低温菌及其在环境工程中的应用

王令敏

摘 要：当前，我国越来越重视环境工程的建设，低温菌是一种十分重要的菌种，它具有非常好的适冷性，在很多方面的研究都有了较为明显的进展，特别是在环境工程建设的过程中对污染物具有非常好的降解功能，所以，低温菌在环境工程中具有非常好的发展前景。笔者根据多年的工作经验，主要针对低温菌及其在环境工程中的应用进行分析和讨论。

关键词：低温菌;环境工程;应用

在微生物活动的过程中，温度会对其产生非常重大的影响，按照微生物生长的温度特征，微生物通常可以分成三种，一种是高温菌，一种是中温菌，一种是低温菌。而低温菌通常又可以分成两种类型，一种是必须生活在低温环境当中的，其生长的温度必须要控制在20℃之内，在0℃的时候能够生长繁殖的微生物通常被我们称作嗜冷菌。而另外一种其生长的温度在20℃以上，在0-5℃的时候能够繁殖的微生物通常被我们称为耐冷菌。在研究当中充分的表明，低温菌对环境保护有着十分积极的作用。

一、低温微生物适应性概述

在对嗜冷菌、中温菌和嗜热菌进行全面的对比分析研究发现，三种菌类当中只有嗜冷菌能够在2℃的条件下运转葡萄糖。中温的微生物在5℃以下的温度条件下是不具备代谢外源物质功能的。微生物是否能够在低温的环境下生长非常重要的一个限制因素就是低温状态下，细胞是否能够对外援的营养物质进行运输，细胞膜内部的脂类组成使得膜的流动性显著的提高，这样也就十分有效的确保了膜中镶嵌的蛋白质可以充分的体现出其自身的优势和价值。而如果温度出现了非常明显的变化的时候，微生物必须要对脂类的组成进行适当的改变和调整，这样也就可以对膜的流动性和相结构形式进行适当的转变。这样就可以对环境的变化予以快速的适应。而膜脂质的改变通常是脂肪酸的主要组成物，这种转变主要是指不饱和脂肪酸比例的上升，生长温度的下降对短链的形成有着十分积极的作用，同时换装脂肪酸所占的比重也会大大减少。

二、低温微生物生态特性分析

低温微生物生态特性体现在许多方面，以下从具有很强耐冷性、生態分布较广、养分摄取需求高、相互作用较弱等方面出发，对于低温微生物的生态特性进行了分析。

1、具有很强耐冷性

低温微生物生态特性首先体现在其具有很强的耐冷性。众所周知温度具有重要的意义，并且属于重要的生活环境因子。因此可以根据温度的判定来将微生物大致可分为不同的类型，在这一过程中最为常见的菌类主要包括了不同类型的温度菌种。在这一过程中引入部分生物学家的分析就可以理解，其中有一种类型的低温菌是必须生活在低温条件下的细菌，因此生物学家通常也将在0～5℃可生长繁殖的微生物称为耐冷菌。在这一过程中需要注意的是，研究的意义并不是单纯的理论上意义，而是对于环境保护工作的开展有着很强的促进作用和现实意义。

2、生态分布较广

低温微生物生态特性还体现在了其非常广的生态分布上。通常来说低温微生物的生态分布较广，对于其具体的分布生物学者已经开展了接近140年的研究与分析。在这一过程中部分生物学者开始逐渐的从不同的环境中对于微生物进行分离，因此由于其处于长期的寒冷环境，因此耐冷能力相对良好。但是在这一过程中需要将其与环境的发展进行进一步的结合，最终才能够在此基础上有效的减少特性有着直接的联系。

