微生物研究方法范文
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篇1
关键词:土壤微生物生态学;核酸探针杂交;梯度凝胶电泳;PCR
土壤中存在着极其丰富的微生物种类,它们在土壤生态系统中各自行使着独特的功能。自1953年以来,分子生物学理论和技术取得了惊人的成就,许多分子生物学研究方法和理念被应用到微生物生态学研究中,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,极大地推动了微生物分子生态学的发展。下面介绍近年主要的几种研究方法:
一、标记核酸探针杂交技术
1.基本原理
以核酸分子杂交技术为核心,利用探针分析DNA序列及片段长度多态性。探针是能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核酸片段,它可以是长探针(100~l000bp),可以是短核苷酸片段(10~50bp),也可以是从RNA制备DNA探针,斑点印迹和狭线印迹杂交等不同的方法。
2.应用
科学家应用核酸杂交方法研究了被燃油污染及不污染的土壤提取的细菌DNA,结果表明:被污染的土壤提取的细菌DNA中各种烃的降解基因的检出率显著高于不污染的样品,且定量分析结果表明污染越严重,这种降解基因的含量越高,因而可以用该方法作为对土壤中燃油污染程度的评价。
3.原位荧光杂交技术
(1)基本原理。FISH是以荧光标记取代同位素标记的一种新的原位杂交方法。它检测核苷酸序列是利用荧光标记的探针在细胞内与特异的互补核苷酸序列杂交,通过激发杂交探针的荧光来检测信号。
(2)应用及其优缺点。可以进行样品的原位杂交,应用于环境定微生物种群鉴定、种群数量分析及其特异微生物跟踪检测,现已成为微生物分子生态学研究中的热点技术,在土壤微生物分子生态学领域应用广泛。FISH技术的应用受到环境样品微生物的生理状态的影响,芽孢、放线菌及休眠时期的细胞的细胞膜的通透性低,影响群落中部分种属丰度的错误估计。
二、基于PCR技术的研究方法
PCR是一种聚合酶链式反应技术,主要特点是短时间内在实验室条件下人为地控制并特异扩增目的基因或DN段,使研究的目的基因及其环境样品中的微量微生物基因得到无限的扩增,为这些基因和微量微生物种群的研究提供了保证。
1.PCR-RFLP方法
(1)原理。PCR-RFLP法是将PCR引物中的一条加以荧光标记,其基本原理是用PCR扩增目的DNA,扩增产物再用特异性内切酶消化切割成不同大小片段,直接在凝胶电泳上分辨。
(2)应用。现在很多研究人员利用16SrRNA来研究土壤微生物的多样性。该技术还可以用来监测因环境改变而引起的微生物种群的变化。
2.PCR-SSCP方法
(1)原理。日本Orita等研究发现,单链DN段呈复杂的空间折叠构象,这种立体结构主要是由其内部碱基配对等分子内相互作用力来维持的。当有一个碱基发生改变时,会或多或少地影响其空间构象,使构象发生改变。空间构象有差异的单链DNA分子在聚丙烯酰胺凝胶中受排阻大小不同。因此,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,可以非常敏锐地将构象上有差异的分子分离开。
(2)应用。Sabine Peters等人用该法研究群落的演替和菌种的多样性,并同传统的培养方法比较指出PCR-SSCP方法避免了传统培养的费时费力以及误差大的干扰,适合对微生物群落结构和演替的分析。
三、DNA扩增片段梯度电泳检测技术
1.变性梯度凝胶电泳
(1)基本原理。双链DNA分子在一般的聚丙烯酰胺凝胶电泳时,其迁移行为决定于其分子大小和电荷。DGGE技术在一般的聚丙烯酰胺凝胶基础上,加入了变性剂(尿素和甲酰胺)梯度,从而能够把同样长度但序列不同的DN段区分开来。
(2)应用。DGGE方法是应用最早也是最常用的单碱基突变筛查方法之一,自从1993年DGGE被引入微生物学以来,该技术被广泛地用作分子工具比较微生物群落的多样性以及监视种群动态。PCR-DGGE用于分析华盛顿州东部4种土壤细菌群落结构和多样性,结果表明:管理和农学实践对细菌群落结构的影响比年降水量更大。
2.温度梯度凝胶电泳
(1)基本原理。温度梯度凝胶电泳技术则是利用温度梯度变性的原理,利用了不同分子在温度改变下构象的差别进行分离。
篇2
于2009年6月1日正式实施的《中华人民共和国食品安全法》是我们国家保证食品安全、保障公众身体健康和生命安全的法律基础。《食品安全法》对食品安全的各个环节包括食品安全标准,食品生产经营及食品验等都有了明确的规定,在此基础上各个部门都围绕食品颁布了相关细则,其中近期由国家质总局颁布的《企业生产乳制品许可条件审查细则》(2010版)及《企业生产婴幼儿配方乳粉许可条件审查细则》(2010版)引起了广泛的关注,此审查细则中明确规定了乳制品生产企业必须自的项目,尤其是微生物验项目。
食品中微生物测项目主要包括:食源性致病菌测、卫生指标菌的计数及针对特殊产品(如UHT(超高温消毒奶))进行的商业无菌测等。相对理化测而言,微生物测具有耗时长(我们要测的目标微生物通常以数量极低的状态存在,为达到测限度需要长时间的增菌过程)、测过程复杂(食品种类总多,菌群组成不同,杂菌影响目标菌测,且需要鉴定是否是我们要测的目标菌),方法传统、自动化程度低等特点。近年来,针对上述特点,国内外关于微生物快速,自动化测的研究突飞猛进,相关的产品层出不穷,在此,本文对食品微生物快速自动化测方法研究进展情况做简单概述。
食源性致病菌测
目前测比较常见的食源性致病菌主要包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌0157:H7、单增李斯特菌等,针对这些致病菌的测以样品中是否有该致病菌存在来定性表示,如果有的话,还需要做进一步的鉴定及分型试验。
对于食源性致病菌测,目前常见的方法有:国标规定的传统平板测法、稳定的免疫学测方法及现代分子生物学测方法等。结合这些测方法,国内外不断涌现各种新型食源性致病菌测产品,其特点倾向于快速,准确及自动化。
