低溫菌及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用

王令敏

摘 要：當(dāng)前，我國越來越重視環(huán)境工程的建設(shè)，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(jìn)展，特別是在環(huán)境工程建設(shè)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(huán)境工程中具有非常好的發(fā)展前景。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對低溫菌及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：低溫菌;環(huán)境工程;應(yīng)用

在微生物活動的過程中，溫度會對其產(chǎn)生非常重大的影響，按照微生物生長的溫度特征，微生物通?？梢苑殖扇N，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(huán)境當(dāng)中的，其生長的溫度必須要控制在20℃之內(nèi)，在0℃的時(shí)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(shí)候能夠繁殖的微生物通常被我們稱為耐冷菌。在研究當(dāng)中充分的表明，低溫菌對環(huán)境保護(hù)有著十分積極的作用。

一、低溫微生物適應(yīng)性概述

在對嗜冷菌、中溫菌和嗜熱菌進(jìn)行全面的對比分析研究發(fā)現(xiàn)，三種菌類當(dāng)中只有嗜冷菌能夠在2℃的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)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(zhì)功能的。微生物是否能夠在低溫的環(huán)境下生長非常重要的一個(gè)限制因素就是低溫狀態(tài)下，細(xì)胞是否能夠?qū)ν庠臓I養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行運(yùn)輸，細(xì)胞膜內(nèi)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(zhì)可以充分的體現(xiàn)出其自身的優(yōu)勢和價(jià)值。而如果溫度出現(xiàn)了非常明顯的變化的時(shí)候，微生物必須要對脂類的組成進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖兒驼{(diào)整，這樣也就可以對膜的流動性和相結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)變。這樣就可以對環(huán)境的變化予以快速的適應(yīng)。而膜脂質(zhì)的改變通常是脂肪酸的主要組成物，這種轉(zhuǎn)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(shí)換裝脂肪酸所占的比重也會大大減少。

二、低溫微生物生態(tài)特性分析

低溫微生物生態(tài)特性體現(xiàn)在許多方面，以下從具有很強(qiáng)耐冷性、生態(tài)分布較廣、養(yǎng)分?jǐn)z取需求高、相互作用較弱等方面出發(fā)，對于低溫微生物的生態(tài)特性進(jìn)行了分析。

1、具有很強(qiáng)耐冷性

低溫微生物生態(tài)特性首先體現(xiàn)在其具有很強(qiáng)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(huán)境因子。因此可以根據(jù)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(xué)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(xì)菌，因此生物學(xué)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(huán)境保護(hù)工作的開展有著很強(qiáng)的促進(jìn)作用和現(xiàn)實(shí)意義。

2、生態(tài)分布較廣

低溫微生物生態(tài)特性還體現(xiàn)在了其非常廣的生態(tài)分布上。通常來說低溫微生物的生態(tài)分布較廣，對于其具體的分布生物學(xué)者已經(jīng)開展了接近140年的研究與分析。在這一過程中部分生物學(xué)者開始逐漸的從不同的環(huán)境中對于微生物進(jìn)行分離，因此由于其處于長期的寒冷環(huán)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(huán)境的發(fā)展進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)合，最終才能夠在此基礎(chǔ)上有效的減少特性有著直接的聯(lián)系。

3、養(yǎng)分?jǐn)z取需求高

低溫微生物生態(tài)特性還表現(xiàn)為不同的養(yǎng)分?jǐn)z取需求。低溫微生物的養(yǎng)分?jǐn)z取需求高主要是因?yàn)橹挥惺壤渚茉?℃運(yùn)轉(zhuǎn)葡萄糖，而葡萄糖的運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的能量支持，因此養(yǎng)分的攝取就變得極為重要了。其次，低溫微生物的養(yǎng)分?jǐn)z取需求高還體現(xiàn)在了不同的環(huán)節(jié)中。舉例來說，一個(gè)非常顯著的表現(xiàn)就是如離子和營養(yǎng)的吸收、電子轉(zhuǎn)移等都需要大量的能量支持，并且在環(huán)境的溫度改變帶來的影響非常多樣性，因此根據(jù)這一情況肯定判定所以養(yǎng)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(tài)特性還表現(xiàn)為相互作用較弱。相互作用較弱主要是因?yàn)槔浠钚悦傅姆肿拥南嗷プ饔媚芰Σ⒉粡?qiáng)，因此為了能夠促進(jìn)分子形成的完全，則需要在此基礎(chǔ)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(xiàn)在了其本身具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性上面。

