探究低温微生物及其在环境工程的应用论文_蒙志刚

探究低温微生物及其在环境工程的应用论文_蒙志刚

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摘要:低温微生物本身具有多样化,那么在常冷环境之中分离低温微生物,能够获得非常珍贵的微生物资源及基因资源,将其有效的应用于环境工程之中,能够对多种污染问题予以有效的处理,为净化环境及水资源创造条件。那么,如何将低温微生物有效的应用于环境工程之中呢?本文将参考相关资料着重分析低温微生物,在此基础上探讨以上问题,希望对于推动环境工程发展有所帮助。

关键词:低温微生物;环境工程;污染治理;有效应用

在低温环境下长期存活的低温微生物对环境污染物具有极好的净化能力,对于环境生态平衡的保持发挥着不可忽视的重要作用。基于此,在近些年我国高度重视并且积极推进环境工程的过程中,应当注意将目光落在低温微生物上,科学合理的运用低温微生物来处理废水、氯酚类化合物、芳香烃类化合物等,为改善环境创造条件。由此来看,在持续推进环境工程的过程中高度重视对低温微生物的研究与运用是非常有意义的。

一、低温微生物的概述

全球的生态系统环境极为复杂,在不同的气候环境中存在着诸多的生态群落。而相对来说,全球内低温环境范围比较广泛,这些低温气候下活动着大量的微生物,它们被称为冷适应微生物。参考相关资料,确定冷适应微生物主要有两种类型,即:耐冷菌和嗜冷菌这两种微生物,其对低温地区的物质循环降解有着非常重要的作用。我国相关研究人士表明低温微生物这一作用对于有效的开展环境工程有很大帮助,尤其是有效的解决低温环境的污染问题。

(一)嗜冷菌

嗜冷菌,具有广泛的微生物区系,现阶段已经发现的是嗜冷菌主要有真细菌、蓝细菌、酵母菌、真菌及藻类等,最近又发现了嗜冷古细菌。其实在是嗜冷菌当中革兰氏阴性杆菌占比最大,而现阶段对于嗜冷菌的研究主要以真细菌为主,其中包括自养菌、异养菌;好氧菌、厌氧菌。

参考相关资料,确定嗜冷菌中蛋白质是以单体和多聚物形式存在的,比如嗜冷菌Vibro sp.的异柠檬酸脱氢酶的单聚体具有明显的湿冷性,其在15℃以上会失去活性,而温度降低到0℃时又快速的恢复活性。另外,温度还会影响核糖体上蛋白质翻译速率,可以说是冷性的微生物基本上生长在他们底线温度时所产生的蛋白质含量最多。为了能够真正的证明这一点,可以用温菌E.coli通过放射性标记细胞蛋白质的方式来对不同温度的细胞蛋白质进行分离,有效的检测蛋白质的含量,可以确定在13℃度和46℃时蛋白质水平会发生改变。

(二)耐冷菌

与嗜冷菌主要分布在终年常冷的环境当中不同,耐冷菌可忍受短暂的温度波动,这就使得耐冷菌的生态分布更加广泛,能够在常冷环境或不稳定的低温环境中均能分离到耐冷菌。从这一方面来说,耐冷菌在细菌数量较多,其被称之为优势菌群。参考相关文献,确定现阶段所研究的耐冷菌主要有假交替单胞菌属、是嗜冷杆菌属、盐单胞菌属、假单胞菌属、生丝单胞菌属、节杆菌属、动性球菌属、盐杆菌属等等。

二、冷活性酶

其实,生物的一切活动,比如吸收、代谢、生长等均离不开酶的作用。参考相关资料了解到中温菌所产生的酶要求一般较高,尤其是对反应温度要求较高,而冷适应微生物中酶则需要低温环境。比如海产弧菌苹果酸脱氢酶在20℃时具有催化活性,但温度一旦超过20℃,那么其活性将快速丧失;再比如南极的冷酵母中分离纯化的琥珀酸脱氢酶,其最适应反应温度为20℃,在0℃时能够保持最大的活性为60%。而随着温度的不断升高,冷活性酶则表现出对热的敏感性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以,要想使低温微生物能够在环境工程当中充分发挥作用,应当注意对温度加以控制,以便活性酶能够真正的发挥作用,有效的处理污染物。

三、低温微生物在环境工程中的应用

参考相关资料,确定低温微生物非常适用于环境工程当中,能够有效的辅助环境污染物治理,为改善生态环境创造条件。那么,环境工程当中低温微生物如何有效应用呢?

