當今生物包中的微生物有以下三大類(lèi):土著(zhù)微生物、外來(lái)微生物、基因微生物。它們的作用非常強大,有去碳去氮、殺滅病毒、降解魚(yú)藥的毒性、絮凝作用、返硝化作用和徹底凈化作用。
水族館、養魚(yú)廠(chǎng)、育苗廠(chǎng)等人造水體的封閉循環(huán)系統中的關(guān)鍵技術(shù)與設備是作為凈水微生物的“生物包”。當今生物包中的微生物有以下三大類(lèi):
1:土著(zhù)微生物
是在當時(shí)當地水源水域中土生土長(cháng)的微生物,在水中或固著(zhù)在生物包的填料上形成生物膜,是在自然狀態(tài)下形成的。
傳統的生物包不是利用人工培育的微生物,而是對自然生長(cháng)的微生物群體加以馴化、自然選擇繁殖利用。這類(lèi)微生物包括細菌、真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物和相應的分解污染物的酶體系。
土著(zhù)微生物,如活性污泥,最大的問(wèn)題是只降解碳系污染物有效,而對氮系污染物的作用不大。光合細菌也是水中土著(zhù)菌,它能降解BOD的含碳廢水,去除率98%,但對總氮的去除率僅為66.7%,比活性污泥略好,但不能解除人造水體的氮系污染物。
2:外來(lái)微生物
在自然界中,能有效降解水體中碳、氮、磷、硫系污染物的高效菌株生長(cháng)在土壤中,因為那里有它們所需要的氮、磷、鉀及其他必需的營(yíng)養元素。而自然界的海、淡水原來(lái)未受污染,缺乏這些營(yíng)養元素,就很少有這些細菌生長(cháng),對水體來(lái)說(shuō),它們都是外來(lái)菌,如氨化細菌、硝化細菌、反硝化細菌、固氮菌和纖維素分解菌,大多是好氧和兼性厭氧菌。
從自然界嚴格分離篩選出的多種高效廣普微生物,再經(jīng)過(guò)互補、共生機制培育,是凈水功能倍增。把它接種到生物包上,由于微生物之間的共生、競爭、排斥、偏害、拮抗,會(huì )受到土著(zhù)微生物的攻擊,因此需要用大量的外來(lái)菌才能形成優(yōu)。一般水體(湖水)每毫升有細菌1000個(gè)到100萬(wàn)個(gè),外來(lái)菌就應有10億到 1000億個(gè),過(guò)幾天就加一次營(yíng)養液,并增加水中的溶氧量,攪拌水體,才能形成優(yōu)勢種群。
也可采取先將原來(lái)土著(zhù)微生物全部殺滅,3天后再加接外來(lái)有益菌群。這類(lèi)微生物已廣泛運用于水族館、工業(yè)化育苗廠(chǎng)、豪華型水族館。
水族館、養魚(yú)廠(chǎng)等人造水體可以做到無(wú)土著(zhù)菌,而把外來(lái)有意凈水菌培養成那里的土著(zhù)菌。一旦它們成為人造水體的當家菌和物質(zhì)循環(huán)的主要微生物,就能使人造水體維持生態(tài)平衡,養魚(yú)就可以終年不換水,不用藥。
凈水外來(lái)菌主要是芽孢桿菌。它是土壤中的優(yōu)勢種群。它耐熱、耐寒、耐壓,可以在干燥狀態(tài)下長(cháng)期保存,在好氧厭氧條件下均能生存。它們中除個(gè)別菌種為病原菌外,絕大部分都是對動(dòng)植物無(wú)害的腐生菌。它們具有很強的分解碳系、磷系、硫系污染物,分解蛋白質(zhì)和復雜多糖的能力,對水溶性有機物分解也起著(zhù)重要的作用。由于它的特性與功能優(yōu)于光合細菌而成為光合細菌的替代產(chǎn)品。國外許多生物工程企業(yè)將它從土壤中分離出來(lái),引入水體中,成為目前國際凈水界的新寵。
我國有益菌的研制、生產(chǎn)剛剛起步,存在問(wèn)題主要是加工處理后穩定性差,細菌易失活,功效降低。
3:基因工程菌
研究表明,從環(huán)境中分離篩選的菌種,其降解污染物的酶活性有限,要高效、快速超常發(fā)揮,就得用現代基因工程來(lái)改造微生物,形成基因工程菌,又稱(chēng)工程微生物。
運用生物工程技術(shù),采用細胞融合、基因重組技術(shù)等遺傳工程手段,可以將某種降解污染能力強的微生物的降解基因,轉入繁殖能力強、適應性好的受體微生物中,構建出高效的具有廣譜降解能力的基因工程菌。
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