低溫微生物在環(huán)境工程中的應用

仇午丹 周詩雨 蔡雷雷

（1.浙江人欣檢測研究院股份有限公司，浙江寧波 315000；2.浙江中環(huán)瑞藍科技發(fā)展有限公司，浙江寧波 315000）

低溫微生物普遍存在于高山、冰川等溫度較低的地方，通常情況下，低溫微生物可分為嗜冷菌、耐冷菌。嗜冷菌涉及的種類較多，包括生存于低溫環(huán)境中的藻類、真細菌等。真細菌是開展生物試驗的主要研究對象，通過加強低溫微生物分解，推動降解物質循環(huán)，不斷提升污染物質的處理效率。因此，應進一步加強低溫微生物的應用研究，充分發(fā)揮其在環(huán)境工程中的重要作用。

1 低溫微生物概述

1.1 構成

結合低溫微生物的研究結果，低溫微生物普遍生存于低溫環(huán)境中，包括高山、冰川等地區(qū)，這類地區(qū)氣溫較低，給低溫微生物提供了良好的生存環(huán)境。低溫微生物主要由嗜冷菌、耐冷菌構成，在參與環(huán)境工程的過程中，充分發(fā)揮對物質循環(huán)的推動作用，不斷提升污染物治理工作的實施質量。嗜冷菌的生存環(huán)境溫度須控制在20 ℃以內，適宜溫度應控制在0～15 ℃之間，嗜冷菌0 ℃以下也可生存。

目前，嗜冷菌種類主要由藻類、真細菌、真菌等構成，真細菌中的厭氧菌、異氧菌與好氧菌等，常作為低溫微生物研究的對象，結合現階段的實驗成果來看，黃桿菌屬、螺菌屬等均被劃分到嗜冷菌菌屬的范疇內。耐冷菌對外界環(huán)節(jié)的適應能力較強，可根據環(huán)境的變化調節(jié)自身的生存機制，不斷提升其生存領域空間的廣泛性。寒冷環(huán)境中可提取數量較多的耐冷菌，在開展耐冷菌的提取工作時，可選擇冷庫、冰川等低溫地區(qū)。

1.2 適冷機制

經過長時間的進化，低溫微生物已形成了相應的適冷機制，主要包括膜脂出現一定變化、蛋白冷休克、形成了特殊的蛋白質結構。隨著外界環(huán)境的改變，為了提升自身的適應性，膜脂流動性會出現相應變化，導致膜結構發(fā)生改變。

適冷微生物內部的脂類物質可有效提升其在低溫環(huán)境下的適應性，通過提升細胞內膜流動速度，可提升微生物在溫度下降的過程中的適應能力。在溫度升高的情況下，低溫微生物內部的脂肪酸會出現降低的情況，降低微生物耐高溫的能力。

在低溫環(huán)境下，低溫微生物的蛋白質結構可保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，防凍蛋白的形成是一種熱滯后現象，對提升微生物在低溫環(huán)境的適應能力具有重要的影響。適冷微生物內部的胞外多糖、海藻糖，均具有較好的防凍功效，胞外多糖可優(yōu)化內部反應環(huán)境，海藻糖可有效發(fā)揮依數性，探究適冷微生物的應用具有重要的作用。

1.3 分布

在開展環(huán)境污染治理工作的過程中，低溫微生物可發(fā)揮關鍵的作用，隨著研究不斷深入，其應用范圍越來越廣泛。在開展低溫微生物實際環(huán)境工程時，應先對微生物的分布情況進行研究，為后續(xù)的提取工作提供參考依據，因此，微生物分布成為環(huán)境工程低溫微生物應用研究中較為關鍵的組成部分。

結合以往研究結果，部分低溫微生物經過分離后，可在常溫環(huán)境下投入使用，其主要的研究類型為真細菌，可有效保障低溫微生物產品質量。低溫微生物的分布較為廣泛，針對微生物種類的研究較為有限，導致較多的低溫微生物難以得到有效開發(fā)。

2 環(huán)境工程應用分析

環(huán)境工程技術是環(huán)境工程建設的重要組成部分，為了提升相關技術實施的規(guī)范性、合理性，應不斷對其中具體的工作重點進行總結，并借助相關的指導性文件，充分落實環(huán)境保護工作。隨著環(huán)境污染問題不斷嚴重，人們對環(huán)境工程技術應用的關注度不斷提升，相關部門應做好文件執(zhí)行的監(jiān)督工作，積極落實環(huán)境保護工作。

環(huán)境工程技術的本質屬于環(huán)境保護服務，其具備較強的可調性，在實際開展相關工作的過程中，應結合當地發(fā)展的實際情況，合理調整施工方案，以滿足當前環(huán)境保護工作的實際需求。

除此以外，隨著我國環(huán)境保護工作的不斷深入開展，環(huán)境工程技術的標準不斷提升，為環(huán)境保護工程的順利推進奠定堅實基礎。從當前的發(fā)展情況來看，環(huán)境工程建設的主要內容包括選材、設計、建設等環(huán)節(jié)，結合建設的實際情況確定建設方法，提升建設質量。環(huán)境工程指導文件的規(guī)范，可充分發(fā)揮環(huán)境工程作用，為后續(xù)相關研究工作提供參考。

