低温微生物及其在环境工程中的应用林立

低温微生物及其在环境工程中的应用林立

林立

广东微乐环保成套设备有限公司510000

摘要：近些年来，在科技需求不断增加的同时，我国的微生物事业也取得了重要的成就，为了更好的完善我国的环境工程水平，积极对其低温微生物的原理等进行系统的重视是非常关键的。我国在实际进行经济建设的过程中，为了更好的对其生态环境进行有效的保护，积极对其低温微生物的相关原理进行系统的了解就显得尤为重要。因此，本文主要从限制性生态因子的构建目标入手，在对其基本内容进行分析的同时，积极探索低温微生物及其在环境工程中的应用。从而更好的促进我国环境工程事业的不断进步与发展，有效地保护我国赖以生存的环境。

关键词：低温微生物；环境工程；应用

作为一个影响微生物活性的重要因子，温度可以将微生物分为三大类:低温微生物、中温微生物及高温微生物。目前，微生物在环境工程中的应用主要研究常温微生物或高温微生物，而现实中，大约百分之八、九十的生态环境都是低温状态，如海洋深处、高山、南北极等等。这些地区存在大量的低温微生物，它们在低温环境中起着非常重要作用，最终影响着全球环境。而我们目前对于它们的理解还处于起步阶段，未来还有很长的路要走。笔者介绍了低温微生物的种类、分子机制及它在环境工程中的应用，并展望了一下它的发展前景，以期为低温微生物的研究献上一份绵薄之力。

1.低温微生物的主要构成概述

全球的生态系统环境极为复杂，在不同气候环境中存有着繁多的生态群落，从整体上而言，全球处于低温环境的范围较为广泛。例如：南北极、海洋、冰川、高山等。在低温气候下活动的微生物即被称之为冷适应微生物，低温微生物主要可以分成两大种类，耐冷菌和嗜冷菌。耐冷菌和嗜冷菌对低温地区的物质循环降解发挥着重要的作用，将低温微生物应用化环境工程能够极大的提升低温环境中污染治理的效率和质量。

1.1低温微生物主要构成中的嗜冷菌

嗜冷菌存活和生长的温度不超过20℃，最为适宜的温度为15℃-0℃，在0℃下依旧可以生长繁殖的微生物被称之为嗜冷菌，嗜冷菌的主要分布常低温环境中，嗜冷菌的种类十分丰富，当前已经被发现的嗜冷菌主要包含：真细菌、蓝细菌、酵母菌、真菌、霉菌、藻类、古细菌等。嗜冷菌中革兰氏杆菌占的比例最大。低温微生物研究主要针对的就是真细菌，真细菌不仅有自养菌还有异养菌、好氧菌以及厌氧菌等，当前已经发现的嗜冷菌的主要菌属有：假单胞菌属、黄杆菌属、产碱菌属、弧菌菌属、无色杆菌属、螺菌属、动性球菌菌属等等。

1.2低温微生物的适冷机制

在低温环境中，经过上亿年的进化，低温微生物形成了一系列的适冷机制。这些机制大体有以下几种:一是有冷休克蛋白，当低温微生物经历温度剧降时，它们能很快适应并进行相关生命活动;二是有特殊的蛋白质结构，能在低温环境保证蛋白质结构的完整性;三是膜脂可以改变，因为温度变化时，膜的流动性会发生相应改变，所以只有膜脂改变以达到改变了膜的流动性及结构的目的，从而适应温度的波动等等。

2.低温微生物在环境污染治理方面的应用

2.1低温微生物在生活污水处理中的作用

四季变化明显的区域，冬季的温度较低，低温环境中的生活污水的处理效果较差，这主要因为在低温环境下大多数的温菌都会受到低温环境的影响减低代谢外源物质的能力或失去代谢外源物质的能力。因此低温微生物在生活污水处理上的作用越来越明显，但是由于低温微生物在低温环境中本身世代时间较长等原因，使得低温微生物很难形成优势菌群。所以可以在活性污泥中人工投入耐冷菌的方式来提升低温环境中生活污水的处理效果。通过相关调查数据可以看出，在曝气池内人工投入耐冷菌可以将污水中COD的去除率从原有的35%提升至89%，低温微生物在生活污水处理中的作用，为寒冷地区冬季生活污水的处理提供了新的研究方向和研究内容。