以沙门氏菌测为例,传统国标测方法需要4天左右的时间进行定性测,而采用新的选择性增菌技术如美国GDS的Pickpen免疫磁珠分离技术,结合PCR-Rotor-Gene分子生物测技术,可以在1天的时间内完成对沙门氏菌的定性测。
法国生物梅里埃的VIDAS系统是依托免疫学方法研制的致病菌测系统,特点为测稳定,自动化程度高,该系统也是致病菌测中的常用方法。
金标测条同样也采用了抗原抗体免疫测的原理,近年来的技术发展已经克服了测结果不稳定等缺点,如美国SDI及杜邦快力康的金标测条,采用了最先进的噬菌体技术,将噬菌体做成抗体来测指标菌抗原,具有测快,结果灵敏度特异性高、不需仪器等特点,适用于紧急条件下的快速测。
同时,由于很多测机构都配备有酶标仪,因此96孔板测方法以其结果稳定,处理通量大等特点被大量应用。
此外,最近国外出现了一种新的超快速食源性病原测技术,它结合了生物芯片,分子生物学,微射流和微电子技术,可在一张芯片上测18种食源性病原,包括常见食源性指标菌及诺如病毒,轮状病毒等常见病毒,相信在不久的将来该技术可以大量应用。
对于致病菌测而言,当其定性测的结果呈阳性时,需要对其进行鉴定试验,法国梅里埃的微生物生化鉴定试剂条API和全自动微生物生化鉴定系统Vitek2Compact是微生物鉴定的拳头产品,另外美国BD公司的CrystaI和凤凰100也都是依据伯杰氏手册原理研制而成的微生物生化鉴定系统。美国Biolog微生物生化鉴定系统采用碳源同化反应原理,也可用于微生物鉴定工作。
卫生指标菌测
食品中常见的卫生指标菌虽然不会引起食品风险,却能够很好地反映出食品的清洁度,随着我们食品工业的发展,对于快速、准确,直接的指标菌计数方法的需求日益迫切。
法国梅里埃的Tempo全自动微生物定量分析系统,采用MPN方法,可以自动对菌落总数等进行分析,但在分析时间及单次分析成本上需要改进;法国AES公司的全自动化系统可很好地满足对牛奶、发酵奶制品和果汁等的测需求,并且该技术可逐个测样品中的活细胞,几分钟内就可以得到定量的测结果。
另外美国BioContrel公司的Simplate在国外也常用卫生指标菌测,该技术采用改良MPN技术,将传统的MPN方法中的9管换成84孔测板,并利用特制显色培养基使阳性孔呈现出特殊颜色,定量地测常规微生物。
当然,对于卫生指标菌的定量测不可不提美国3M公司,其Petrifilm产品已在我国使用近10年,最近很多公司都有类似产品出现,尤其日本公司居多。从产业的角度而言,该类产品由于原理并不复杂且价格不高,因而得到广泛应用。
篇3
关键词:中成药;木香顺气丸;微生物限度;验证
Abstract:Objective To provide a method of the microbial limit test for proprietary chinese medicine Muxiangshunqi Pill and carry out the verification of the method test of method.Methods Routine method,medium dilution method(0.5ml/dish and 0.2ml/dish)were adopted for the test according to test methods of Chinese Pharmacopoeia 2010 edition of a microbial limit.Results Based on recovery test,the number of bacteria were tested by medium dilution method(0.2ml/dish),molds and yeasts were tested by routine method,and using the toutine method for the inspection of the control bacteria.Conclusion The method can be used for microbial limit for proprietary chinese medicine Muxiangshunqi Pill.
Key words:Proprietary chinese medicine;Muxiangshunqi Pill;Microbial limit;Validation
木香顺气丸是由木香、砂仁、香附、槟榔、甘草、陈皮、厚朴、枳壳、苍术、青皮等中药组成的复方制剂,主治行气化湿,健脾和胃,用于湿浊中阻、脾胃不和所致的胸膈痞闷、脘腹胀痛、呕吐恶心、嗳气纳呆。按照《中国药典》2010年版规定,在进行药品中微生物限度检查时,只有在该检验条件下的样品浓度不足以抑制污染微生物的生长时,才能使供试品中的微生物的得到真实反映,从而保证检验结果的科学性和准确 性[1]。对于具有抑菌作用的品种,必须采取一定的措施,如培养基稀释法、离心沉淀法、薄膜过滤法或其中2种方法连用,消除其抑菌作用后,再进行检验,以保证方法的可靠性[2]。在进行木香顺气丸微生物限度检查时发现其具有一定的抑菌作用,故建立了木香顺气丸微生物限度检查方法,为该类品种制定微生物限度标准提供了科学依据。
1仪器与材料
1.1仪器MJ-Ⅱ 型霉菌培养箱(生产企业:上海一恒科技有限公司),SPX-150型生化培养箱(生产企业:上海金慧科电子有限公司),SPX-250B-Z型生化培养箱(生产企业:上海博迅实业有限公司医疗设备厂)。
1.2样品 木香顺气丸(陕西利君现代中药有限公司,规格:8袋/盒)。
1.3稀释液 0.9%无菌氯化钠溶液(用于菌液稀释);pH 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液(用于供试品制备)(按中国药典方法制备,高压蒸汽灭菌法灭菌)
