微生物研究方向范文

导语：如何才能写好一篇微生物研究方向，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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目的：建立陈香露白露片微生物限度检查方法。方法：根据该样品的微生物限度标准，按《中国药典》2005年版一部附录微生物限度检查法的验证试验指导原则，用委托厂家3个批号的陈香露白露片进行验证试验，以考察确定陈香露白露片微生物限度的检查方法。首先用常规法进行预试验，初步考察该样品对试验菌检测的影响，然后根据预试验结果，用离心沉淀集菌法进行再试验。结果：常规法试验时，大肠埃希菌、白色念珠菌的回收率均大于70%，而金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的回收率小于70%，控制菌检查检出试验菌。采用离心沉淀集菌法试验时，可以有效消除抑菌作用，使金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的回收率大于70%。结论：采用离心沉淀集菌法可以有效消除抑菌作用，简便、准确。

【关键词】 微生物限度检查 验证试验 离心沉淀集菌法

Validation of Microbial Limit Test for Chenxianglubailu Tablets

YIN Chunrong， SUN Ping， XIAO Juli

（The Institute of Food and Drug Control， Yunnan Chuxiong 675000， China; Yunnan Longfa Pharmaceutical Limited Company， Yunnan Chuxiong 675000， China）

［Abstract］ Objective: To establish a microbial limit test method for Chenxianglubailu tablets. Methods: The microbial limit test for Chenxianglubailu tablets was studied according to the guidance of the microbial limit standard for this product and the principle of the validation of microbiological test in “Chinese Pharmacopoeia” (2005)， and tested in three batches of Chenxianglubailu tablets. The test was conducted with routine and centrifugal precipitation methods. Results: When doing routine test the rate of recovery of escherichia coli and candida albicans was over 70%， but the rate of recovery of staphylococcus aureus and bacillus subtilis was below 70%. Test organism was obtained by controlled bacteria detection test. The results showed that centrifugal precipitation test could eliminate bacteriostasis effectively. Conclusions: Centrifugal precipitation test could eliminate bacteriostasis effectively and the test was simple and accurate.

［Key words］ Microbial limit test; Verification test; Centrifugal precipitation methods

陈香露白露片是一复方中成药制剂，由川木香、大黄、石菖蒲、陈皮、甘草、次硝酸铋、氧化镁、碳酸氢钠组成，用于胃溃疡、糜烂性胃炎、胃酸过多等疾病［1］。《中国药典》2005年版规定，在进行药品微生物限度检查时，应对所用方法进行验证，以确认所采用的方法适合于该药品的微生物限度检查。为此，笔者对陈香露白露片的微生物限度检查方法进行了验证试验。

1 试验材料

1.1 样品

陈香露白露片（云南龙发制药有限公司；规格：100片/瓶；批号：060401、060402、060403）。

1.2 稀释剂及培养基

pH 7.0无菌氯化钠蛋白胨缓冲液、0.9%无菌氯化钠溶液、TTC营养琼脂培养基、玫瑰红钠琼脂培养基、胆盐乳糖培养基、MUG培养基、胆盐乳糖发酵培养基、营养肉汤培养基、改良马丁培养基。

1.3 菌种

金黄色葡萄球菌［CMCC（B）26003］、大肠埃希菌［CMCC（B）44102］、枯草芽孢杆菌［CMCC（B）63501］、白色念珠菌［CMCC（F）98001］，均来源于云南省食品药品检验所。

2 验证试验

2.1 试验菌液的制备

接种金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌的新鲜培养物至营养肉汤培养基中，置30～35 ℃培养18～24 h，分别取上述培养物 1 mL，加0.9%无菌氯化钠溶液 9 mL，10倍递增稀释，取稀释液1 mL，加入到1个平皿中，每种菌的每1个稀释级平行制备2个平皿，倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养24～48 h，计数，选择每1 mL含菌数为50～100 cfu的稀释级菌悬液，作为验证试验用菌悬液。接种白色念珠菌的新鲜培养物至改良马丁培养基中，置23～28 ℃培养24～48 h，取上述培养物1 mL，加0.9%无菌氯化钠溶液9 mL，10倍递增稀释，取稀释液1 mL，加入到1个平皿中，每1个稀释级平行制备2个平皿，倾注玫瑰红钠琼脂培养基，置23～28 ℃培养72 h，计数，选择每毫升含菌数为50～100 cfu的稀释级菌悬液，作为验证试验用菌悬液。

2.2 供试液的制备

从两瓶样品中取样品10 g，至灭菌匀浆杯中，加pH 7.0无菌氯化钠蛋白胨缓冲液至100 mL，经匀浆仪混匀，制成1∶10的供试液。陈香露白露片3个批号样品同法操作。

2.3 细菌数、霉菌及酵母菌数计数方法的验证

2.3.1 预试验（常规法）

（1）试验组：取1∶10的供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备8个平皿，依次加入金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），每种菌平行制备2个平皿；取1∶100的供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备8个平皿，依次加入金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），每种菌平行制备2个平皿；取1∶1 000的供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备8个平皿，依次加入金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），每种菌平行制备2个平皿。含大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的试验平皿倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养48 h，计数；白色念珠菌的试验平皿倾注玫瑰红钠琼脂培养基，置23～28 ℃培养72 h，计数。

（2）菌液组：分别取已制备好的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），加入到1个平皿中，每种菌平行制备2个平皿。含金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌的试验平皿倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养48 h，计数；白色念珠菌的试验平皿倾注玫瑰红钠琼脂培养基，置23～28 ℃培养72 h，计数。

（3）供试品对照组：取1∶10供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备4个平皿。取1∶100供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备4个平皿。取1∶1 000的供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备4个平皿。每一稀释级中的2个平皿倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养48 h，计数；每一稀释级中的另2个平皿倾注玫瑰红钠琼脂培养基，置23～28 ℃培养72 h，计数。

（4）试验组菌回收率计算：菌回收率（%）=（试验组平均菌落数-供试品对照组平均菌落数）∕菌液组平均菌落数。

（5）结果：见表1。大肠埃希菌、白色念珠菌在样品的1∶10、1∶100、1∶1 000供试液中回收率均大于70%；金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌在样品的1∶1 000供试液中回收率均大于70%，在样品的1∶10、1∶100供试液中回收率均小于70%。根据上述情况，笔者采用离心沉淀集菌法进行再试验。

表1 陈香露白露片的细菌数、霉菌及酵母菌数常规方法的验证预试验结果（略）

2.3.2 再试验（离心沉淀集菌法）

（1）试验组：从100 mL的1∶10供试液中取上清液10 mL，3 000 r/min离心20 min，弃去上清液，留底部集菌液约2 mL，加pH 7.0无菌氯化钠蛋白胨缓冲液补至10 mL，混匀。取其1 mL加入到1个平皿中，同法制备4个平皿，依次加入金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），每种菌平行制备2个平皿。另取其1 mL，加入到9 mL pH 7.0无菌氯化钠蛋白胨缓冲液中，混匀，即为1∶100供试液。取1∶100供试液1 mL加入到1个平皿中，同法制备4个平皿，依次加入金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的菌悬液l mL（含50～100 cfu），每种菌平行制备2个平皿。在制备好的平皿中倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养48 h，计数。

