低温微生物在环境工程中的应用

仇午丹 周诗雨 蔡雷雷

（1.浙江人欣检测研究院股份有限公司，浙江宁波 315000；2.浙江中环瑞蓝科技发展有限公司，浙江宁波 315000）

低温微生物普遍存在于高山、冰川等温度较低的地方，通常情况下，低温微生物可分为嗜冷菌、耐冷菌。嗜冷菌涉及的种类较多，包括生存于低温环境中的藻类、真细菌等。真细菌是开展生物试验的主要研究对象，通过加强低温微生物分解，推动降解物质循环，不断提升污染物质的处理效率。因此，应进一步加强低温微生物的应用研究，充分发挥其在环境工程中的重要作用。

1 低温微生物概述

1.1 构成

结合低温微生物的研究结果，低温微生物普遍生存于低温环境中，包括高山、冰川等地区，这类地区气温较低，给低温微生物提供了良好的生存环境。低温微生物主要由嗜冷菌、耐冷菌构成，在参与环境工程的过程中，充分发挥对物质循环的推动作用，不断提升污染物治理工作的实施质量。嗜冷菌的生存环境温度须控制在20 ℃以内，适宜温度应控制在0～15 ℃之间，嗜冷菌0 ℃以下也可生存。

目前，嗜冷菌种类主要由藻类、真细菌、真菌等构成，真细菌中的厌氧菌、异氧菌与好氧菌等，常作为低温微生物研究的对象，结合现阶段的实验成果来看，黄杆菌属、螺菌属等均被划分到嗜冷菌菌属的范畴内。耐冷菌对外界环节的适应能力较强，可根据环境的变化调节自身的生存机制，不断提升其生存领域空间的广泛性。寒冷环境中可提取数量较多的耐冷菌，在开展耐冷菌的提取工作时，可选择冷库、冰川等低温地区。

1.2 适冷机制

经过长时间的进化，低温微生物已形成了相应的适冷机制，主要包括膜脂出现一定变化、蛋白冷休克、形成了特殊的蛋白质结构。随着外界环境的改变，为了提升自身的适应性，膜脂流动性会出现相应变化，导致膜结构发生改变。

适冷微生物内部的脂类物质可有效提升其在低温环境下的适应性，通过提升细胞内膜流动速度，可提升微生物在温度下降的过程中的适应能力。在温度升高的情况下，低温微生物内部的脂肪酸会出现降低的情况，降低微生物耐高温的能力。

在低温环境下，低温微生物的蛋白质结构可保持较稳定的状态，防冻蛋白的形成是一种热滞后现象，对提升微生物在低温环境的适应能力具有重要的影响。适冷微生物内部的胞外多糖、海藻糖，均具有较好的防冻功效，胞外多糖可优化内部反应环境，海藻糖可有效发挥依数性，探究适冷微生物的应用具有重要的作用。

1.3 分布

在开展环境污染治理工作的过程中，低温微生物可发挥关键的作用，随着研究不断深入，其应用范围越来越广泛。在开展低温微生物实际环境工程时，应先对微生物的分布情况进行研究，为后续的提取工作提供参考依据，因此，微生物分布成为环境工程低温微生物应用研究中较为关键的组成部分。

结合以往研究结果，部分低温微生物经过分离后，可在常温环境下投入使用，其主要的研究类型为真细菌，可有效保障低温微生物产品质量。低温微生物的分布较为广泛，针对微生物种类的研究较为有限，导致较多的低温微生物难以得到有效开发。

2 环境工程应用分析

环境工程技术是环境工程建设的重要组成部分，为了提升相关技术实施的规范性、合理性，应不断对其中具体的工作重点进行总结，并借助相关的指导性文件，充分落实环境保护工作。随着环境污染问题不断严重，人们对环境工程技术应用的关注度不断提升，相关部门应做好文件执行的监督工作，积极落实环境保护工作。

环境工程技术的本质属于环境保护服务，其具备较强的可调性，在实际开展相关工作的过程中，应结合当地发展的实际情况，合理调整施工方案，以满足当前环境保护工作的实际需求。

除此以外，随着我国环境保护工作的不断深入开展，环境工程技术的标准不断提升，为环境保护工程的顺利推进奠定坚实基础。从当前的发展情况来看，环境工程建设的主要内容包括选材、设计、建设等环节，结合建设的实际情况确定建设方法，提升建设质量。环境工程指导文件的规范，可充分发挥环境工程作用，为后续相关研究工作提供参考。