1.4培养基 营养琼脂培养基(批号140807)、玫瑰红钠琼脂培养基(批号140904)、胆盐乳糖培养基(批号140912)、MUG培养基(批号150413)、乳糖胆盐发酵培养基(批号150310)、改良马丁液体培养基(批号140905)、氯化钠蛋白胨缓冲液(批号141213)均由北京陆桥技术有限公司生产。
1.5阳性对照菌 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)[CMCC(B)63501]、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)[CMCC(B)26003]、大肠埃希菌(Escherichia coli)[CMCC(B)44102]、白色念珠菌(Candida albicans)[CMCC(F)98001]、黑曲霉(Aspergillus niger)[CMCC(F)98003]均由陕西省食品药品检验所提供。
2方法
2.1菌液制备 接种大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌至营养琼脂培养基上,35℃培养24 h;接种白色念珠菌至改良马丁琼脂培养基上,25℃培养48 h,以上培养物均用0.9%无菌氯化钠溶液制成50~100 cfu/ml的菌悬液;接种黑曲霉菌至改良马丁琼脂斜面25℃培养5 d(用0.05%聚山梨酯80的0.9%无菌氯化钠溶液洗脱孢子,标准管比浊),再将培养物用0.05%聚山梨酯80的0.9%无菌氯化钠溶液制成50~100 cfu/ml的菌悬液。
2.2供试品溶液制备称取供试品10 g,研细,加稀释液100 ml,制备成1∶10供试液。
2.3常规法
2.3.1试验组 取1∶10供试液1 ml和试验菌50~100 cfu,采用常规法进行细菌、霉菌和酵母菌数的测定。
2.3.2菌液组 取试验菌液1 ml,采用常规法测定所加试验菌数。
2.3.3供试品对照组 取1∶10供试液1 ml注入平皿中,不加试验菌,倾注相应培养基,采用常规法测定供试品的本底菌数。
2.3.4回收率的计算 按如下方法计算试验组的加菌回收率。
首先,用试验组的平均菌落数减去供试品对照组的平均菌落数,然后用这个结果再除以菌液组的平均菌落数,最后再乘以100%,得到回收率结果[4]。
即:试验组菌回收率(%)=[(试验组菌数-供试品对照组菌数)/菌液组菌数]×100%
2.3.5结果 试验结果表明,试验组金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的回收率均70%,可采用常规法进行霉菌和酵母菌数测定,见表1。
2.4培养基稀释法(0.5 ml/皿)
2.4.1取1∶10的供试液,采用0.5 ml/皿,分别加入试验菌金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌50~100 cfu,同常规法进行试验。
2.4.2回收率的计算:同常规法。
2.4.3结果 试验结果表明,实验组金黄色葡萄球菌的回收率>70%,可采用培养基稀释法(0.5 ml/皿)进行测定,验证方法通过;而试验组枯草芽孢杆菌的回收率
2.5培养基稀释法(0.2 ml/皿)
2.5.1取1∶10的供试液,采用0.2 ml/皿,加入试验菌枯草芽孢杆菌50~100 cfu,同常规法进行试验。
2.5.2回收率的计算:同常规法。
2.5.3结果 试验结果表明,实验组枯草芽孢杆菌的回收率>70%,可采用培养基稀释法(0.2 ml/皿)进行测定,验证方法通过,见表3。
2.6控制菌检查方法验证(常规法) 当建立产品的微生物限度检查法时,应进行控制菌检查方法的验证,以确认所采用的方法是否适合于该药品的控制菌检查。验证时,依各品种项下微生物限度标准中规定检查的控制菌选择相应验证的菌株。验证大肠埃希菌和大肠菌群时,采用的验证菌株都是大肠埃希菌。
2.6.1大肠埃希菌 试验组:取菌数回收率测定项下1∶10的供试液10 ml和大肠埃希菌试验菌液10~100 cfu,接种至100 ml的胆盐乳糖培养基中,依据大肠埃希菌检查法试验。阴性对照组:取稀释液10 ml加入到胆盐乳糖培养基100 ml中,依据大肠埃希菌检查法试验。
2.6.2大肠菌群 试验组:取菌数回收率测定项下1∶10的供试液1 ml和大肠埃希菌试验菌液10~100 cfu,加入到10 ml的乳糖胆盐发酵培养基管中,依据大肠菌群检查法试验。阴性对照组:取稀释液1 ml加入到10 ml乳糖胆盐发酵培养基管中,依据大肠菌群检查法试验。
2.6.3结果 试验结果表明,可采用常规法进行控制菌(大肠埃希菌和大肠菌群)的检查,见表4。
2.7结果 本品按照《中国药典》2010年版一部附录微生物限度检查法要求,进行方法学验证试验,结果可采用培养基稀释法(0.2 ml/皿)进行细菌菌数检查,可采用常规法法进行霉菌和酵母菌数检查;可采用常规法进行大肠埃希菌和大肠菌群的控制菌检查[5]。
3 讨论
由于中成药含有多种成分,其中任何成分具有抑菌作用,均可能影响微生物限度检查的准确性,常规法可用于无抑菌作用或抑菌作用弱的药物,而对抑菌作用较强的药物,可采用培养基稀释法减少药品中抑菌成分的数量,从而消除其对细菌、霉菌与酵母菌生长的影响[3]。因此药品在进行微生物限度检查前,要排除自身抑菌作用所带来的干扰,这样测出的结果才能可靠、有效。中成药木香顺气丸处方中所含有的木香、苍术、甘草、厚朴提取物对金黄色葡萄球菌都有明显的抑制作用[4-7],苍术和厚朴提取物还对枯草芽孢杆菌有明显抑制作用[5,8]。而这几种中药材作为木香顺气丸的主要成分,其对微生物限度检查的影响有多大无法确定,故采用依次渐进的办法来确定最为合适的检查方法。从实验结果表明,木香顺气丸对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有一定的抑制作用,这与实验前对成分抑菌作用的分析一致,因此,在进行中成药微生物限度检测前,进行必要的成分分析,有一定的参考价值。
参考文献:
[1]国家药典委员会.中国药典2010年版一部[S].北京:中国医药科技出版社,2010:附录79-85.
