论文部分内容阅读
摘 要 低温微生物不仅对于保持生态平衡有着很好的促进作用，而且它还能有效的净化环境中的污染物。本文主要论述了低温微生物的生态分布，并对其在环境工程领域的应用进行了详细的介绍。
关键词 低温 低温微生物 污染物治理
人类关于低温微生物的了解是从1975年开始的，它的发现者Morita在当时不仅对这类低温微生物进行了系统的整理报道，而且对其生理特点也进行了深入的研究和分析。低温微生物与我们所熟悉的嗜温微生物不同，它即使在寒冷的环境下也不会停止生长，而嗜温微生物在低温条件下则会因为酶活力过低和蛋白质变性而停止生长甚至出现死亡的现象，这两种截然不同的现象表明了低温微生物与嗜温微生物的生理机制是大不相同的。由于低温微生物在极其寒冷的环境下也不会停止生长，因此，低温微生物对于处理寒冷地区内的污水以及催化低温发酵的过程中都有很重要的应用价值。
一、低温微生物的生态分布
低温菌首次被人类所发现是在1887年，它的发现者Forster从冷冻的鱼身上成功的提取出了有生命体征的低温菌，之后，不少学者效仿Forster，开始从深海、冰川等寒冷的环境中提取出了成活的低温微生物。低温微生物主要有2种类型，其一是生活在常冷环境中的嗜冷菌，其二是可以生活在任何低温条件下的耐冷菌。目前已经被人类成功分离出来的低温微生物有真细菌、蓝细菌、酵母菌、真菌及藻类等多种微生物类群。尽管我们成功分离出了各种各样的低温菌，但是，从目前的情况来看，革兰氏阴性低温菌不论从种类上来说，还是从数量上来说，都远远大于革兰氏阳性菌。
二、低温微生物在环境污染物治理方面的几项应用
（一）有效去除污水中存在的氮和磷
水体之所以会出现富营养化的现象，主要是因为水中含有过多的氮和磷。针对这种现象，国际上一般会采用生物法来处理污水中过量的氮和磷。但是对于比较寒冷的环境来说，由于这些微生物在寒冷条件下极难生存，因此，生物法对于净化寒冷地区的污水来说是没有意义的。目前，已经有人将分离出的丝状蓝细菌应用到净化寒冷环境下污水中的氮和磷的工作中了，这种蓝细菌提取自南北两极，具有很好的耐冷性。
（二）有效的处理生活污水
当寒冷地区的冬季来临时，由于生活污水温度较低，因此并不适合使用生物处理的方法来净化水源。这是因为温度过低而导致大部分的中温菌没有了代谢外源物质的能力，这个时候耐冷菌的优势就发挥的比较明显了，它能在去除污水的有机过程中发挥自身耐冷的优势，但是，若单独使用耐冷菌来去除污水，则会因为它不能自然的形成优势菌群而失去它本身高效的去污价值，因此，针对活性污泥，我们可以采用人工投放耐冷菌的方式来净化生活污水，提高处理生活污水的效率。根据多项研究结果表明，在冬天等低温气候时，将耐冷菌人工投放在曝气池内可以大幅提高污水COD的去除率。
（三）有效降解芳香烃类的化合物
一般来说，芳香烃类的化合物是比较不易被微生物所降解的，这类型的化合物都是苯和苯的衍生物，比如我们常说的甲苯跟酚等。当然，我们说芳香烃类的化合物是不易被微生物所降解的，这并不代表其不能被任何微生物降解。根据一些研究表明，当温度处于0摄氏度时，耐冷菌就具有了降解甲苯的能力，这是因为像甲苯和多环芳香烃这类的化合物，他们的基因都是处于质粒上的，当温度趋向0℃时，可以将甲苯的降解质粒从嗜温菌中成功的转移到耐冷菌中，也就是说，在低温条件下，甲苯的降解基因能够被表达，这就表明，0℃的甲苯能够被降解。
（四）有效降解石油烃类的化合物
耐冷菌具备生物修复的功能，它能在较低的温度下，对各类土壤、海洋系统中存在的石油烃类污染物发挥良好的生物修复功效。在实际降解石油烃类化合物的过程中，由于这些污染物中的某些物质不能与水相溶，在低温的环境中甚至凝结成固体，这种情况在极大的程度上阻碍了耐冷菌和嗜冷菌活性的发挥。因此，目前我们对于降解低温环境下石油烃类的污染物并没有多少有效的方法。但是，根据上世纪80年代的报道来看，从土壤、淡水以及海洋系统中分离出的低温微生物，它们具有降解石油烃类化合物的功能，这些存在于自然环境中的石油烃类污染物能够很好的为这类低温微生物提供能源和碳源。研究表明，将嗜冷菌投放到北极中部和北部等地区的原油里，它能成功的分解低温条件下的原油。
三、结束语
综上所述，这些长期存在于低温条件下的低温微生物具有良好的净化环境中污染物的能力，且它们在保持环境生态平衡的过程中也具有十分重要的作用。从微生物多样性的角度来说，这些成功分离出来的低温微生物是十分可贵的微生物和基因资源。近几年来，随着人类对于低温微生物的研究越来越深入，低温微生物与人类的生活越来越贴近，相信在不久的将来，低温微生物会为人类的生活带来更多的惊人效果。
参考文献：
[1]贾贞，王廷璞，安建平，等.低温微生物的研究及應用[J].天水师范学院学报，2003，23（5）.
