低溫菌及其在環境工程中的應用

王令敏

摘 要：當前，我國越來越重視環境工程的建設，低溫菌是一種十分重要的菌種，它具有非常好的適冷性，在很多方面的研究都有了較為明顯的進展，特別是在環境工程建設的過程中對污染物具有非常好的降解功能，所以，低溫菌在環境工程中具有非常好的發展前景。筆者根據多年的工作經驗，主要針對低溫菌及其在環境工程中的應用進行分析和討論。

關鍵詞：低溫菌;環境工程;應用

在微生物活動的過程中，溫度會對其產生非常重大的影響，按照微生物生長的溫度特征，微生物通常可以分成三種，一種是高溫菌，一種是中溫菌，一種是低溫菌。而低溫菌通常又可以分成兩種類型，一種是必須生活在低溫環境當中的，其生長的溫度必須要控制在20℃之內，在0℃的時候能夠生長繁殖的微生物通常被我們稱作嗜冷菌。而另外一種其生長的溫度在20℃以上，在0-5℃的時候能夠繁殖的微生物通常被我們稱為耐冷菌。在研究當中充分的表明，低溫菌對環境保護有著十分積極的作用。

一、低溫微生物適應性概述

在對嗜冷菌、中溫菌和嗜熱菌進行全面的對比分析研究發現，三種菌類當中只有嗜冷菌能夠在2℃的條件下運轉葡萄糖。中溫的微生物在5℃以下的溫度條件下是不具備代謝外源物質功能的。微生物是否能夠在低溫的環境下生長非常重要的一個限制因素就是低溫狀態下，細胞是否能夠對外援的營養物質進行運輸，細胞膜內部的脂類組成使得膜的流動性顯著的提高，這樣也就十分有效的確保了膜中鑲嵌的蛋白質可以充分的體現出其自身的優勢和價值。而如果溫度出現了非常明顯的變化的時候，微生物必須要對脂類的組成進行適當的改變和調整，這樣也就可以對膜的流動性和相結構形式進行適當的轉變。這樣就可以對環境的變化予以快速的適應。而膜脂質的改變通常是脂肪酸的主要組成物，這種轉變主要是指不飽和脂肪酸比例的上升，生長溫度的下降對短鏈的形成有著十分積極的作用，同時換裝脂肪酸所占的比重也會大大減少。

二、低溫微生物生態特性分析

低溫微生物生態特性體現在許多方面，以下從具有很強耐冷性、生態分布較廣、養分攝取需求高、相互作用較弱等方面出發，對于低溫微生物的生態特性進行了分析。

1、具有很強耐冷性

低溫微生物生態特性首先體現在其具有很強的耐冷性。眾所周知溫度具有重要的意義，并且屬于重要的生活環境因子。因此可以根據溫度的判定來將微生物大致可分為不同的類型，在這一過程中最為常見的菌類主要包括了不同類型的溫度菌種。在這一過程中引入部分生物學家的分析就可以理解，其中有一種類型的低溫菌是必須生活在低溫條件下的細菌，因此生物學家通常也將在0～5℃可生長繁殖的微生物稱為耐冷菌。在這一過程中需要注意的是，研究的意義并不是單純的理論上意義，而是對于環境保護工作的開展有著很強的促進作用和現實意義。

2、生態分布較廣

低溫微生物生態特性還體現在了其非常廣的生態分布上。通常來說低溫微生物的生態分布較廣，對于其具體的分布生物學者已經開展了接近140年的研究與分析。在這一過程中部分生物學者開始逐漸的從不同的環境中對于微生物進行分離，因此由于其處于長期的寒冷環境，因此耐冷能力相對良好。但是在這一過程中需要將其與環境的發展進行進一步的結合，最終才能夠在此基礎上有效的減少特性有著直接的聯系。