2.2处理石油工业及石油污染废水

处理石油工业级石油污染造成的废水一直是研究者的一个难题。研究发现，某些耐冷菌与嗜冷菌能将石油中的烃类当成唯一的能源，能高效处理石油废水。但低温时石油一般呈固体形态且不溶于水，所以相关低温微生物不能有效发挥优势，这将是一个很好的研究课题。希望不久的将来会有研究者解决这个难题，这会使石油类废水的处理前进一大步。

2.3有效降解表面活性剂

从表面活性剂的角度来看很多，经过化学合成的阴离子表面活性剂，在实际发展的过程中，被广泛地应用于工农业生产之中。比如洗碗的洗涤剂以及相关的化学喷雾等，其在实际应用的过程中，表面是含有大量的活性基的对环境造成了非常大的污染。因此，从某种意义上来讲，积极对其表面活性剂进行有效地降解就显得尤为重要，在这样的情况之下，要不断针对其成长属性进行有效的筛选对其敏感的低温微生物分子，使其充分对表面性活剂进行有效的降解，从而更好地达到保护环境的发展目标。比如，充分利用耐冷型降解柴油微生物，并在不同的温度下进行相关SDS的降解实验，以更好的了解阴离子表面活性剂的污染情况。

2.4有效降解脂肪类物质

从脂肪物质降解的角度来看，在实际对其相关工作进行有效开展的过程中，主要是使用耐冷菌对其脂肪类的物质进行有效的降解。在这样的情况之下，由于其自身的属性的特殊性，要积极利用微生物来处理低温的屠宰场废水和食品生产厂中的相关废水，并将相关物质的假单胞菌进行有效的克隆，使其在大肠杆菌中得到有效的表达。从而更好地达到良好的处理效果，推动我国微生物分子在环境工程事业中的应用水平，使其逐渐朝着科学化与合理化的方向发展。

2.5低温微生物对污水中氮磷的清除作用

污水中含有的较多的氮、磷元素，污水中过高的氮、磷元素也是造成水质富营养化的主要原因。环境保护工作人员在进行污水处理的过程中通常采用的方式就是生物法来进行处理，但是由于低温环境对微生物的新陈代谢的抑制作用，导致了低温污水中氮、磷的去除效果较低，当前环境保护相关工作人员已经从常低温环境中分离出了耐冷丝状蓝细菌，耐冷丝状蓝细菌可以显著的提升低温环境中污水的处理效率，耐冷丝状蓝细菌的应用为低温污水中氮磷的清除研究提供了新的研究方向和研究内容。

2.6低温微生物对脂类物质的降解作用

低温微生物的发现就是在食品低温保鲜过程中低温微生物引发食物腐败而引起了人们的关注，并且当时相关人员已经从冷藏食品中分离出了能够在低温环境中简介诶脂肪类物质的耐冷菌，由于低温微生物可以分解脂肪类物质的特性，启发了环境工程人员的关注，因此环境工程人员依据其特性已经将这种微生物来处理低温的屠宰场废水、食品生产厂废水，当前低温微生物在脂类物质的降解环节已经取得了一定的成果。

结论

地球上大部分生态环境温度都低于5℃，这这些环境里生存着大量的微生物，这类微生物长期进化形成适冷机制。它们是地球这个生物圈重要的组成部分，影响着这个生态环境的变化，并且可以在环境工程中发挥很多作用，比如废水处理及石油污染处理等。但到目前为止，我们只发现了一小部分低温微生物，还缺少很多理论研究。近些年，越来越多的科研者注意到低温微生物的潜力并开始进行研究，但用于实际的案例并不是很多，相信未来随着研究的深入，低温微生物会在更多区域得到更广泛的应用。

参考文献:

［1］贾贞，王廷璞,安建平,等.低温微生物的研究及应用［J］.天水师范学院学报,2003,23（5）.

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［3］曾胤新,陈波.南极低温微生物研究及其应用前景［J］.极地研究,1999,11（2）:143-152.