[2]姜安玺，孟雪征，曹相生. 投加耐冷复合菌群提高寒冷地区生活污水处理效果的研究[J].哈尔滨工业大学学报，2002（8）.
关键词 低温 低温微生物 污染物治理
人类关于低温微生物的了解是从1975年开始的，它的发现者Morita在当时不仅对这类低温微生物进行了系统的整理报道，而且对其生理特点也进行了深入的研究和分析。低温微生物与我们所熟悉的嗜温微生物不同，它即使在寒冷的环境下也不会停止生长，而嗜温微生物在低温条件下则会因为酶活力过低和蛋白质变性而停止生长甚至出现死亡的现象，这两种截然不同的现象表明了低温微生物与嗜温微生物的生理机制是大不相同的。由于低温微生物在极其寒冷的环境下也不会停止生长，因此，低温微生物对于处理寒冷地区内的污水以及催化低温发酵的过程中都有很重要的应用价值。
一、低温微生物的生态分布
低温菌首次被人类所发现是在1887年，它的发现者Forster从冷冻的鱼身上成功的提取出了有生命体征的低温菌，之后，不少学者效仿Forster，开始从深海、冰川等寒冷的环境中提取出了成活的低温微生物。低温微生物主要有2种类型，其一是生活在常冷环境中的嗜冷菌，其二是可以生活在任何低温条件下的耐冷菌。目前已经被人类成功分离出来的低温微生物有真细菌、蓝细菌、酵母菌、真菌及藻类等多种微生物类群。尽管我们成功分离出了各种各样的低温菌，但是，从目前的情况来看，革兰氏阴性低温菌不论从种类上来说，还是从数量上来说，都远远大于革兰氏阳性菌。
二、低温微生物在环境污染物治理方面的几项应用
（一）有效去除污水中存在的氮和磷
水体之所以会出现富营养化的现象，主要是因为水中含有过多的氮和磷。针对这种现象，国际上一般会采用生物法来处理污水中过量的氮和磷。但是对于比较寒冷的环境来说，由于这些微生物在寒冷条件下极难生存，因此，生物法对于净化寒冷地区的污水来说是没有意义的。目前，已经有人将分离出的丝状蓝细菌应用到净化寒冷环境下污水中的氮和磷的工作中了，这种蓝细菌提取自南北两极，具有很好的耐冷性。
（二）有效的处理生活污水
当寒冷地区的冬季来临时，由于生活污水温度较低，因此并不适合使用生物处理的方法来净化水源。这是因为温度过低而导致大部分的中温菌没有了代谢外源物质的能力，这个时候耐冷菌的优势就发挥的比较明显了，它能在去除污水的有机过程中发挥自身耐冷的优势，但是，若单独使用耐冷菌来去除污水，则会因为它不能自然的形成优势菌群而失去它本身高效的去污价值，因此，针对活性污泥，我们可以采用人工投放耐冷菌的方式来净化生活污水，提高处理生活污水的效率。根据多项研究结果表明，在冬天等低温气候时，将耐冷菌人工投放在曝气池内可以大幅提高污水COD的去除率。
（三）有效降解芳香烃类的化合物
一般来说，芳香烃类的化合物是比较不易被微生物所降解的，这类型的化合物都是苯和苯的衍生物，比如我们常说的甲苯跟酚等。当然，我们说芳香烃类的化合物是不易被微生物所降解的，这并不代表其不能被任何微生物降解。根据一些研究表明，当温度处于0摄氏度时，耐冷菌就具有了降解甲苯的能力，这是因为像甲苯和多环芳香烃这类的化合物，他们的基因都是处于质粒上的，当温度趋向0℃时，可以将甲苯的降解质粒从嗜温菌中成功的转移到耐冷菌中，也就是说，在低温条件下，甲苯的降解基因能够被表达，这就表明，0℃的甲苯能够被降解。
（四）有效降解石油烃类的化合物
耐冷菌具备生物修复的功能，它能在较低的温度下，对各类土壤、海洋系统中存在的石油烃类污染物发挥良好的生物修复功效。在实际降解石油烃类化合物的过程中，由于这些污染物中的某些物质不能与水相溶，在低温的环境中甚至凝结成固体，这种情况在极大的程度上阻碍了耐冷菌和嗜冷菌活性的发挥。因此，目前我们对于降解低温环境下石油烃类的污染物并没有多少有效的方法。但是，根据上世纪80年代的报道来看，从土壤、淡水以及海洋系统中分离出的低温微生物，它们具有降解石油烃类化合物的功能，这些存在于自然环境中的石油烃类污染物能够很好的为这类低温微生物提供能源和碳源。研究表明，将嗜冷菌投放到北极中部和北部等地区的原油里，它能成功的分解低温条件下的原油。
三、结束语
综上所述，这些长期存在于低温条件下的低温微生物具有良好的净化环境中污染物的能力，且它们在保持环境生态平衡的过程中也具有十分重要的作用。从微生物多样性的角度来说，这些成功分离出来的低温微生物是十分可贵的微生物和基因资源。近几年来，随着人类对于低温微生物的研究越来越深入，低温微生物与人类的生活越来越贴近，相信在不久的将来，低温微生物会为人类的生活带来更多的惊人效果。
参考文献：
[1]贾贞，王廷璞，安建平，等.低温微生物的研究及應用[J].天水师范学院学报，2003，23（5）.
[2]姜安玺，孟雪征，曹相生. 投加耐冷复合菌群提高寒冷地区生活污水处理效果的研究[J].哈尔滨工业大学学报，2002（8）.