（2）菌液组：分别取已制备好的金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），加入到1个平皿中，每种菌平行制备2个平皿，倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养48 h，计数。

（3）供试品对照组：取1∶10供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备2个平皿。取1∶100供试液1 mL，加入到1个平皿中，同法制备2个平皿。同法制备4个平皿。倾注营养琼脂培养基，置30～35 ℃培养48 h，计数。

（4）试验组菌回收率计算：菌回收率（%）=（试验组平均菌落数﹣供试品对照组平均菌落数）∕菌液组平均菌落数

（5）结果：见表2。采用离心沉淀集菌法后，可去除供试液对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑菌作用，使菌回收率大于70%。

表2 陈香露白露片的金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌离心沉淀集菌法的验证试验结果（略）

2.4 控制菌检查方法的验证

2.4.1 大肠埃希菌检查方法的验证

（1）试验组：取1∶10供试液10 mL和大肠埃希菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），加入到胆盐乳糖增菌液100 mL中，置35～37 ℃培养18～24 h，按《中国药典》2005年版一部附录微生物限度检查法中的大肠埃希菌检查法进行检查。

（2）阴性对照组：取1∶10供试液10 mL和金黄色葡萄球菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），加入到胆盐乳糖增菌液100 mL中，置35～37 ℃培养18～24 h，按《中国药典》2005年版一部附录微生物限度检查法中的大肠埃希菌检查法进行检查。

（3）供试品对照组：取1∶10供试液10 mL，加入到胆盐乳糖增菌液100 mL中，置35～37 ℃培养18～24 h，按《中国药典》2005年版一部附录微生物限度检查法中的大肠埃希菌检查法进行检查。

（4）结果：试验组检出大肠埃希菌，阴性菌对照组结果为阴性，供试品对照组未检出大肠埃希菌。

2.4.2 大肠菌群检查方法的验证

（1）试验组：取1∶10、1∶100、1∶1 000供试液各1 mL和大肠埃希菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），加入到3支胆盐乳糖发酵培养液中，置35～37 ℃培养18～24 h，按《中国药典》2005年版一部附录微生物限度检查法中的大肠菌群检查法进行检查。

（2）阴性对照组：取1∶10、1∶100、1∶1 000供试液各1 mL和金黄色葡萄球菌的菌悬液1 mL（含50～100 cfu），加入到3支胆盐乳糖发酵培养液中，置35～37 ℃培养18～24 h，按《中国药典》2005版一部附录微生物限度检查法中的大肠菌群检查法进行检查。

（3）供试品对照组：取1∶10、1∶100、1∶1 000供试液各1 mL，加入到3支胆盐乳糖发酵培养液中，置35～37 ℃培养18～24 h，按《中国药典》2005版一部附录微生物限度检查法中的大肠菌群检查法进行检查。

（4）结果：试验组检出大肠菌群，阴性菌对照组结果为阴性，供试品对照组未检出大肠菌群。

3 讨论

采用常规法试验时，该样品对大肠埃希菌、白色念珠菌的加菌回收率均大于70%，证明其对上述2种供试菌无抑菌作用。该样品对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌有抑菌作用，在1∶10、1∶100的稀释级，其加菌回收率小于70%，低于《中国药典》2005年版规定的回收率不得低于70%才视为无抑菌作用的要求。结合该样品的物理特性和常规法试验结果，采用离心沉淀集菌法进行试验后，金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的加菌回收率可大于70%。故陈香露白露片的细菌数检查可采用离心沉淀集菌法，霉菌及酵母菌数的检查采用常规法。

由控制菌检查方法的验证试验结果表明，采用常规法试验时，该样品对大肠埃希菌、大肠菌群的检查无干扰，故陈香露白露片的控制菌检查可采用常规法。

因安全原因，黑曲霉［CMCC（F）98003］的验证试验未进行。

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1.1固定化微生物在废水处理中的运用

一般来说，在针对废水处理的过程中，可以应用的固定化微生物技术主要包括两种，一种是活性污泥法，另外一种就是生物膜法。而微生物主要是分布在菌胶团上，同时在一些固定的物质是能够也有一定的分布。而微生物这样的分布方法，并不是靠人工完成的，而是自然形成的。在1980年，人们开始进行人工固定化微生物的研究，将微生物固定在特定的空间网络中，减少菌体的脱落现象，使得微生物可以长期的固定在一个载体上，并且保持较高的浓度。同时，在保障微生物固定化的基础上，合理的利用微生物中所具有的活性物质以及絮状物质等来进行废水的处理，使得废水可以得到有效的净化。我国的相关专家针对废水处理中，固定化微生物的应用进行了深入的研究。宋雪等相关的研究人员主要利用活性炭来作为酵母，将其混入到菌群中，在低氧状态下以及好氧状态下对菌群的变化情况进行观察，从观察的结果可以看出，在废水处理中应用固定化的微生物，会使得废水中存在的有机物质得到有效的降解和转化，提升废水处理的效果和质量。除了我国对固定化微生物在废水处理中的应用进行了深入的研究之外，国外的一些专家也针对这项内容进行了深入的研究。Vanotti等相关的研究人员合理的利用PVA冷冻法来对硝化污泥进行了固定化实验，从实现中可以看出，利用该冷冻方法，可以使得硝化污泥能够有效的固定在聚乙烯醇小球上，这样就可以利用这种方法来对一些养殖业的废水进行处理。从研究观察中可以了解到，在固定时间为4h的时候，则硝化污泥的有效率可以达到567mg/1.d。而在好氧的状态下，如果硝化污泥能够达到一种稳定的状态，那么CODcr就可以有效的实现对污泥的硝化处理，硝化的有效率可以达到70%以上。这样的固定化微生物方法，在实际的应用中，不仅可以有效的提升微生物固定化的效果，也可以使得相应的负荷冲击减轻，使得微生物的固定时间保持在规定的范围内。

1.2固定化微生物净化大气的研究现状

国内从20世纪90年代才开始，研究固定化微生物净化大气，目前仅有同济大学、昆明理工大学等少数机构在研究。同济大学的马红采用固定床反应器，以海藻酸钠包埋活性污泥进行含NH3臭气处理，气相NH3去除率大于92%，硝化速度大于0.63gN/kg固定化湿颗粒#d。硝化速度最高可达2.93gN/kg固定化湿颗粒#d。同济大学的邵立明等采用海酸钠包埋，CaCl2胶联法，利用滴滤塔反应器净化含H2S气体，最大有效处理H2S的体积负荷可达6000-6500g/(m3#d)，净化效率保持在87%以上，袁志文等采用固定化微生物处理含甲硫醇恶臭气体，颗粒填充床生物脱臭塔运行试验表明：在空塔停留时间不大于13s时，对低浓度甲硫醇气体(<.2.9mg/m3)的去除率在99.0%以上，对高浓度甲硫醇气体(>2.4mg/m3)去除率在99.0%以上，当空塔停留时间减少到6.5s时，对低浓度甲硫醇气体的去除率仍可维持在80.0%，脱臭塔对由于浓度和进气量升高造成的冲击负荷具有较强的缓冲能力。