[2]潘雯,关倩明,林玲,等.7种具有抑菌成分中成药的微生物限度检查方法验证[J].广东:广东药学院学报,2012,28(6):623-627.
[3]闵红,闫晋晋,安凤秋,等.三种中药成方制剂微生物限度方法验证[J].安徽:安徽医药,2012,16(12):1783-1785.
[4]张建春,蔡雅明,周德斌,等.木香的研究进展[J].甘肃:甘肃科技,2010,26(20):170-173.
[5]陈炎明,陈静,G桂新.苍术化学成分和药理活性研究进展[J].上海:上海中医药大学学报,2006,20(4):95-97.
[6]于辉,李春香,宫凌涛,等.甘草的药理作用概述[J].黑龙江:现代生物医学进展,2006,6(4):77-79.
篇4
[关键词] 头孢卡品酯胶囊; 薄膜过滤法; 平皿法; 培养基稀释法
[中图分类号] R978.1+1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2010)13-86-02
头孢卡品酯胶囊是由头孢卡品酯和辅料组成的胶囊剂,为第四代口服头孢类抗生素。具有广谱抗菌活性,对耐青霉素(含中等程度耐药)的肺炎链球菌的活性很强,对很多耐抗生素的病原菌均有良好疗效。
由于该药具有很强的抗菌作用,需要通过验证来建立它的微生物限度检查方法。
本试验用2005年版中国药典规定的3株细菌(大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌)、2株真菌(黑曲霉、白色念珠菌)[1]对三批头孢卡品酯胶囊进行了微生物限度检查法的验证试验,以确认所采用的方法是否适合于该药品的细菌、霉菌、酵母菌数的测定和控制菌检查及检查药品本身污染微生物的状况,结果报道如下。
1 实验材料
1.1 仪器
HTY-2000A型集菌仪、泵管FPY330型(批号20080622)、HTY-K型培养器专用震荡仪、HTY反复使用集菌培养器(杭州泰林生物技术设备有限公司);LRH-250生化培养箱(上海索普仪器有限公司)。
1.2 试药
营养琼脂培养基(批号071129)、营养肉汤培养基(批号071119)、玫瑰红钠琼脂培养基(批号071217)、BL培养基(批号071210)、MUG培养基(批号080716)北京三药科技开发公司;靛基质试验欧-波试液(批号080730)江苏宜兴永信生物有限公司;0.9%无菌氯化钠溶液、pH 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液(扬子江药业集团有限公司输液车间配制)。
1.3 菌种
大肠埃希菌[CMCC(B)44102];金黄色葡萄球菌[CMCC(B)26003];枯草芽孢杆菌[CMCC(B)63501];黑曲霉[CMCC(F)98003];白色念珠菌[CMCC(F)98001]均由中国药品生物制品检定所提供。
2 方法
2.1 菌液制备[2]
分别接种大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的新鲜培养物至营养肉汤培养基中在30~35℃中培养18~24h;接种白色念珠菌的新鲜培养物至改良马丁培养基中在23~28℃中培养24~48h,上述培养物用0.9%无菌氯化钠溶液稀释成含菌数为(50~100)cfu/mL的菌悬液;另外接种黑曲霉的新鲜培养物至改良马丁琼脂培养基中,在23~28℃中培养5d,加入5mL 0.9%无菌氯化钠溶液,将孢子洗脱后,用0.9%无菌氯化钠溶液稀释成含孢子数为(50~100)cfu/mL的菌悬液,备用。
2.2 供试液制备
供试液:取供试品5g,加入已灭菌的吐温80约5mL,慢慢加入45℃的pH 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液至100mL,边加边搅拌,保温振摇使混匀,静置后的上清液作为1∶20的供试液。
稀释剂对照液:分别取灭菌的吐温80约5mL,分别加入约5000~10000CFU的菌悬液,慢慢加入45℃的pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液至100mL,边加边搅拌,使混匀,作为含菌量(50~100)cfu/mL的稀释剂对照液。
各试验菌分别制备一份。
2.3 细菌、霉菌及酵母菌常规法计数方法
2.3.1 试验组 取 1∶20 的供试液2mL,每1毫升供试液和(50~100)cfu/mL试验菌同时加入平皿中,立即倾注相应规定的培养基,每株试验菌平行制备2个平皿,按平皿法测定菌落数。
2.3.2 菌液组 分别取各备用试验菌,加入与试验组等量菌液,测定每一菌株所加的试验菌数。
2.3.3 供试品对照组 方法同试验组,不加试验菌,测定供试品的本底菌数。
2.3.4 稀释剂对照组 取稀释剂对照液代替供试品,按试验组的方法操作,以考察供试液制备过程中微生物受影响的程度。
2.3.5 菌回收率计算 试验组回收率=(试验组的平均菌落数-供试品对照组的平均菌落数)/(菌液组的平均菌落数)×100%;稀释剂对照组回收率=(稀释剂对照组的平均菌落数-供试品对照组的平均菌落数)/(菌液组的平均菌落数)×100%。
2.4 细菌薄膜过滤法计数方法
2.4.1 试验组 取供试液1mL,至含有pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液约100mL的滤筒内,振摇过滤,用45℃ pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液振荡冲洗,每次50mL,冲洗量分别为300mL、400mL、500mL,在最后一次冲洗液中加入(50~100)cfu/mL的菌悬液。过滤后取出滤膜,菌面朝上,贴于营养琼脂培养基上,于30~35℃倒置培养,以48小时点计菌落数,各制备一个平皿。