3 低溫微生物在環(huán)境工程中的實際應用

3.1 生活污水處理

在借助低溫微生物進行生活污水處理的過程中，不同季節(jié)呈現的效果存在差異。在冬季溫度較低的情況下，低溫微生物的代謝外源物質能力會受到低溫的影響，出現明顯降低，也會影響生活污水的處理效果。處理生活污水的過程中，需要借助耐冷菌去除COD，顯著提升低溫微生物對污水的處理效果。

生活污水中的磷元素與氮元素是導致水質富營養(yǎng)化的主要原因，會對生態(tài)環(huán)境造成不利影響，進行污水處理時，應重點去除磷元素、氮元素。

低溫微生物的代謝外源物質能力會受到低溫環(huán)境的影響，為了提升低溫微生物對生活污水的處理效果，將經過人工提取的耐冷絲狀藍細菌應用于實際的除污工作中，可增強污水的處理效果，提升環(huán)境工程的應用水平。

3.2 工業(yè)廢水處理

低溫微生物在工業(yè)廢水處理的領域中發(fā)揮了重要的作用，通過耐冷硫酸鹽還原菌對含有硫酸鹽類的工業(yè)廢水進行處理，可降低廢水處理的成本，實現廢水的循環(huán)再利用。

針對含有石油類物質的工業(yè)廢水，可通過使用耐冷菌、嗜冷菌，達到分解污水、提升污水處理效果的目的。低溫微生物會受到溫度影響降低活性，烴類物質在低溫環(huán)境下變?yōu)楣虘B(tài)，會增加工業(yè)廢水的處理難度。為了提升對含有烴類物質工業(yè)廢水的處理效果，可通過嗜冷微生物對烴類物質進行降解。

與此同時，借助AO污水處理工藝，可降低工業(yè)廢水中烴類物質的含量，在處理后可使廢水達到排放標準，提升了低溫微生物對廢水的處理質量，削弱了工業(yè)廢水對周邊生態(tài)環(huán)境的影響。進行石油化工類廢水處理的過程中，應充分發(fā)揮低溫微生物的重要作用，彌補傳統(tǒng)方法的弊端，優(yōu)化工業(yè)廢水處理技術。

除此以外，可將固定化微生物技術引入其中，通過生物育種的方式，不斷提升自身的生物活性，在工業(yè)廢水中提高微生物與有機污染物的處理效率，增強凈水效果。

3.3 石油烴類物質的降解

耐冷菌在低溫環(huán)境下可對烴類污染物質產生較強的修復作用，受低溫環(huán)境的影響，烴類污染物中會有部分物質呈現固體的狀態(tài)，阻礙了低溫微生物作用的發(fā)揮，影響了常溫狀態(tài)下的微生物處理效果。隨著相關研究不斷深入，在低溫環(huán)境下，可對低溫微生物進行提取，再將其應用于不同種類石油烴類污染物的處理過程中，進一步分析提升石油烴類污染的處理效果的相關政策。

3.4 脂類物質的降解

早期對低溫微生物的使用體現在食品低溫保鮮領域，研究人員在低溫環(huán)境下分離耐冷菌，使用低溫微生物可引發(fā)食物腐敗的現象引起了人們的關注。經過研究，低溫微生物將食物中的脂類物質進行分解，引發(fā)食物腐敗。在此基礎上，環(huán)境工程研究人員將這類微生物應用于屠宰場廢水處理、食品廠廢水處理等工作中，在脂類物質的降解方面取得了有效成果。

3.5 氯酚類物質的降解

現階段，氯酚和五氯酚在木材防腐工作中具有重要的作用，氯酚類物質的使用將導致嚴重的水污染問題。除此之外，氯酚是化學降解農藥的主要反應物質，在實際進行分解的過程中，應將溫度控制在20～30 ℃的范圍內，地表水、地下水的溫度難達到上述要求。相關研究人員在試驗中得出，可借助低溫微生物，有效去除氯酚類物質，但處理污水的成本會顯著提升。

3.6 芳香烴類物質的降解

芳香烴類化合物是苯及其衍生物，其分解難度較大，尤其針對多環(huán)芳香烴類化合物的處理。隨著試驗的不斷深化推進，部分專家與學者均證實低溫微生物對芳香烴類化合物具有良好的分解效果。

4 結語

綜上所述，將低溫微生物應用于環(huán)境工程中，效果顯著，目前的相關研究還未充分探究低溫微生物的抗低溫機制。近年來，我國對低溫微生物研究的關注度不斷提升，相較嗜熱菌，低溫微生物在應用效果、應用范圍等方面均存在較大的差異，隨著低溫微生物研究項目的增加以及生物研究技術的發(fā)展，將進一步拓寬低溫微生物的應用空間。