(一)低温微生物在污水处理当中的有效应用

1.处理生活污水

相关研究表明,大多数情况下温菌低温时会基本散失代谢外来物的能力,因此在低温环境下温菌处理生活污水的效果比较差。而将低温微生物有效的应用到生活污水处理当中,能够发挥其优势,产生相应的酶,有效的去除污水当中的氮、磷,并降解相关的有机污染物,从而达到净化生活污水的目的。在此需要特别说明的是,低温微生物生长周期长,可直接投加相应的生活污水当中,如此能够大大的提高低温微生物处理生活污水的能力。

2.处理石油工业及石油污染废水

参考相关文献,确定将低温微生物有效的应用于石油工业及石油污染废水当中,某些地方微生物,如特定的耐冷菌或者嗜冷菌能够将石油当中的烃类当做唯一的能源,对其进行有效的处理,从而达到净化石油废水的目的。但在此需要特别说明的是,现阶段利用低温微生物处理石油工业及石油污染废水面临一个难题,也就是在低温环境下石油一般是呈现出固体形态的且不溶于水,这就使得低温微生物的优势不能充分的发挥出来,那么石油工业及石油污染废水处理的目的难以实现。所以,相关研究人员应当在未来更加深入的研究该难题,为有效的处理石油类废水创造条件。

3.处理食品工厂废水及屠宰厂废水

相关研究表明,食物低温保存时发生腐败是因为低温微生物的作用,这种耐冷微生物能够在低温环境时分解脂肪。基于此,再具体进行食品工厂废水及屠宰场废水处理的当中,可以将低温微生物有效的应用其中,使冷脂肪酶基因能够有效的分解废水中脂肪,从而达到净化水质的目的。

4.处理硫酸盐废水

对现阶段硫酸盐废水处理实际情况予以了解,确定主要是先对废水进行加温处理,之后投入中文硫酸盐微生物,以此来有效的处理废水,达到净化水质的作用。该种做法所消耗的资金较多。而将低温微生物有效的应用到硫酸盐废水处理当中,能够对硫酸盐进行有效的处理,实现净化水质的目的,同时也大大的节约运作成本。

(二)低温微生物对氯酚类化合物的降解

总结性分析氯酚类化合物应用实际情况,确定该物质应用比较广泛,比如氯酚或者五氯酚能够作为木材防腐剂来应用到各种木制产品当中;氯酚还能够被当作生物或者化学降解某些农药过程当中必不可少的中间物质。但是氯酚类化合物的有效应用会给地表水及地下水带来一定的污染。为了能够有效的解决这一污染问题,可以有效的利用低温微生物来降解氯酚类化合物。比如耐冷菌当中的Pseudomonas类的菌种的有效应用,能够对水环境、沉淀物亦或低温土壤当中的不同形式、不同结构的氯酚进行有效的分解。另外,还有相关人员对氯酚类生物降解进行了研究,这一过程当中主要是将分离于地下水中的耐冷高效率酚降解菌

用至好氧流化床,同样能够对地下水中的氯酚类生物加以净化。这充分说明了氯酚负荷为740mg/L?d,温度在5℃到7℃以下应用适合的耐冷菌能够有效的降解氯酚,去除率达到99.9%。与此同时,中温条件下进行生物降解,能够大大的节约运行费用,所以利用耐冷菌降解氯酚类化合物是非常适合的。

(三)低温微生物对芳香烃类化合物的降解

一般来说,芳香烃类化合物是不容易被微生物降解的,其原因是这类化合物大多是苯或者苯的衍生物,但将耐冷菌等低温微生物有效的应用到芳香烃类化合物之中,能够对该物质进行有效的降解。主要是因为甲苯或者多环芳香烃类化合物的基因大多是处于粒质之上,当温度为0℃时,甲苯本身的降解质粒由嗜温菌转移至耐冷菌之中,那么甲苯降解基因在一个低温条件下能够被表达出来。

结束语

经过本文一系列分析,确定低温微生物主要包括嗜冷菌和耐冷菌两种,将其有效的应用于环境工程之中,能够对生活污水、石油工业及石油废水、硫酸盐废水等各种水污染问题予以有效的处理,也能够对氯酚类化合物、芳香烃类化合物予以降解。所以,环境工程推进的过程中应当高度重视低温微生物的运用。

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论文作者:蒙志刚

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期

论文发表时间:2018/10/8

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