2固定化微生物技术特点和研究方向

2.1固定化微生物技术的应用特点

首先，在环境工程中，固定化微生物技术在应用的过程中，能够有效的将微生物的浓度进行有效的提升，也可以使得微生物中存在的活性物质得到有效的增加。利用固定化微生物技术来对废水实施有效的处理，可以使得水质得到极大的改善。其次，固定化微生物技术可以有效的进行生物育种，利用生物育种，可以使得一些较难区分的微生物以及污染物有效的区分开来。再次，微生物在进行固定化处理后，微生物本身所具有的抗毒性会得到明显的提高，有效的防止了病毒对微生物的侵害。最后，微生物在固定化反应的过程中，所需要的反应容器也相对较小，这样就可以有效的达到节省空间的目的。

2.2固定化微生物技术的未来研究方向

固定化微生物技术在环境工程中的前景是不可估量的，但目前此类技术还存在许多问题有待于研究，相应地就形成了今后一段时间里固定化技术的研究方向。(1)载体是固定化技术的重要组成部分，而目前载体价格仍然令人难以承受。而且一般固定化微生物半衰期较长的也仅能达到100多天，实际运行要频繁更换载体，显然既不经济，运行管理也麻烦。因此进一步开发新型性能优良的固定化载体，对固定化技术的发展至关重要；(2)对固定化细胞的稳定性问题尚缺乏研究，提高固定化细胞的稳定性、改善固定化技术处理效果及使用性能也是今后的一个研究重点；(3)实际污染物是一个十分复杂的混合体系，用单一菌种处理一般很难达到要求，因此对于复杂的污染物体系，是采用混合菌还是单一高效菌分级处理，有待于进一步研究；(4)固定化技术目前应用的范围比较小，如何把基因工程菌和固定化技术结合起来，拓宽可处理污染物的种类，从而使固定化技术可以广泛地运用于工业污水、生活废水处理，应是今后研究的重点；(5)固定化颗粒的相对密度是影响处理效果的一个不可忽略的因素，如何改善和调节固定化微生物颗粒的相对密度也有待于进一步研究。

3结论

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关键词：微生物燃料电池 产电 新能源

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0003-02

微生物燃料电池（Microbial fuel cells， MFCs）是一种新兴的高效的生物质能利用方式，它利用细菌分解生物质产生生物电能，具有无污染、能量转化效率高、适用范围广泛等优点。因此MFCs逐渐成为现今社会的研究热点之一。

1 微生物燃料电池的工作原理

图1是典型的双室结构MFCs工作原理示意图，系统主要由阳极、阴极和将阴阳极分开的质子交换膜构成。阳极室中的产电菌催化氧化有机物，使其直接生成质子、电子和代谢产物，氧化过程中产生的电子通过载体传送到电极表面。根据微生物的性质，电子传送的载体可以为外源、与呼吸链有关的NADH和色素分子以及微生物代谢的还原性物质。阳极产生的H+透过质子交换膜扩散到阴极，而阳极产生的电子流经外电路循环到达电池的阴极，电子在流过外电阻时输出电能。电子在阴极催化剂作用下，与阴极室中的电子接受体结合，并发生还原反应[1]。

下面以典型的葡萄糖为底物的反应为例说明MFCs的工作原理，反应中氧气为电子受体，反应完成后葡萄糖完全被氧化[2]。

2 微生物燃料电池的分类

目前为止，MFCs的分类方法没有统一标准，通常有以下几种分类方法。

（1）基于产电原理进行分类，包括氢MFCs、光能自养MFCs和化能异养MFCs。氢MFCs的原理是利用微生物制氢，同时利用涂有化学催化剂的电极氧化氢气发电；光能自养MFCs是利用藻青菌或其他感光微生物的光合作用直接将光能转化为电能；而化能异养MFCs则是在厌氧或兼性微生物的作用下，从有机底物中提取电子并转移到电极上，实现电力输出[3]。

（2）基于电池构型进行分类，包括单极室微生物燃料电池、双极室微生物燃料电池和多级串联MFCs。图1中的微生物燃料电池即为双极室结构，电池通过质子交换膜分为阳极室和阴极室两个极室。单极室MFCs则以空气阴极MFCs为主，将阴极与质子交换膜合为一体，甚至是去除质子交换膜。为了提高产电量，将多个独立的燃料电池串联，就形成了多级串联MFCs[4]。

（3）基于电子转移方式分类，包括直接微生物燃料电池和间接微生物燃料电池两类。直接微生物燃料电池是指底物直接在电极上被氧化，电子直接由底物分子转移到电极，生物催化剂的作用是催化在电极表面上的反应。间接微生物燃料电池的底物不在电极上氧化，而是在电解液中或其它地方发生氧化后，产生的电子由电子介体运载到电极上去[5]。

（4）基于电子从细菌到电极转移方式进行分类，可分为有介体MFCs和无介体MFCs两类。电子需要借助外加的电子中介体才能从呼吸链及内部代谢物中转移到阳极，这类为有介体MFCs。某些微生物可在无电子传递中间体存在的条件下，吸附并生长在电极的表面，并将电子直接传递给电极，这称为无介体MFCs。

3 电池性能的制约因素[6～7]

迄今为止，MFCs的性能远低于理想状态。制约MFC性能的因素包括动力学因素、内阻因素和传递因素等。

动力学制约的主要表现为活化电势较高，致使在阳极或者阴极上的表面反应速率较低，难以获得较高的输出功率[8]。内电阻具有提高电池的输出功率的作用，主要取决于电极间电解液的阻力和质子交换膜的阻力。缩短电极间距、增加离子浓度均可降低内阻。不用质子交换膜也可以大大降低MFC的内阻，这时得到的最大功率密度为有质子交换膜的5倍，但必须注意氧气扩散的问题[9]。另一个重要制约因素为电子传递过程中的反应物到微生物活性位间的传质阻力和阴极区电子最终受体的扩散速率。最终电子受体采用铁氰酸盐或阴极介体使用铁氰化物均可以获得更大的输出功率和电流。

另外，微生物对底物的亲和力、微生物的最大生长率、生物量负荷、反应器搅拌情况、操作温度和酸碱度均对微生物燃料电池内的物质传递有影响[10]。

4 微生物燃料电池的应用

（1）废水处理与环境污染治理。

微生物燃料电池可以同步废水处理和产电，是一种废水资源化技术。把MFC用于废水处理是其最有前景的一个应用方向，也是当前微生物燃料电池的研究热点之一。同时，在生物脱氮、脱硫、重金属污染的生物治理等方面MFCs也具有不可忽视的作用。

（2）海水淡化。

普通的海水淡化处理技术条件苛刻，需要高压、高效能的转化膜，有的还要消耗大量的电能，故不能大规模的处理，并且成本较高，难以有效地解决海水淡化问题。如果找到一种高效的产电微生物和特殊的PEM交换膜，那么MFC，就可以达到海水淡化的目的，而且具有能耗低，环保和可持续的优点。利用MFC淡化海水也将成为具有发展潜力的研究方向[11]。

（3）便携式电源。

微生物燃料电池能够利用环境中自然产生的燃料和氧化剂变为电能，用于替代常规能源。可以为水下无人驾驶运输工具、环境监测设备的长期自主操作提供电源。

（4）植物MFCs。

通过光合作用，植根在阳极室的绿色植物将二氧化碳转换为碳水化合物，在根部形成根瘤沉积物；植物根系中的根瘤沉积物被具有电化学活性的微生物转化为二氧化碳，同时产生电子。这种植物MFCs能够原位将太阳能直接转换为电能[12]。