3 低温微生物在环境工程中的实际应用

3.1 生活污水处理

在借助低温微生物进行生活污水处理的过程中，不同季节呈现的效果存在差异。在冬季温度较低的情况下，低温微生物的代谢外源物质能力会受到低温的影响，出现明显降低，也会影响生活污水的处理效果。处理生活污水的过程中，需要借助耐冷菌去除COD，显著提升低温微生物对污水的处理效果。

生活污水中的磷元素与氮元素是导致水质富营养化的主要原因，会对生态环境造成不利影响，进行污水处理时，应重点去除磷元素、氮元素。

低温微生物的代谢外源物质能力会受到低温环境的影响，为了提升低温微生物对生活污水的处理效果，将经过人工提取的耐冷丝状蓝细菌应用于实际的除污工作中，可增强污水的处理效果，提升环境工程的应用水平。

3.2 工业废水处理

低温微生物在工业废水处理的领域中发挥了重要的作用，通过耐冷硫酸盐还原菌对含有硫酸盐类的工业废水进行处理，可降低废水处理的成本，实现废水的循环再利用。

针对含有石油类物质的工业废水，可通过使用耐冷菌、嗜冷菌，达到分解污水、提升污水处理效果的目的。低温微生物会受到温度影响降低活性，烃类物质在低温环境下变为固态，会增加工业废水的处理难度。为了提升对含有烃类物质工业废水的处理效果，可通过嗜冷微生物对烃类物质进行降解。

与此同时，借助AO污水处理工艺，可降低工业废水中烃类物质的含量，在处理后可使废水达到排放标准，提升了低温微生物对废水的处理质量，削弱了工业废水对周边生态环境的影响。进行石油化工类废水处理的过程中，应充分发挥低温微生物的重要作用，弥补传统方法的弊端，优化工业废水处理技术。

除此以外，可将固定化微生物技术引入其中，通过生物育种的方式，不断提升自身的生物活性，在工业废水中提高微生物与有机污染物的处理效率，增强净水效果。

3.3 石油烃类物质的降解

耐冷菌在低温环境下可对烃类污染物质产生较强的修复作用，受低温环境的影响，烃类污染物中会有部分物质呈现固体的状态，阻碍了低温微生物作用的发挥，影响了常温状态下的微生物处理效果。随着相关研究不断深入，在低温环境下，可对低温微生物进行提取，再将其应用于不同种类石油烃类污染物的处理过程中，进一步分析提升石油烃类污染的处理效果的相关政策。

3.4 脂类物质的降解

早期对低温微生物的使用体现在食品低温保鲜领域，研究人员在低温环境下分离耐冷菌，使用低温微生物可引发食物腐败的现象引起了人们的关注。经过研究，低温微生物将食物中的脂类物质进行分解，引发食物腐败。在此基础上，环境工程研究人员将这类微生物应用于屠宰场废水处理、食品厂废水处理等工作中，在脂类物质的降解方面取得了有效成果。

3.5 氯酚类物质的降解

现阶段，氯酚和五氯酚在木材防腐工作中具有重要的作用，氯酚类物质的使用将导致严重的水污染问题。除此之外，氯酚是化学降解农药的主要反应物质，在实际进行分解的过程中，应将温度控制在20～30 ℃的范围内，地表水、地下水的温度难达到上述要求。相关研究人员在试验中得出，可借助低温微生物，有效去除氯酚类物质，但处理污水的成本会显著提升。

3.6 芳香烃类物质的降解

芳香烃类化合物是苯及其衍生物，其分解难度较大，尤其针对多环芳香烃类化合物的处理。随着试验的不断深化推进，部分专家与学者均证实低温微生物对芳香烃类化合物具有良好的分解效果。

4 结语

综上所述，将低温微生物应用于环境工程中，效果显著，目前的相关研究还未充分探究低温微生物的抗低温机制。近年来，我国对低温微生物研究的关注度不断提升，相较嗜热菌，低温微生物在应用效果、应用范围等方面均存在较大的差异，随着低温微生物研究项目的增加以及生物研究技术的发展，将进一步拓宽低温微生物的应用空间。