2.4.2 菌液组 分别取各备用试验菌各1mL,注入平皿中,立即倾注营养琼脂培养基约15~20mL,混匀凝固,于30~35℃倒置培养,以48小时点计菌落数。各平行制备2个平皿。
2.4.3 供试品对照组 方法同2.4.1,不加菌悬液。
2.4.4 稀释剂对照组 取稀释剂对照液代替供试液,操作方法同2.4.1。
2.5 控制菌检查方法
2.5.1 常规法
2.5.1.1 试验组 取供试液20mL,大肠埃希菌菌悬液1mL,置250mL锥形瓶中,加入约100mL的胆盐乳糖增菌培养基,于35~37℃培养18~24h。
2.5.1.2 阴性菌对照组 方法同试验组,用金黄色葡萄球菌代替大肠埃希菌,依法测定。
2.5.2 薄膜过滤法
2.5.2.1 试验组 取供试液20mL,至250mL pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液中,振摇过滤,然后用45℃ pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液振荡冲洗,每次50mL,冲洗量为300mL,在最后一次冲洗液中加入(50~100)cfu/mL的大肠埃希菌菌悬液1mL,过滤后取出滤膜,置250mL锥形瓶中,加入约100mL的胆盐乳糖增菌培养基,于35~37℃培养18~24h。
2.5.2.2 阴性菌对照组 方法同试验组,用金黄色葡萄球菌代替大肠埃希菌,依法测定。
2.5.3 薄膜过滤和培养基稀释法
2.5.3.1 试验组 取供试液20mL,至250mL pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液中,振摇过滤,然后用45℃ pH 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液振荡冲洗,每次50mL,冲洗量为300mL,在最后一次冲洗液中加入(50~100)cfu/mL的大肠埃希菌菌悬液1mL,过滤后取出滤膜,置250mL锥形瓶中,加入约200mL的胆盐乳糖增菌培养基,于35~37℃培养18~24h。
2.5.3.2 阴性菌对照组 方法同试验组,用金黄色葡萄球菌代替大肠埃希菌,依法测定。
3 结果
3.1 细菌、霉菌及酵母菌常规法计数方法的验证
见表1。
从表1结果可以看出,霉菌及酵母菌的回收率>70%,可采用平皿法;三株细菌的回收率均70%,由此说明该供试品有很强的抑制细菌的作用,应重新选择细菌计数方法的验证。
3.2 细菌薄膜过滤法计数方法的验证
见表2。
从表2可以看出,采用薄膜过滤法检验头孢卡品酯胶囊,冲洗量300mL/膜,稀释剂对照组、试验组的菌回收率均高于70%,符合验证要求,说明经薄膜过滤后可以消除头孢卡品酯胶囊的抑制细菌的活性,因此头孢卡品酯胶囊的细菌数测定可采用薄膜过滤法测定。
3.3 控制菌检查方法验证结果
见表3。
从表3可以看出,控制菌(大肠埃希菌)采用薄膜过滤法和培养基稀释法检查结果符合规定。
4 结论
通过对本品进行细菌、霉菌及酵母菌计数方法的验证,可以确认采用平皿法适用于头孢卡品酯胶囊的霉菌及酵母菌的测定;采用薄膜过滤法适用于头孢卡品酯胶囊的细菌的测定。
通过对本品控制菌检查方法的验证认为,头孢卡品酯胶囊的大肠埃希菌检查采用薄膜过滤和培养基稀释法检查。
[参考文献]
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[2] 中国生物制品检定所编. 中国药品检验标准操作规范[M]. 北京:中医药科技出版社,2005:335-341.
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关键词:医疗器械 微生物学检验 过程 方法
0 引言
我国医疗器械行业伴随着国家对此的大力支持还有科技的不断进步而快速发展着,医疗器械在诊断疾病和治疗疾病等方面都得到了广泛的应用。应用的广泛使得人们也提出了这样的问题:医疗器械的卫生以及安全方面是否合格和达标?会不会对人产生负面的影响?
现代科学技术在不断地向前发展着,这也必将带动医疗方法的进步,而越来越多的医疗器械为我们指明了一个新的且十分重要的研究方向――医疗器械的微生物检验。
1 微生物的概念
用人的肉眼无法分别的微小生物统称为微生物。微生物的结构十分简单,且活性极强,数目庞大。在二十世纪中后期,一套包括显微技术以及纯培养技术和培养皿等在内的微生物学检验成为了一个独立学科。
2 采集检验样品
笔者随机对十家生产医疗器械的企业进行了样品的随机抽取,并对样品进行了调查以及分析,为的是对于一次性使用医疗器械产品的微生物学指标的检验现状予以较为精确的把握。
首先,以随机抽样作为样品的选取办法,尽力保证选取的样品可以代表被检验的物质。其次,在进行采样环节的时候,笔者先对这些企业的生产流程以及周围的环境等基本的情况加以了解和把握。对其可能存在的污染源等等进行初步审视和检查。这样做也可以对这些样本的卫生状况及其质量等方面进行初步的反映。
对样品的选取必须要依照无菌操作的程序要求,要对样品进行灭菌处理,将环境当中的微生物污染等进行避免,为了免除杀掉样品中的微生物这一隐患,包括所用的用具在内,一定不可以用酒精等等来进行处理。要使样品当中的微生物状况保持原来的样子,在检验进行之前一定不能发生变动。要对项目和分析方法还有被检验物的均匀程度等要求为参照进行分析,以此为依据来确定采样的数量。为检验和复检以及留样,样品需要一式三份。
3 检验样品管理程序