（5）人造器官的动力源[13]。

微生物燃料电池可以利用人体内的葡萄糖和氧气产生能量。作为人造器官的动力源，需要长期稳定的能量供给，而人体内源源不断的葡萄糖摄入恰好可以满足MFC作为这种动力源的燃料需要。

5 微生物燃料电池技术研究展望

MFCs技术正在不断成长并且已经在许多方面取得了重大突破。但是，由于其功率偏低，该技术还没有实现真正的大规模实际应用。基于其产电性能的制约因素，今后的研究方向主要可归纳为以下几点。

（1）深入研究并完善MFCs的产电理论。MFCs产电理论研究处于起步阶段，电池输出功率较低，严重制约了MFCs的实际应用。MFCs中产电微生物的生长代谢过程，产电呼吸代谢过程以及利用阳极作为电子受体的本质是今后的研究重点[14]。

（2）筛选与培育高活性微生物。目前大多数微生物燃料电池所用微生物品种单一。要达到实际应用的目的，需要寻找自身可产生氧化还原介体的高活性微生物和具有膜结合电子传递化合物质的微生物。今后的研究应致力于发现和选择这种高活性微生。

（3）优化反应器的结构。研究与开发单室结构和多级串联微生物燃料电池。利用微生物固定化技术、贵金属修饰技术等改善电极的结构和性能。选择吸附性能好、导电性好的材料作为阳极，选择吸氧电位高且易于扑捉质子的材料作为阴极[15]。

（4）改进或替代质子交换膜。质子交换膜的质量与性质直接关系到微生物燃料电池的工作效率及产电能力。另外，目前所用的质子交换膜成本过高，不利于实现工业化。今后应设法提高质子交换膜的穿透性以及建立非间隔化的生物电池[16]。

6 结语

MFCs作为一种可再生的清洁能源技术正在迅速兴起，并已逐步显现出它独有的社会价值和市场潜力。随着研究的不断深入以及生物电化学的不断进步，MFCs必将得到不断地推广和应用[17]。

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[15] 谢晴，杨嘉伟，王彬，等.用于污水处理的微生物燃料电池研究最新进展[J].水处理技术，2010，36（3）：10-16.

篇4

2012年7月到鹦哥岭自然保护区工作站的毕业生米红旭和蒋帅，已多次与巡护队伍、科研队伍踏进鹦哥岭自然保护区；为了不让父母担心，两人每次进出山都会向父母报平安。

米红旭和蒋帅是一对情侣，从东北林业大学硕士毕业生后，两人远离家人与繁华的都市，主动放弃稳定优越的工作，选择落户穷乡僻壤的海南鹦哥岭热带雨林保护区。

四个多月过去了，两人很快地融入了这个护林团队，并对保护区工作相当熟悉。“这个团队就像一家人一样，只要有空就互相帮忙，关系简单而友好。”

明年，两人准备结婚，将来作为独生女子的他们，还打算把双方父母都接到海南，真正扎根鹦哥岭保护区。

选择梦想战胜现实

米红旭和蒋帅在东北林业大学读本科时是同班同学，专业是生物学。本科毕业报考研究生时，他们依然同时选择了生物类专业，只不过米红旭的专业是动物学，研究方向是鸟类生物学；蒋帅的专业是微生物，研究方向是环境微生物。

2012年，两人的研究生专业同时毕业。“说实话，我的专业找工作面比较窄，同学们都选择去了大城市的科研院所，有的为了留在大城市甚至转行。”米红旭说。

在两人的共同努力下，他们首先在青岛找到了工作。女友蒋帅被一家生物制药公司录用，起薪3000多元，而米红旭则从事生物制品的销售工作。米红旭始终觉得放弃已经学了6年且十分挚爱的专业，非常心痛。恰在此时，学校的老师给他们打电话称，“海南有个鹦哥岭自然保护区，是年轻人工作、创业的好地方。”

得到消息后，米红旭和蒋帅立即上网，从网上看了关于鹦哥岭青年团队的报道后，两人的内心久久不能平静。“这应该是我们去的地方啊！”对于这两个热爱生物研究，渴望有所作为的年轻人来说，鹦哥岭自然保护区是一片广阔的天地，可以让他们有所作为，也让他们神往。

“当时我特别想去，毕竟6年多的专业知识，如果扔掉就太可惜了。”米红旭说，随后他开始找女友蒋帅商量，没想到女友特别理解，也非常支持。

接下来是劝说双方父母。两人的老家都在东北，米红旭又是独生子。所幸双方的父母都比较开明，最终两人辞掉了在青岛的工作，父母也表示“只要你们两人在一起，不管到哪里我们都支持”，就这样两人决定加入鹦哥岭自然保护区团队。

2012年6月30日晚，飞机缓缓停在海南三亚国际机场，走下飞机一股夹杂着海腥味和潮湿的热浪袭来，两人没有来得及欣赏国际旅游岛的夜景，连夜乘车赶到了位于海南白沙市的鹦哥岭自然保护区。

两人共同克服困难

刚到鹦哥岭的那段时间，每天米红旭和蒋帅都会早早起床跟随护林员上山，主要的工作就是在山上进行资源调查，因为对鹦哥岭的情况不了解，所以前期的上山调查很多。调查需要两人一组，通常米红旭和蒋帅都被分到一组，小米对每一块土地上的植物种类进行辨别统计，而蒋帅则负责记录下这些数据，生活中的默契也让两人工作起来得心应手、配合得天衣无缝。

最初的鹦哥岭保护区生活还是让这对情侣受了点苦。有时候，还需要在野外搭帐篷宿营。米红旭说，在热带雨林里搭帐篷宿营并不像电视剧拍得那样浪漫，有很多突况让人措手不及，特别是山里的蚊虫和山蚂蝗。

米红旭第一次和护林员上山，就被一种叫不出名字的小虫咬怕了。“那虫子很小，根本不起眼儿，在人的耳边飞来飞去，不一会儿就落在手臂上。”米红旭说，刚开始没有在意，随后手臂开始痒，结果全身被挠出40多个包。“当初是非常痛苦的，不过现在都被咬习惯了，已经适应。”米红旭笑着说。

米红旭的女友蒋帅则特别怕山蚂蝗。有一次，米红旭和她去便文村的山上做植物样方调查，从海拔600米处爬到1400米处。路上有一处陡坡，山蚂蝗特别多，蒋帅不小心摔倒了。“一边是流血的伤口，一边还有蚂蝗叮咬，别提当时我心里有多苦了。”但回忆起来蒋帅却是笑容满面：“红旭很快就用树枝绑成了拐杖，扶着我一步一步坚持下山。再苦再累，我都不觉得了。”

后来，他们想出了一个对付山蚂蝗的方式。他们用工具做了一个“蚂蝗棍”，一个小木棍，头上绑了一块布，然后带着矿泉水瓶，里面装了一些很浓的盐水，沾一下蚂蝗自动就掉了。

几个月下来，两人的体重都明显下降。米红旭瘦了20多斤，蒋帅也瘦了8斤。“鹦哥岭就像一个天然氧吧，虽然条件苦了点，但生活方式很健康，我们就当减肥了。”米红旭笑着说。

