解這五個方面對低溫微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用作了具體的探討，希望能夠在一定程度上促進低溫微生物在我國環(huán)境工程中的應(yīng)用效率和質(zhì)量，從而更好地服務(wù)與環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】低溫微生物；環(huán)境工程；應(yīng)用

自1975年Morita發(fā)現(xiàn)低溫微生物并對其作了系統(tǒng)整理報道以來，低溫微生物便進入到人們的視野，并逐步受到業(yè)界專業(yè)人士的青睞，競相對其進行分析研究。學者和專家們的研究結(jié)果表明，在環(huán)境治理工程方面，低溫微生物發(fā)揮著不可忽視的促進作用，可以說這是環(huán)境治理的一種新的、科學的方式，在很大程度上改變了我們在環(huán)境治理方面的觀念和方法，有效地提高了我國環(huán)境治理的效率和質(zhì)量。

一、低溫微生物概念簡述

從字面上的意思我們不難看出，相較于我們目前已經(jīng)熟悉了的嗜溫微生物，低溫微生物明顯有著不同的特征。即便是處在一個寒冷環(huán)境之下，后者低溫微生物的生長也不會停止。而前者嗜溫微生物則不同，在低溫環(huán)境之下，其便會因為蛋白質(zhì)變性以及酶活力過低而無法繼續(xù)生長，嚴重者甚至會死亡。通過二者的對比明顯可以看出，低溫微生物和嗜溫微生物這二者的生理機制是迥然不同的。也正是因為這一特質(zhì)，低溫微生物即便是在寒冷的區(qū)域中，也能夠有效地催化低溫霉發(fā)酵，所以其在低溫區(qū)域環(huán)境污染處理工程當中，具有極高的應(yīng)用價值。

二、低溫微生物主要類型

Forster于1887年在冷凍魚身上首次發(fā)現(xiàn)并提取出了具有生命體特征的低溫菌，自此以后，不少相關(guān)的專家學者也開始從冰川、深海等寒冷環(huán)境當中對一些成活低溫微生物進行了有效提取?？v觀提取出的低溫微生物，筆者發(fā)現(xiàn)，從總體上來看，可以將其分為兩大類型。首先是在常冷環(huán)境中生活的“嗜冷菌”，其次就是能夠在任何低溫環(huán)境當中生存的“耐冷菌”。就目前的狀況來看，人類對低溫微生物的分離可以說是比較成功的，已經(jīng)被分離出來的有酵母菌、藍細菌、真細菌以及藻類等微生物類群。不過，我們同時也還必須要看到，目前不論是從數(shù)量還是從種類上來看，革蘭氏陽性低溫菌都是遠遠少于革蘭氏陰性菌的。

三、環(huán)境污染治理工程中低溫微生物的有效應(yīng)用

（一）對生活污水進行有效處理

冬季來臨之時，寒冷地區(qū)的生活污水的溫度就會更低，所以用生物處理來凈化水源的方式相對來說就更為不適。主要原始當溫度過低時，大部分中溫菌的代謝外援物質(zhì)能力就會被大大降低，甚至完全消失，那么此時能夠發(fā)揮明顯優(yōu)勢作用的，就是耐冷菌，在整個污水去除的有機過程當中，耐冷菌自身的耐冷優(yōu)勢便能夠得到最大限度發(fā)揮。但是，如若單獨地使用耐冷菌來對污水進行去除，其自身的高效去污價值就會被大大降低，這主要是因為，單獨使用之時，其無法形成自然的優(yōu)勢菌群。所以，對于活性污泥，最好是采用人工投放耐冷菌這一方式對生活污水加以凈化，由此來提升生活污水的處理效率。并且，大量的實踐研究結(jié)果也表明，在曝氣池內(nèi)人工投放耐冷菌，也能夠大幅度地將污水COD去除率提高。

（二）對氯酚類化合物進行有效降解

無論是氯酚，還是五氯酚都曾被用作于木材防腐劑，但是這也造成了一個非常嚴重的后果，即污染了大量的地表水與地下水。除此之外，氯酚還被當作是生物或者化學降解某些農(nóng)藥過程中所必不可少的一個中間產(chǎn)物。大部分有關(guān)氯酚生物降解的相關(guān)研究都是在當室溫處于20℃―30℃的條件下進行的。但是，事實上，無論是地下水，還是地表水，其溫度通常都要比室溫低。大量相關(guān)的研究也表明，在耐冷菌中，諸如Pseudomonas之類的菌種是能夠?qū)Υ嬖谟谒?、沉積物和低溫土壤中的各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)的氯酚進行分解的。根據(jù)Jarvinen等人對氯粉類生物降解所做的研究來看，他們通過將分離于地下水中的耐冷高效率酚降解菌用至好氧流化床，以對地下水中的氯酚污染加以凈化，其實驗結(jié)果告訴我們：氯酚負荷是740mg/L·d，溫度在5℃―7℃條件下，氯酚的去除率能夠高達99.9%。同時，相較于中溫條件之下進行的生物降解，其年運行費用大約降低了2.5倍，可以說是一個性價比較高的酚類物質(zhì)降解方式。

（三）對芳香烴類化合物進行有效降解

一般說來，芳香烴類化合物是不容易被微生物降解的。其主要原因是這類化合物大多是苯或者苯的衍生物（如甲苯、酚等）。不過不容易被降解并不意味著不能被降解，并不是所有的微生物都不能降解芳香烴類化合物的。據(jù)相關(guān)研究證實，在處于0攝氏度這一溫度之時，耐冷菌就能夠?qū)妆竭M行講解，這主要是因為，類似于甲苯以及多環(huán)芳香烴之類的化合物，其基因大多是處于粒質(zhì)之上的，一旦溫度接近0攝氏度時，便能夠?qū)⒓妆阶陨淼慕到赓|(zhì)粒由嗜溫菌轉(zhuǎn)移至耐冷菌之中，這也就意味著，甲苯降解基因在一個低溫條件下時是能夠被表達的。因此可說，0攝氏度的甲苯是能夠被有效降解的。

結(jié)束語

綜上可知，在低溫環(huán)境下長期存活的低溫微生物對環(huán)境污染物具有極好的凈化能力，對于環(huán)境生態(tài)平衡的保持發(fā)揮著不可忽視的重要作用。微生物本身具有多樣性，從這一角度來看，這些被分離出來的低溫微生物可以說是極為珍貴的微生物資源和基因資源。尤其是近年來，人類在低溫微生物方面所做的研究更是愈加深入，可以說低溫微生物和我們?nèi)祟惿畹穆?lián)系也是愈來愈緊密，與我們生活的貼近程度正在不斷提高。我們有理由相信，低溫微生物在不久的將來必定會被逐步應(yīng)用于我們?nèi)祟惿畹钠渌I(lǐng)域，為我們的生活帶來更多的便利和驚人效果。

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作者簡介：蒲超，1994年6月，男，漢族，重慶銅梁，本科生，研究方向：環(huán)境工程。