3、养分摄取需求高

低温微生物生态特性还表现为不同的养分摄取需求。低温微生物的养分摄取需求高主要是因为只有嗜冷菌能在2℃运转葡萄糖，而葡萄糖的运转需要大量的能量支持，因此养分的摄取就变得极为重要了。其次，低温微生物的养分摄取需求高还体现在了不同的环节中。举例来说，一个非常显著的表现就是如离子和营养的吸收、电子转移等都需要大量的能量支持，并且在环境的温度改变带来的影响非常多样性，因此根据这一情况肯定判定所以养分的摄取是绝对必不可少的。

4、相互作用较弱

低温微生物生态特性还表现为相互作用较弱。相互作用较弱主要是因为冷活性酶的分子的相互作用能力并不强，因此为了能够促进分子形成的完全，则需要在此基础上有效的降低能源的消耗。其次，低温微生物相互作用较低还体现在了其本身具有更强的稳定性上面。

三、低温菌及其在环境工程中的应用

当前，越来越多的中温或者高温微生物在环境中的应用被研发出来，但现实中很多污染物所处的环境是低温，所以对于低温微生物的研究更具实用价值。由于耐冷菌和嗜冷菌都能够产生低温酶，而这种低温酶在低温环境下能够对污染物进行高效处理，并且在培养低温微生物时不需要加热，因此它是一种低投资、低能耗并具有高回报的微生物，在处理环境污染方面也有着很好的应用前景。

1、低温微生物对石油烃类物质的清除与降解

当前，石油烃类污染处理是环境处理的难点，而低温微生物已经在很早之前就从常低温环境中提取出来，并应用于不同种类的石油烃类污染物的处理与降解过程中。耐冷菌在低温环境下对土壤、海洋、河流中的石油烃类污染具有较高的修复作用。由于石油烃类污染物中含有较多难溶于水的物质，在受到低温环境的影响下，部分污染物会呈现出固体的状态，从而在很大程度上影响了低温微生物作用的有效发挥，同时处于常温状态下的微生物在低温环境中所发挥的作用受到了一定的限制。

2、低温微生物对生活污水的生物处理

由于寒冷地区冬季的气温非常低，从而导致低温生活污水的生物失去了代谢外源物质的能力，从而无法进行正常工作，而耐冷菌在净化污水有机物这个方面有着巨大的作用。但是，由于耐冷菌因自身的问题无法在净化污水这个过程中进行繁衍，所以为了解决这项问题，相关人员要对污水进行人工投放耐冷菌的工作，从而达到改变冬季污水无法进化的现状。此外，在冬季使用此方法对污水进行净化，其净化程度由原先的35%提高到了89%，为寒冷地区冬季的生活污水处理提供了新的思路。

3、低温微生物对污水中氮磷的清除处理

由于污水中含有较多的氮磷元素，而过高的氮磷元素是造成水质富营养化的主要原因，因此环境保护工作人员在进行污水处理的过程中可以采用生物法来进行处理。但由于低温环境对微生物的新陈代谢有着一定的抑制作用，导致低温污水中氮、磷的去除效果较低。所以，当前环境保护相关工作人员要从常低温环境中分离出了耐冷丝状蓝细菌，利用耐冷丝状蓝细菌来提升低温环境中污水的处理效率。

4、低温微生物对脂肪类物质的降解

低温微生物最早是因在对食品进行低温保鲜时出现食品腐败，从而引起了相关人员的注意。其主要是因为冷藏室中能够分离出将脂肪类物质分解的耐冷菌，并且这种耐冷菌能够在低温之下降解脂肪。而对这项功能的发现，使得环境工程的相关人员受到了一定的启发，从而将低温微生物应用于对脂肪类物质的降解中，并取得了良好的应用效果。

结束语

低温菌对于环境中污染物的分解和处理有着非常重要的作用，所以低温菌在环境保护方面所扮演的角色也是不容忽视的，但是当前低温菌的抗低温机制还不是十分的明确，在这样的情况下，其应用受到了一定的限制，而在今后的发展中，其研究会越来越深入，这对低温菌在环境工程当中的广泛应用也有着十分积极的意义。

参考文献：

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