三、低溫菌及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用

當(dāng)前，越來越多的中溫或者高溫微生物在環(huán)境中的應(yīng)用被研發(fā)出來，但現(xiàn)實(shí)中很多污染物所處的環(huán)境是低溫，所以對于低溫微生物的研究更具實(shí)用價(jià)值。由于耐冷菌和嗜冷菌都能夠產(chǎn)生低溫酶，而這種低溫酶在低溫環(huán)境下能夠?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行高效處理，并且在培養(yǎng)低溫微生物時(shí)不需要加熱，因此它是一種低投資、低能耗并具有高回報(bào)的微生物，在處理環(huán)境污染方面也有著很好的應(yīng)用前景。

1、低溫微生物對石油烴類物質(zhì)的清除與降解

當(dāng)前，石油烴類污染處理是環(huán)境處理的難點(diǎn)，而低溫微生物已經(jīng)在很早之前就從常低溫環(huán)境中提取出來，并應(yīng)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(huán)境下對土壤、海洋、河流中的石油烴類污染具有較高的修復(fù)作用。由于石油烴類污染物中含有較多難溶于水的物質(zhì)，在受到低溫環(huán)境的影響下，部分污染物會呈現(xiàn)出固體的狀態(tài)，從而在很大程度上影響了低溫微生物作用的有效發(fā)揮，同時(shí)處于常溫狀態(tài)下的微生物在低溫環(huán)境中所發(fā)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(qū)冬季的氣溫非常低，從而導(dǎo)致低溫生活污水的生物失去了代謝外源物質(zhì)的能力，從而無法進(jìn)行正常工作，而耐冷菌在凈化污水有機(jī)物這個(gè)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(gè)過程中進(jìn)行繁衍，所以為了解決這項(xiàng)問題，相關(guān)人員要對污水進(jìn)行人工投放耐冷菌的工作，從而達(dá)到改變冬季污水無法進(jìn)化的現(xiàn)狀。此外，在冬季使用此方法對污水進(jìn)行凈化，其凈化程度由原先的35%提高到了89%，為寒冷地區(qū)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(zhì)富營養(yǎng)化的主要原因，因此環(huán)境保護(hù)工作人員在進(jìn)行污水處理的過程中可以采用生物法來進(jìn)行處理。但由于低溫環(huán)境對微生物的新陳代謝有著一定的抑制作用，導(dǎo)致低溫污水中氮、磷的去除效果較低。所以，當(dāng)前環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作人員要從常低溫環(huán)境中分離出了耐冷絲狀藍(lán)細(xì)菌，利用耐冷絲狀藍(lán)細(xì)菌來提升低溫環(huán)境中污水的處理效率。

4、低溫微生物對脂肪類物質(zhì)的降解

低溫微生物最早是因在對食品進(jìn)行低溫保鮮時(shí)出現(xiàn)食品腐敗，從而引起了相關(guān)人員的注意。其主要是因?yàn)槔洳厥抑心軌蚍蛛x出將脂肪類物質(zhì)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(xiàng)功能的發(fā)現(xiàn)，使得環(huán)境工程的相關(guān)人員受到了一定的啟發(fā)，從而將低溫微生物應(yīng)用于對脂肪類物質(zhì)的降解中，并取得了良好的應(yīng)用效果。

結(jié)束語

低溫菌對于環(huán)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(huán)境保護(hù)方面所扮演的角色也是不容忽視的，但是當(dāng)前低溫菌的抗低溫機(jī)制還不是十分的明確，在這樣的情況下，其應(yīng)用受到了一定的限制，而在今后的發(fā)展中，其研究會越來越深入，這對低溫菌在環(huán)境工程當(dāng)中的廣泛應(yīng)用也有著十分積極的意義。

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