除了艰苦，当然也有甜蜜的时刻。

米红旭说，他的研究经常需要夜间上山，最近的一次是11月12日，傍晚6点，他和团队成员开始出发，边爬山边看，晚上10点到达海拔1500米的观景台，在两栖天堂（因为此处的动物很多，当地人取名），他看到了非常罕见的两栖动物——海南疣螈。“疣螈是中国的特有物种。这个发现让我兴奋了好几天。”米红旭兴奋地说。

金钱不是幸福的标准

米红旭说，他现在的月工资是1300多元，跟留在大城市的同学没法比。因为大部分时间都在山上，吃饭基本都在集体食堂，两人的工资加起来也基本够用，而且觉得非常幸福，只是衡量幸福的标准里没有金钱。

“虽然生活条件艰苦，许多时候也会觉得不适应，但是只要跟红旭在一起，只要在山上能继续调查研究，我就觉得这一切都是有意义的。”蒋帅说。选择一种与众不同的生活方式，就需要承受与众不同的苦难，想要完成理想就需要付出比别人更多的努力。这对米红旭和蒋帅来说是至理名言。

米红旭坦言，现在对于他们来说，在保护区的工作仍处于学习阶段，从课本知识到现实实践，要走的路还很长很长。转眼间，两人到鹦哥岭的时间快5个月了。“慢慢找到了工作的感觉，我将鸟类和兽类红外线监测作为研究方向。”米红旭说，他在保护区内鸟类和兽类经常出没的地方安装了自动触发照相机，一旦有鸟类和兽类经过，相机就会自动拍照，然后他再根据这些照片研究动物的活动规律。

蒋帅的研究方向是微生物学，而目前鹦哥岭自然保护区内有关微生物真菌的调查资料非常少，她的研究需要从头开始。“这是我感觉很对不住她的地方。”米红旭说，蒋帅本来在青岛可以和生物医药公司的团队一起做出很多科研成果，但为了他还是选择来到海南。

“继续学习，专业与实践相结合，在研究领域做出自己的成绩，这就是我俩的共同理想。”

篇5

关键词:粗饲料;加工;厌养贮藏

中图分类号:S816.5 文献标识码:A

文章编号:1674-0432(2010)-05-0115-1

一、粗饲料加工处理的意义

饲料是发展畜牧业的基础。没有足够的饲料,畜牧业将深受制约。目前,一些地方在发展畜牧业过程中出现了因生产迅速发展带来的饲料供应紧张,与此同时,却没有有效的开发利用机制,造成了大量饲料资源的浪费,大大制约了畜牧业发展。

二、粗饲料加工处理的方法

(一)物理处理方法

1.切短。长的秸秆家畜在咀嚼的时候会消耗很多不必要的能量,而且不容易消化,容易引起肠胃疾病。所以为了减少浪费,最大的让家畜吸收营养,可以与其它的饲料配合使用,并且把秸秆切短。一般为:牛3-4cm,马2-3cm,羊1.5-2.5cm。

2.粉碎。粉成草粉后的秸秆在与其它的饲料混合喂食的时候更容易被家畜采食,提高了饲料的利用率。但是因为家畜就是习惯吃粗粮的,所以不要粉的过细,这样会造成咀嚼的不完全,对于反刍的家畜来说滞留在胃的时间过短,会因为发酵不充分影响秸秆的吸收利用率。经过反复的实践证明,细度为0.7cm左右的成果比较好。

3.加工成颗粒饲料。将秸秆等粉碎加上适当的精料矿物质维生素等营养添加剂,制作成颗粒饲料,既保证了营养的丰富又易于运输。

4.热加工。其中包括蒸煮和膨化等。蒸煮可以软化饲料,提高采食量和吸收率。膨化可以破坏纤维结构,提高吸收率。

5.盐化。把粉碎的秸秆用1%的是食盐水搅拌后,丢放覆膜发酵,12-24小时之后会自然软化,可提高采食率。

(二)化学处理方法

1.氨化处理。经过氨化处理的秸秆,蛋白含量可增加一倍以上。既增加营养价值,又可改变秸秆组织结构提高消化率和采食率。氨化操作方法是选择高燥、不易被人畜侵踏的地方挖一土池,经济条件好的也可选用砖池,池容积视贮料多少自定,池内壁铺衬无毒塑料薄膜,然后将切短的秸秆按要求放入池内。

2.碱化处理。弱碱性的石灰水经过充分熟化和沉淀后用石灰乳处理秸秆,这样可以提高营养成分和消化率。100kg秸秆,需要3kg生石灰和200-250kg的水。将石灰乳喷在已经粉碎的秸秆上,堆放在地面上。经过1-2天后直接喂食就可以了。因为生石灰随处都有,成本低,方法简单,易操作,而且效果明显。

3.氨,碱复合处理。以上的处理方法都有自己的缺点,为了让家畜更好地吸收营养,更好的消化,可以将两种处理方法结合统一。取其优点弃其缺点。就是将秸秆饲料先进行氨化处理,然后再进行碱化处理。经过试验得知,稻草简单氨化处理的消化率是55%,而复合处理之后则可以达到71.2%。经过这种复合的处理,能够充分发挥秸秆饲料的经济效益和生产潜力。

4.酸处理。使用硫酸、盐酸、磷酸和甲酸处理秸秆饲料,其原理和碱化处理相同。但酸处理成本太高,在生产上很少应用。

(三)生物学处理

1.青贮。青贮,是各类微生物兴衰变化的结果。参与作用的微生物很多,以乳酸菌为主,利用乳酸菌发酵产生酸性条件,抑制或杀死各种有害微生物,从而起到保存青绿饲料和青绿秸秆的方法。

2.秸秆的厌氧贮藏。主要对象是干的秸秆等粗饲料。主要使用青贮发酵优势菌和EM菌等作为发酵剂。这样可以提高秸秆的适口性和使用率,但是这种方法不能改变营养不足的问题。

3.微生物处理。主要是通过有益微生物的发酵作用,降解饲料中的木质纤维,改善饲料的适口性,以此来提高饲料的消化率。

(四)复合处理

现在比较多的是将化学处理和机械加工结合在一起。这样既能增加营养,又可以提高营养价值,利于运输贮存和使用。也有利于实施工厂流水线化的处理;又能更加有效的利用秸秆饲料,因为这样也是需要较高的费用,所以也是有利于把家畜这一区域的经济做活,提高农村经济的发展速度。

三、饲料安全

饲料安全主要是指在加工过程中使用的添加剂及其在对秸秆等粗饲料的处理过程中,不产生危害动物健康及畜产品品质的毒素等。另外,生物学处理技术也有不应忽视的问题,主要是发酵用微生物菌种。如EM菌是80种以上的菌组成的混合菌,尽管有些研究认为该类微生物可提高秸秆的营养价值及动物生产性能。但人们忽视的问题是,这些微生物中是否存在危害人类和动物健康的微生物尚不明确。

参考文献

[1]王玉芳,孙守兵,胡怀兵,等.秸秆饲料加工调制技术[J].饲料与添加剂,2006,(5).