迄今为止,判定某种产品的质量主要是通过检验该产品的样品实现的,如果样品检验合格就推断所检批次的产品合格,反之就不合格。样品在这个推理链中起着纽带的作用,应确保其可信度或可靠度。样品从采集到检验以及最后的处置,经历了多个环节,如果失控,随时都能改变其可信度或可靠度。因此,必须对样品进行规范、科学和严格的管理。规范的样品管理程序一般包括采样管理、运送过程管理,输入管理(接收、标识、贮存)输出管理(确认、准备、流转)等环节。
根据ISO/IEC-17025实验室国家认可对样品管理的要求,实验室(特别是第三方实验室)在本单位的质量管理体系中,应根据上述环节建立如下的样品管理程序:委托书任务单采样标识运送接收唯一性标识贮存、准备、确认流转处置。
需要注意的是:在对样品进行检验的过程当中所使用的一切器皿和试剂还有溶液是必须要经过灭菌处理的;在检验实验室当中可能会使用到的一切设备都应当对其进行校正和检查;在采集选取完样品之后,要以国家的标准检验方法为参照,保持负责和认真的态度来对样品检验外观,一定要注意,样品不要受到环境中的微生物的污染;必须选用被玻璃器皿蒸馏过的蒸馏水抑或是无离子水来供培养基以及试剂所用;在结束对选取的样本的检验工作之后,要立即清洗携带细菌的器皿等。
4 医疗器械的微生物学检验方法
细胞以及分子等等都已经被微生物学检验所深入,在对医疗器械进行的微生物学检验中已经利用了不少新的方法以及技术。在微生物学检验的项目当中,当数细菌学检验为推广广度最广的项目了。细菌检验的最为重要的方法就是细菌形态学检查了。该检查可以以其形态一级结构还有染色反应为参照根据,也是细菌的分类以及鉴定的基本。
4.1 显微镜检查 显微镜可以观察到人类肉眼无法分辨的个体及其微小的细菌。一般由两部分组成,一是光学显微镜;二是电子显微镜,其中光学显微镜是用来观察一般的形态以及结构的,只用使用电子显微镜才可以观察到新的内部结构。另外,光学显微镜主要包括普通光学显微镜、暗视野显微镜、荧光显微镜、微分干涉差显微镜等,电子显微镜主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜等。
4.2 染色标本检查 细菌和周围的环境在经过染色之后会产生比较鲜明的对比,细菌的大小以及排列等特征以及其特殊的结构会经由光学显微镜观察到。细菌染色的程序大多是:干燥-固定-媒染-脱色-复染。
染色标本检查常用的方法为以下几种:
4.2.1 单染色法。用一种染料将细菌和周围物体染成同一种颜色。细菌经单染色法处理后,可观察其形态、排列、大小及简单的结构,但不能显示各种细菌染色性的差异。
4.2.2 复染色法。用两种或以上的染料染色的方法。常用的包括革兰染色法以及抗酸染色法。
革兰染色是细菌学中最常用的染色方法。除粪便、血液等极少数标本外,绝大多数标本在分离培养之前都要进行革兰染色、镜检。 进行革兰染色可鉴别细菌,初步识别细菌,缩小范围,有助于进一步鉴定。
抗酸染色分为抗酸性细菌和非抗酸性细菌两类。
4.2.3 荧光染色。荧光染色法敏感性强,效率高而且容易观察结果,有很大的实用价值。
除以上所述染色方法外,还有鞭毛染色、异染颗粒染色等等几种。
4.3 不染色标本检查 细菌标本不经染色直接镜检,可观察生活状态下细菌的形态及其运动情况,一般常有悬滴法、压滴法。悬滴法是在凹型载玻片的凹窝周围涂上少量的凡士林,同时在干净的盖玻片的中间用接种环点少量无菌水,在其中再点上少许培养好的细菌。如果液体培养物就直接将培养液滴一小滴在盖玻片上。然后,将此盖玻片翻过来,使液滴下悬,正好使液滴容纳在凹型载玻片的凹窝中,轻轻地按一下,使其和凡士林粘紧。而压滴法是用接种环挑取细菌培养液或细菌生理盐水悬液两环,置于洁净载玻片中央,覆以盖玻片。制片时,菌液要适量,不可外溢,并避免产生气泡。
4.4 基因探针技术 基因探针技术的作用原理是同源序列的核酸链在一定条件下能够形成稳定的互补DNA、RNA或DNA、DNA链条,此时可以利用具备高度特异性片段制成的基因探针来对不同细菌进行识别。基因探针具有减少因基因片段长度的多态性导致的分析条带数的增多,例如法国生物一梅里埃公司的GEN、PROBE基因探针检测系统,对特定菌落进行分离并进行确证试验仅需要30分钟。这项技术的缺点是对目标菌以外的细菌无法检测识别。
4.5 细菌直接计数法 这种方法主要包括流式细胞仪(flow cytometry,FCM)和固相细胞计数(solid phase cytometry,SPC)法。这种方法的原理就是利用激光作为发光源,光束在聚焦、调整后对样品流进行垂直照射,这样被荧光染色的细胞就能够产生散色光和激发荧光。光散射的信号能够标志细胞体积的大小,信号强度则是细胞膜表面抗原的轻度或者核内物质浓度的反应,基于此散射光信号和荧光信号就能够对微生物的大小、数量、形状进行预估。这种方法的优点是灵敏度高,且可以对细菌的性质与数量同时鉴定。目前这项技术可以对细菌总数、致病性沙门菌、大肠埃希氏菌等进行检测。对特定细胞进行技术统计,就能够对不同细胞进行精确度较高的检测。进行过滤样品的操作之后,实验者可以存留的微生物进行荧光标记,用激光扫描仪就可以对其鉴别。这种方法的优点就是对生长速度慢的微生物能够进行快速检测,其检测速度能够远高于传统的平板计数法,缺点是成本较高,因此推广使用具有一定困难。
另外,除了上述医疗器械的微生物学检验方法外,还存在一些准确、省时、省力和省成本的快速检验方法,比如即用型纸片法、生物化学技术、选择鉴定用培养基法、免疫学技术、全自动微生物分析系统等。
5 结束语
在医疗器械的微生物学检验当中,以法定的标准以及方法为参照是十分重要的。在这些微生物学检验方法当中,应用最广泛的当属细菌学检验。不久的将来,在对于医疗器械的微生物学检验领域,更多的方法会被研究。微生物学检验也会更加被应用以及推广。
参考文献:
[1]张娟丽.浅谈医疗器械的微生物学检验过程和方法[J].学术管理,2009,11:34.