3、養分攝取需求高

低溫微生物生態特性還表現為不同的養分攝取需求。低溫微生物的養分攝取需求高主要是因為只有嗜冷菌能在2℃運轉葡萄糖，而葡萄糖的運轉需要大量的能量支持，因此養分的攝取就變得極為重要了。其次，低溫微生物的養分攝取需求高還體現在了不同的環節中。舉例來說，一個非常顯著的表現就是如離子和營養的吸收、電子轉移等都需要大量的能量支持，并且在環境的溫度改變帶來的影響非常多樣性，因此根據這一情況肯定判定所以養分的攝取是絕對必不可少的。

4、相互作用較弱

低溫微生物生態特性還表現為相互作用較弱。相互作用較弱主要是因為冷活性酶的分子的相互作用能力并不強，因此為了能夠促進分子形成的完全，則需要在此基礎上有效的降低能源的消耗。其次，低溫微生物相互作用較低還體現在了其本身具有更強的穩定性上面。

三、低溫菌及其在環境工程中的應用

當前，越來越多的中溫或者高溫微生物在環境中的應用被研發出來，但現實中很多污染物所處的環境是低溫，所以對于低溫微生物的研究更具實用價值。由于耐冷菌和嗜冷菌都能夠產生低溫酶，而這種低溫酶在低溫環境下能夠對污染物進行高效處理，并且在培養低溫微生物時不需要加熱，因此它是一種低投資、低能耗并具有高回報的微生物，在處理環境污染方面也有著很好的應用前景。

1、低溫微生物對石油烴類物質的清除與降解

當前，石油烴類污染處理是環境處理的難點，而低溫微生物已經在很早之前就從常低溫環境中提取出來，并應用于不同種類的石油烴類污染物的處理與降解過程中。耐冷菌在低溫環境下對土壤、海洋、河流中的石油烴類污染具有較高的修復作用。由于石油烴類污染物中含有較多難溶于水的物質，在受到低溫環境的影響下，部分污染物會呈現出固體的狀態，從而在很大程度上影響了低溫微生物作用的有效發揮，同時處于常溫狀態下的微生物在低溫環境中所發揮的作用受到了一定的限制。

2、低溫微生物對生活污水的生物處理

由于寒冷地區冬季的氣溫非常低，從而導致低溫生活污水的生物失去了代謝外源物質的能力，從而無法進行正常工作，而耐冷菌在凈化污水有機物這個方面有著巨大的作用。但是，由于耐冷菌因自身的問題無法在凈化污水這個過程中進行繁衍，所以為了解決這項問題，相關人員要對污水進行人工投放耐冷菌的工作，從而達到改變冬季污水無法進化的現狀。此外，在冬季使用此方法對污水進行凈化，其凈化程度由原先的35%提高到了89%，為寒冷地區冬季的生活污水處理提供了新的思路。

3、低溫微生物對污水中氮磷的清除處理

由于污水中含有較多的氮磷元素，而過高的氮磷元素是造成水質富營養化的主要原因，因此環境保護工作人員在進行污水處理的過程中可以采用生物法來進行處理。但由于低溫環境對微生物的新陳代謝有著一定的抑制作用，導致低溫污水中氮、磷的去除效果較低。所以，當前環境保護相關工作人員要從常低溫環境中分離出了耐冷絲狀藍細菌，利用耐冷絲狀藍細菌來提升低溫環境中污水的處理效率。

4、低溫微生物對脂肪類物質的降解

低溫微生物最早是因在對食品進行低溫保鮮時出現食品腐敗，從而引起了相關人員的注意。其主要是因為冷藏室中能夠分離出將脂肪類物質分解的耐冷菌，并且這種耐冷菌能夠在低溫之下降解脂肪。而對這項功能的發現，使得環境工程的相關人員受到了一定的啟發，從而將低溫微生物應用于對脂肪類物質的降解中，并取得了良好的應用效果。

結束語

低溫菌對于環境中污染物的分解和處理有著非常重要的作用，所以低溫菌在環境保護方面所扮演的角色也是不容忽視的，但是當前低溫菌的抗低溫機制還不是十分的明確，在這樣的情況下，其應用受到了一定的限制，而在今后的發展中，其研究會越來越深入，這對低溫菌在環境工程當中的廣泛應用也有著十分積極的意義。

參考文獻：

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