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关键词：现代生物技术  废水生物处理  生物修复  水处理剂

        0 引言 

        随着工业的高速发展，水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境，制约着社会和经济的进一步发展。因此，水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段，主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。

        1 现代生物技术的内容与特点

        现代生物技术是指以DNA 技术为先导，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1，2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域，但它们之间又相互补充和衔接，形成一个完整的体系。

        生物技术的特点大致有[3]：①以生物为对象，不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用；②在常温、常压下进行，过程简单，可连续化操作，并可节约能源，减少环境污染；③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径；④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题；⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。

        2 现代生物技术在废水处理中的应用

        废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化，从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速，好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟，所以，这里只介绍固定化等新兴技术。

        2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质，一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造，将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后，菌体密度提高，大大提高了处理效率，尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术，将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上，投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中，处理印染废水，结果表明：出水色度极低，处理后的水可回用[4]。

        2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果，而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有：①高浓度活性污泥法，以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理，加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法，是在普通活性污泥中加入无机盐，多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉)，形成生物铁絮凝体活性污泥，具有高浓度活性污泥法的特点，主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法，综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者产生协同增效作用。在该系统中，每g活性炭去除 1～3gCOD ，分解废水毒性能力明显增强，同时提高脱氮水平。

        2.3　生物反应器技术　生物反应器技术，是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器，其共同特点是反应器内装有比表面大的载体，有利于微生物附着生长形成生物膜，供气或供给的其他反应条件优越，污染物具有充分的时间与微生物接触，有利于增强微生物的分解代谢能力。目前，2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低，造价较高，但其管理方便 ，运行费用低，所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。

    3 生物修复技术

        生物修复技术[7]是利用生物，特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解，但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程，常常采用许多强化措施，使自然生态系统维持原状的前提下，使受污染的环境得以修复。研究表明 ，生物修复与传统的物化法相比具有以下优点：①经济，仅为物化法30%-50%；②对环境影响小，不产生二次污染，遗留问题少；③最大限度地降低污染物的浓度；④修复时间较短，就地修复，操作方便。

        生物修复中主要涉及两大问题，即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平，需发展鉴定微生物的分子生物技术，以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。

篇7

关键词：壤土;播可润微生物菌剂;影响

中图分类号： S513 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2015.24.043

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验时间：2015年2月10日～2015年5月15日。

试验地点：桓仁镇西关村五组。

1.2 试验材料

1.2.1供试菌剂 供试菌剂名称：播可润微生物菌剂C915、C918、C917、C928。

1.2.2供试材料 供试作物及品种：茄子，品种为辽茄4号;草莓，品种为99。基质成分及各项指标：草炭∶蛭石∶珍珠岩（7∶2∶1，7∶1∶2）。生产厂家：海城市三合生资化肥股份有限公司。

穴盘规格：长：54毫米，宽：27毫米，孔数：32孔。

1.2.3菌剂施用方法 苗期。浸种用播可润C915，稀释40倍液，浸泡4小时后，阴干后催芽。拌基质用播可润C928，按0.5克/株拌基质;生长期。移栽期用播可润C928（5公斤/亩），在移栽时施于根部，间隔5～7天后，用播可润C917（50毫升对水15公斤）进行叶面喷施1次。中后期在坐果前用播可润C918（2.5升/亩），随浇随冲。果实膨大期用播可润C917，按70毫升对清水15公斤喷施1～2次（1壶/亩），间隔20～30天/次。

1.3试验设计

设2个处理：试验组1。当地常规施肥+播可润微生物菌剂;对照组2。当地常规施肥+清水处理。

育苗期：采用随机区组设计，每处理播1盘，3次重复（茄子）。

生长期：采用随机区组设计，每小区面积为66.7平方米，3次重复（草莓）。

1.4 田间管理

草莓生长期：2015年1月21日开始定植，株距12厘米，行距30厘米，垄距50厘米，垄宽60厘米，双行种植，土壤类型及质地为壤土;前茬作物为草莓，产量2810公斤/亩。

1.5 测定项目及方法

1.5.1 生长指标测定 对每个试验的穴盘随机选取3株茄子植株进行生长指标测定，测定项目包括株高、茎粗、全株干重，计算壮苗指数和G值，每处理3次重复，取平均值。

1.5.2 抗病性测定 观察试验组和对照组草莓的发病情况，记录发病时间、病害名称、发病株数、发病程度、用药情况和恢复情况。

1.5.3 产量测定 草莓成熟期进行测产，记录单果重。

1.5.4 感官品质测定 于采收时分别观察比较试验组和对照组草莓果实的外观和口感。

1.6 数据分析

利用Excel 2010进行数据整理，利用SPSS统计分析软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 播可润微生物菌剂对茄子幼苗生长的影响

从表1可以看出，分别在苗龄70、80、90天时测量幼苗生长情况，试验组的各项指标均比对照组高，说明播可润微生物菌剂对茄子幼苗生长有一定促进作用。

表1 茄子幼苗生长状况调查表

注：处理1为试验组，处理2 为对照组。下同。

2.2 播可润微生物菌剂对草莓产量的影响

从表2可以看出，播可润微生物菌剂可以提高草莓的单株产量，折合亩增产220公斤，平均增产率为6.67%。

表2 草莓产量调查表

注：每亩地按2万株算。

2.3 播可润微生物菌剂对草莓果实成熟期感官品质的影响

由表3可知，从外观上，试验组比对照组的草莓果形正，畸形果少，光亮度好;从口感上，试验组比对照组甜度高，果肉紧实，口感更好。

表3 草莓果实成熟期感官品质性状调查表

2.5 播可润微生物菌剂对草莓投入产出比的影响

从表4可以看出，播可润微生物菌剂使草莓亩增收2720元，试验组的投入产出比值对照组小，说明播可润微生物菌剂对草莓起到很好的经济效果。

表4 投入与产出记录表 单位：元/亩

3 结论与讨论

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【关键词】林业微生物学 理论教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0176-02

林业微生物学是微生物学的一门分支学科，着重研究微生物与土壤环境、森林病害及森林培育关系的一门科学，具有较强的理论性和实践性。为适应新形势下的教学要求，提高课堂教学效果，笔者在课堂理论教学方面进行思考，形成以下几点想法。

一、将微生物知识生动化、趣味化和可视化，切实提高学生的学习兴趣

微生物学知识点多，听起来枯燥乏味，且不易记忆。针对这一特点教师在教学过程中应采取多元化的教学手段，努力将枯燥乏味的微生物知识生动化、趣味化和可视化，使学生在复杂中有律可寻、在枯燥乏味的学习中获得乐趣。如：在讲绪论部分时，教师应像讲故事般地把微生物研究对象、特点、发展简史及其应用娓娓道来，从而将学生的思维引入新学科的大门，使他们对本学科产生较大的兴趣；再如，在讲病毒时，可运用形象生动的比喻讲解病毒的结构、化学组成及其繁殖特点，并播放相关视频详细介绍噬菌体在发酵工业中的危害及其防治方法。

二、老师走“下台”，学生走“上台”，提高学生的自主学习能力

为激发学生学习热情，提高学习效率，老师应引导学生化被动为主动，将老师的“喂饭吃”转变为学生自己“找食吃”，改变过去“学生围着教师转”的被动局面。在教学过程中，教师要“精讲”，重点突出，画龙点睛，重点讲解关键基础知识，课后教师通过布置任务，让他们统筹安排学习时间，根据学习要求围绕一些小知识点主动搜集资料进行自学并进行归纳、凝练和总结，然后走上台来给同学们讲解，有意识地让学生自己做“小老师”。对一些重点知识点，可在学生讲解完后，再召开小组讨论会，老师跟学生一起相互提问、共同交流。这样做学生的积极性很高。因此，教师要敢于大胆放手让学生独立学习，充分发挥他们的主观能动性。