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一、财务会计在企业管理中的重要地位
1.财务会计为企业的经营发展提供保障
对于企业而言,要想获得长远发展,就必须重视财务会计在企业管理中所起到的重要作用。在企业管理中,企业管理者想要了解企业当前的经营发展状况,最值得信赖和依靠的信息就是财务会计所提供的财务信息。也就是说财务会计能够将企业的经济状况如实的反映给企业管理者。企业管理者只有实际的了解到企业的生产经营状况以及可用资金,才能够在此基础上制定企业的发展战略和发展规划。例如某制造企业近几年发展势头迅猛,企业资本逐年增加,为了寻求更好的发展,这家制造企业想要兼并同一类型的另外一家制造企业,那么在此之前,作为企业的管理者就需要了解自身企业的财务状况和市场环境,衡量自身是否有能力“吃”下这一块“大饼”如果企业资金无法支持“兼并”活动,企业就需要放弃这项发展规划,反之,企业资金充裕,能够为“兼并”另一家企业提供给强有力的资金支持,那么就可以制定具体的实施计划。由此可见,财务会计在企业管理中的重要性。
2.财务会计能够为企业降低成本
众所周知,随着我国经济的迅速发展,企业竞争日益激烈,企业如果想要获得长远发展,就必须加强管理,将财务会计在企业管理中的优势发挥出来,不断强化财务会计的职能。在企业管理中,财务会计不仅能够为企业管理者提供企业当前的财务信息,还能够通过有效的方法和手段为企业降低成本。因为企业财务会计系统性比较强,又存在精细化的特点,在很多业务中财务会计都占有主导地位,企业的大部分业务开展都是根据可靠地财务信息进行分析的,从成本以及效益角度来决定这项业务是否需要开展。财务会计可以直接用数字标准开衡量企业某项业务的具体指标,设置一定的额度要求业务人员去完成,企业还可以根据这个具体的指标为依据,为企业降低经营成本。而对于企业管理者而言,也可以根据财务会计提供的数据对企业的经营发展状况进行分析,不断加强对产品的成本监控金和企业产品创新,节约企业的生产成本。与此同时,为了降低企业成本,根据财务会计提供的信息,企业可以在工资方面、考勤制度方面等加强管理,减少人资成本的投入。
3.财务会计有利于保证企业的财产安全
在企业管理中,财务会计的重要作用不仅仅表现于资金的使用上,还表现在对企业的各项财产物资的保管和监督使用上。对于企业而言,如果想要良好的发展,就必须具有一定的经济基础,所以企业的物质资产在企业的生产和经营过程中至关重要。明确财务会计工作,不仅仅是要建立健全企业的财产管理考核制度,还要完善企业物资的进出、转移、领用等手续,及时做好物资财产的变更登记,同时为了防止企业财产遭受不明损失,还要定期对企业的物质资产进行盘点,这样做,不仅能够随时掌握企业物质资产的流动情况,还能够直接找到相关的物质资产管理的负责人,避免出现企业物质资产流失,但是问责不到人的情况。这种做法对于保证企业的财产安全至关重要。在企业的管理中,任何一个部分在企业的发展中都起着十分重要的作用,而财务会计本身作为企业中与各个部门联系密切息息相关的部分,在企业的经营发展中起到的重要性作用更是不言而喻。总而言之,财务会计师企业发展的基础,直接关系着企业的将来发展。因此,作为企业经营管理者必须重视财务会计在企业管理中的重要地位和作用。
二、企业财务会计存在的问题
1.企业经营管理者对财务会计缺乏足够的重视
我国的大部分企业领导者对于财务会计管理工作都缺乏足够的重视,这就导致企业的财务会计工作流程、操作程序过于表面化。有的企业领导者对于财务部门的要求相对比较简单,只要每个月按时上交企业财务报表就可以了,对于财务会计具体的工作内容并没有明确的要求和指示。甚至有些企业因为一些特殊的原因,要求相关财务人员编制虚假的含水份的财务报表,以此来达到自己目的。这些行为对于企业的经营发展而言,无疑是让其“慢性自杀”因为在企业经营管理中,只有企业经营管理者了解真实的财务数据信息,才能够对企业当前的经营状况有所了解,才能够针对当前现状制作适宜有效的战略发展规划。反之,如果这些财务会计信息存在虚假情况,那么企业管理者根据这些虚假信息所作出的决策和企业战略发展规划也一定是不正确的,这对于企业的发展极其不利。出现这种问题的原因主要是因为总公司对于分公司的任务考核标准不明确,还有就是分公司的企业管理人员对于自身的位置缺乏科学的认识,往往为了实现自身利益最大化,选择做假账应付上级。因此,作为企业管理者必须要对企业真实的财务信息进行全面的了解,通过真实有效的财务数据分析了解企业的全面发展经营情况,并以此为根据指定有效的发展战略规划,绝对不可以为了一时“政绩”的好看,就指使财务会计人员编制虚假财务信息。
2.企业财务会计人员水平不高
在我国很多企业中的财务会计人员对于企业的经营管理状况和企业所发生的经济活动很少参与和了解。他们只是对所得到的会计书记进行加工、整理和简单的分析,这就导致他们很难发现企业开展的经济活动中所存在的财务问题,就更别提找出相应的对策和解决的办法了。还好有一部分财务会计人员虽然业务知识比较熟练,但是却缺乏较高的素质,他们总认为只要做好自己部门的事情就可以了,其他部门的事情与自己没有关系,没有必要花费时间和精力去关注,这对于企业员工的发展是不利的。除此之外,还有一些企业对于财务人员的聘用要求比较低,并没有明确的规定和限制。甚至很多企业的财务会计都是企业管理者安排亲近信任的单人,这就导致在财务会计岗位上出现一些文化水平低、专业水平不高、业务处理能力差的人。并且由于这些人员并没有经过系统性的正规性的财务培训,他们很难坚持财务原则,对于一些违法行为并不制止和揭发,这都直接影响了财务会计信息的真实性。
三、提升财务会计在企业管理中地位和作用的方法
1.创新企业的财务管理观念