三、强调理论联系实际

林业微生物是一门内容枯燥、复杂并且难以理解的学科，初学者往往都难学难懂难记。强调理论联系实际可加深学生对微生物知识的记忆。如：为了说明大部分陆生植物都能被菌根真菌侵染，可让同学们从校园中采集各种林木的根系，染色后在显微镜下镜检，观察菌根真菌的菌丝、丛枝、泡囊等结构；为了说明杨树溃疡病是由微生物引起的，可让学生采集发病杨树的病斑，从中分离病原微生物，然后再将分离的病菌接种于健康杨树，观察杨树的发病状况。此外，贯彻理论联系实际的原则可引导学生将微生物理论知识与学生已有的知识基础和生活经验实际、科学上的最新成就实际、前人从事科学研究的实际、学生的思想实际等相联系，使学生在学习过程中不断认识所学课程的重大价值，从而产生巨大的学习动力，使学生兴趣昂然地去学习微生物学。

四、将学科前沿知识贯穿于林业微生物教学过程

博士研究生是工作在科研一线的研究者，经过多年的研究训练，他们掌握着各自研究领域的最新研究方法与进展。据此，在林业微生物教学过程中，教师邀请了与林业微生物相关的博士研究生深入课堂，给同学们做专题报告。博士研究生们就“菌根与植物抗逆性的关系”、“食源性致病菌特性与检测”和“根瘤菌在逆境生态修复中的作用”等专题从不同角度深入浅出地向同学们讲解了微生物学的最新研究方法与成果，并就各自的研究内容与同学们进行了深入交流。专题报告结束后，同学们“现学现用”，自行分组，各小组根据自己的兴趣点收集不同微生物的特点、研究方法及其应用等方面的文献和资料，进行演讲比赛，比赛中再邀请博士研究生担任评委，就同学们PPT制作、资料查询、文献总结等方面进行点评和评比，并对表现优异的小组予以适当的奖励。通过开展“邀请博士研究生进课堂，学生“当家作主””专题活动，一方面让同学们掌握了一些微生物学领域的研究前沿，让他们变被动学习为主动学习，学习如何收集资料并进行总结、凝练和展示，另一方面让博士研究生的“光环”在一定程度上激起本科生对微生物学的学习热情，为切实提高教学效果发挥了一定的作用。

总之，林业微生物课程教学改革对提高教学效果起到了一定的作用。此外，今后还应进一步强化理论与实验并重，建立以学生为主体的教学方式，促进学生自主性学习和个性发展，完善知识背景和提升创新能力，注重学生独立解决问题能力和综合素质的培养。

参考文献：

[1]李延茂，胡江春，汪思龙，王书锦. 森林生态系统中土壤微生物的作用与应用[J]. 应用生态学报，2004，15（10）.

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【关键词】含氮废水；生物脱氮技术

一、前言

城市污水的来源包括城市居民生活污水、城市工业废水和降水等，污水中的氮、磷污染物含量很大，如果未经处理或脱氮除磷效果不佳就会造成水体富营养化，从而使水质恶化，水体生态环境被破坏，水生动植物大量死亡等，使水污染和水资源短缺的情况加剧，因此对于城市污水处理厂来说，脱氮除磷已经成为其工作的重点和难点问题。目前对城市污水脱氮除磷的工艺主要包括反硝化除磷、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化以及厌氧氨氧化等，本文主要对这几种工艺进行了简要的介绍。

二、生物脱氮除磷机理

传统的生物脱氮理论认为生物脱氮是由氨化、硝化、反硝化三个步骤及微生物的同化作用来完成。在污水处理过程中，污水中的一部分氮被同化为微生物细胞的组成部分，微生物得到增殖。

污水生物除磷技术来源于微生物好氧吸磷现象的发现。磷在自然界以2种状态存在：可溶态或颗粒态。所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。废水在生物处理中，在厌氧条件下，聚磷菌的生长受到抑制，为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐，同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量，称该过程为磷的释放。进入好氧环境后，活力得到充分恢复，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，从而完成聚磷的过程。

三、传统生物脱氮工艺存在的问题

硝化菌群增值速度慢，系统总水力停留时间较长、有机负荷较低，增加基建投资运行费用；

（1）反硝化时需另加碳源，增加运行费用；

（2）硝化过程需投加碱中和，增加了处理费用；

（3）氨氮完全硝化需要大量的氧，使动力费用增加；

（4）系统抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长；

（5）同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；

（6）运行控制相对较为复杂等。

四、脱氮新技术

1、反硝化除磷

反硝化除磷菌（DPRB--Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria）能在缺氧，有硝酸盐的环境下聚磷。DPB的生物聚/放磷作用被荷兰代尔夫特工业大学（TU Delft）和日本东京大学（UT）研究人员所证实，它具有同PAO极为相似的除磷原理，只是氧化细胞内贮存的PHA时电子受体不同而已（PAO为O2，而DPB为NO3-）。在缺氧（无O2但存在NO3-）条件下，反硝化除磷细菌DPB能够像在好氧条件下一样，利用硝酸氮充当电子受体，产生同样的生物摄磷作用在生物摄磷的同时，硝酸氮被还原为氮气，这使得摄磷和反硝化（脱氮）这两个不同的生物过程借助同一个细菌在同一个环境中完成，反硝化除磷细菌能将反硝化脱氮和生物除磷这两个原本认为彼此独立的作用合二为一。摄磷和脱氮过程的结合不仅节省了脱氮对碳源的需要，而且摄磷在缺氧条件下完成可缩小曝气区的体积（亦节省能源），产生的剩余污泥量也有望降低。

2、同步硝化反硝化

传统观点是硝化反应在好氧条件下进行，而反硝化在厌氧条件下完成，两者不能在同一条件下进行。而近几年许多研究者发现存在同时硝化反硝化现象，尤其是有氧条件下的反硝化现象，确实存在于不同的生物处理系统中，如间歇曝气反应器、SBR反应器、Orbal氧化沟、生物转盘及生物流化床等。其机理一方面认为好氧条件下存在缺氧甚至厌氧的微环境，另一方面从微生物的角度为好氧条件下同时存在好氧反硝化菌和异养硝化菌，这一现象将为生物法脱氮指引一个研究方向。

同步硝化反硝化具有以下优点是能有效保持反应器中pH值稳定，减少碱量的投加；减少传统反应器的容积，节省基建费用；对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲，该反应能够缩短硝化、反硝化所需时间；能节省、降低能耗。

3、短程硝化反硝化

短程硝化反硝化是利用硝酸菌和亚硝酸菌在动力学特性上存在的固有差异，控制硝化反应只进行到NO2--N阶段，造成大量的NO2--N累积，然后就进行反硝化反应。与传统生物脱氮相比具有节能、节约外加碳源、可以缩短水力停留时间、可减少剩余污泥的排放量和减少投碱量等优点。

4、厌氧氨氧化

在厌氧氨氧化过程中，羟胺和肼作为代谢过程的中间体。和其它浮霉菌门细菌一样，厌氧氨氧化菌也具有细胞内膜结构，其中进行氨厌氧氧化的囊称作厌氧氨氧化体（anammoxozome），小分子且有毒的肼在此内生成。厌氧氨氧化体的膜脂具有特殊的梯烷（ladderane）结构，可阻止肼外泄，从而充分利用化学能，且避免毒害细胞。

厌氧氨氧化正在开发的工艺有ANAMMOX和OLAND工艺2种。ANAMMOX工艺是由荷兰Delft技术大学Kluyver生物技术实验室开发的新工艺。该工艺的原理是厌氧条件下，以NO2-和NO3-作为电子受体，将氨转化为氮气。OLAND工艺由比利时Gent微生物生态实验室开发，该工艺的关键是控制溶解氧，使硝化过程仅进行到NH4+氧化为NO2-阶段，由于缺乏电子受体，由NH4+氧化产生的NO2-氧化未反应的NH4+形成N2。

厌氧氨氧化（AnAMMOX）反应通常对外界条件（pH值、温度、溶解氧等）的要求比较苛刻，但这种反应由于不需要氧气和有机物的参与，因此对其研究和工艺的开发具有可持续发展的意义。

厌氧氨氮化一般前置短程硝化工艺，将废水中的一部分氨氮转化成亚硝酸盐。目前在处理高氨氮焦化废水、垃圾渗滤液，消化污泥脱水液等废水方面已有成功的实例。

厌氧氨氧化工艺具有以下优点：

（1）反应无需外加有机 碳源作为电子供体， 在节约成本的同时， 防止了投加碳源产生的二次污染。

（2）只需将进水中约50%氨氮氧化为亚硝酸态氮，节省了供氧动力消耗。

（3）反应过程中几乎不产生 N2O， 避免了传统硝化-反硝化工艺中产生的温室气体排放。

（4）微生物增值速度慢，产泥量少。

五、结束语

综上所述，随着城镇化的大势所趋以及国民工业的飞速发展，我国城市污水的水量也不断增加，对于污水处理厂来说工作负荷进一步加大，因此需要合理选择生物脱氮除磷工艺。当前用于城市污水生物脱氮除磷的工艺有反硝化除磷、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化以及厌氧氨氧化等，除此之外，氧化沟工艺也得到了一定程度的应用，在选择生物脱氮除磷工艺时，不但要考虑脱氮除磷效果和工作效率，而且还要考虑技术和经济可行性问题，发展处理效率高、技术可行、经济合理的脱氮除磷方法是未来城市污水处理工艺的发展方向。

参考文献：

[1]肖文涛.污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展[J].环境保护与循环经济，2010，（11）：59-62.

篇10

关键词：噬菌体；病毒繁殖；本科教学

中图分类号：G642.4?摇 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0051-02

一、引言

噬菌体是唯一有重要应用价值的病毒，其首次作为模式系统，用来研究病毒繁殖的一般特征，有些噬菌体还作为微生物遗传和遗传功能研究的有力工具以及用于人类致病菌的分型和一些疾病的治疗。当然，很多噬菌体是有害的，尤其是在发酵工业中，发酵液噬菌体污染会严重影响产品质量，甚至会引起倒罐的严重后果，并且随着工程菌株在发酵工程中应用的越来越广泛，有害噬菌体的重要性也会递增。无论在噬菌体分型、噬菌体治疗或遗传工程中的应用，亦或是噬菌体在发酵工业中的危害，使得对噬菌体的学习研究愈发重要。了解噬菌体的分类，对噬菌体的进一步的学习研究至关重要。

现行的本科教材中，对噬菌体的分类介绍得较少，周德庆主编的《微生物学教程》（高教出版社，第二版）中，根据外观形态及核酸类型把噬菌体分为6种，但6类中没有包含dsRNA这种类型；杨苏声、周俊初主编的《微生物生物学》（科学出版社）中，仅从形态学上将噬菌体分为6种形态类型，而没有结合核酸类型进行分类，过于笼统；而其他有些教材，如沈萍、陈向东的《微生物学》（高教出版社出版，第二版）和黄秀梨的《微生物学》（第三版）中，对噬菌体分类介绍更少。国际病毒分类委员会对噬菌体的分类则过细，难度上并不适合在本科教学中使用。结合长期在课程传授过程中的体会，并参阅有关文献、资料，我们提出了一套较适合在本科生教学中讲解的噬菌体分类方法，并与同仁切磋探讨。

二、噬菌体分类的一般方法

噬菌体种类繁多、形态各异，有多面体、丝杆状和多形型等形状，其大小范围波动也很大。噬菌体蛋白质外壳中含有单链或双链的DNA或RNA，呈线性状或环状结构。噬菌体的分类与植物病毒和动物病毒相似，遵循以下准则：血清学的关联；大小及形态；基因组结构特点、组成和复制方式；化学组成及理化性质；潜伏期；对灭活的易感性；寄主范围；致病性。

1.形态学分类。噬噬菌体的基本形态为蝌蚪状、微球状和丝状，并且可以进一步分为5种不同的形态类型，即：A型，蝌蚪状，伸缩性尾；B型，蝌蚪状，非收缩性尾；C型，球状，大顶衣壳粒；D型，球状，小顶衣壳粒；E型，丝杆状。

2.核酸类型分类。噬菌体的核酸成分即噬菌体的基因组（genome），是噬菌体中最为重要的部分，具有遗传信息的载体和传递体的作用，也是噬菌体分类中最可靠的分子基础。主要有以下几个指标：①核酸类型是DNA还是RNA；②核酸结构是单链（single strand，ss，单股）还是双链（double strand，ds，双股）；③核酸外形呈环状还是线状；④核酸是闭口环还是缺口环等。根据已有文献的报道，可以将噬菌体核酸类型总结如表1。

三、适合本科教学的分类方法

根据以上的分类依据及本科教学的特点和应把握的难易程度，本文以形态学结合核酸类型作为分类依据，先从形态上把噬菌体划分为蝌蚪状、丝杆状、球状3大类，并根据每一大类具体形态的差异再进行细分，如此将噬菌体分为7小类，最后结合核酸类型将噬菌体分为9个小类。见表2、表3。

由此可以看出，我们得出的分类方法与国际病毒分类委员会关于噬菌体的分类基本相似，均是以核酸类型和结构为基础进行分类划分，虽不特别全面，但此类方法更适合本科阶段教学，便于理解和记忆。经过在教学中的应用和实践发现，此种方法可以使同学们对噬菌体的认识更加全面深入，取得了良好的课堂效果。

有兴趣对噬菌体作进一步的学习和研究的同学，可以参照国际病毒分类委员会对噬菌体的分类进行更深一步的学习研究。

参考文献：

[1]杨苏声，周俊初.微生物生物学[M].北京：科学出版社，2005：89-90.

[2]黄秀梨.微生物学[M].北京：高等教育出版社，2003：78-80.

[3]周德庆.微生物学教程[M].北京：高等教育出版社，2004：67-76.

[4]沈萍，陈向东.微生物学[M].北京：高等教育出版社，2006：189-193.

[5]Bacteriophages.Mark H.Adams[M].New York：USA.Interscience Publisher，Inc.1959：250-279.

[6]何能波，司东，余茂.噬菌体图谱[M].北京：科学出社，1991：1-6.