在企业管理中,作为企业管理者必须创新企业的财务管理观念,对财务会计工作足够的重视,提升财务会计在企业管理中的地位,以此来促进企业更好的额发展。首先作为企业管理者制定的财务管理理念必须要符合新时期的企业机构应发展需求,用全新的眼光和创新性的思维对企业进行管理,并针对性的采取具体的措施方法保证企业的长期发展。其次,企业管理者要善于运用财务信息为依据指定企业发展战略和企业发展计划,保证其决策是依据真实有效的财务信息实施的。同时企业需要建立一套适合企业自身实际经营状况和特点的财务数据系统,并更据反映的财务信息以及市场环境的变化情况,不断调整企业的发展方向,让企业更好的发展下去。最后企业经营者要注重企业财务会计人员的监督职能,设立独立的审计部门,监督财务会计人员的工作,保证其财务信息的真实有效性,一旦发现存在做假账的情况,坚决不予姑息,对于此类财务人员必须进行严厉处罚。总而言之,最为企业管理者只有创新企业管理理念,提高财务会计在企业管理中的地位和作用,为企业制定更准确的市场定位,力求生产出来的产品更加符合市场的的需求,实现企业利润最大化,促进企业的良好发展。
2.建立高效的财务会计队伍
在社会主义市场经济体制下,企业发展的最终目标是实现企业利润的最大化。为了实现这一目标,必须依靠企业的经营管理战略。而在企业经营管理中,最为重要的资源就是人力资源。因为企业的所有措施最终都要落实到人身上,都需要依靠企业的内部员工股来实现。因此,对于企业的财务会计,不仅仅要从降低企业成本来出发,还应该以企业的长远发展目标为主,灵活的运用企业资金促进企业发展。
在企业财务会计人员方面,首先企业管理者要严格把控“招聘关”坚决避免“关系户”和“拉人情”的现象出现,对于一些想要“走后门”的人员一定要拒绝,防止文化水平高、不具备财务专业知识的人出现在财务会计岗位上,同时不要任人唯亲,选择自己亲近和信任的人担任财务会计工作,而是要根据岗位职责和岗位具体要求,选择学历水平高、专业知识强、业务处理熟练的人来担任财务会计工作。其次要加强企业内部财务会计人员的学习,增强他们的专业技能和业务处理能力,例如可以定期举办企业内部财务培训,聘请实践经验丰富且理论知识比较强的专业人士进企业授课或者为企业财务人员创造学习机会,外派他们出国深造学习或者到企业规模比较大,财务管理水平比较高的企业去学习经验,还可以鼓励企业财务人员参加相关财务职称的考试,例如中级会计师、高级会计师、注册会计师等。最后企业还要加强财务会计的职业素养,提高财务人员的素质,作为企业的财务人员不仅要要具备较高的专业水平,还需要具备良好的个人素养,在做好自己本职范围内的工作之时,还要相对了解企业其他各部门的信息,以便在以后的工作当中更好的沟通和交流,同时也能够为企业的发展提供更有效的建议。
四、结论
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关键词:污水生物处理技术;活性污泥法;生物膜法;固定化微生物技术
中图分类号:C35文献标识码: A
一污水现状
1.1我国水污染的现状
随着我国城镇化速度的加快, 城市生活污水的比例高达70%以上。人们日常生活产生的污水主要含一些无毒有机物, 如糖类、淀粉、油脂、蛋白质和尿素等,其中含氮、磷等植物营养元素较高。在一定的时间和空间范围内,这些污染物质大量排入天然水体并超过水体的自净能力,导致水体富营养化。进入水体的各种有机物使需氧菌大量繁殖,消耗溶解氧;也使得藻类及其他水生植物异常繁殖,引起水体透明度降低,溶解氧减少直至为零。此时,需氧菌死亡,厌氧菌大量繁殖继而分解,产生硫化氢、硫酸等物质,使水质恶化、水体的功能退化、生态结构破坏,这将会对我们所生存的环境产生长远的、无法估计的影响。所以,加强城市污水处理,对于保障城市的可持续发展具有重要的社会意义和经济意义[2]。
1.2城市污水的来源
城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水、各工业企业在生产制造过程中产生的生产废水以及城市降水和部分受污染的地表水这三方面。生活污水含有较高的有机物,如淀粉、蛋白质、油脂、氮、磷等无机物以及含病原微生物和较多的悬浮物。各工业企业在制造过程中产生的废水排放量较大,污染含量高,较难进行处理,对环境危害大。城市降水和受污染的地表水在城市污水中还没有占到很大的比例,针对具体污水水质选择是否需要与其他污水混和稀释后处理。
二微生物处理污水的机理及净水方式
2.1微生物处理污水的机理
污水生物处理是除物理化学法外的另一类水处理方法,它利用微生物生命活动过程对污水中污染物进行转移和转化作用,使污水得带净化的处理方法。微生物处理污水的机理:利用微生物处理污水是以光合菌群和酵母菌群为主导,协同其它有益微生物共同作用,产生抗氧化物质,通过氧化还原发酵等途径分解氧化有机物,把有害有毒物质转化为无害无毒物质。
2.2微生物净化水质的方式
微生物用于污水处理一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解,转化的作用。其净水方式有:
1、降解作用:细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物。如好氧革兰氏阴性杆菌和球菌可以降解石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯等;霉菌可以降解石油烃、敌百虫、扑草净等;藻类可以降解多种酚类化合物。例如,1989年,美国阿拉斯加州最早大规模应用微生物降解油轮搁浅后泄漏的3.8t原油,在投入特殊的氮、磷营养盐后,促进了当地石油降解菌的生长和繁殖,加速了油污的分解。
2、共代谢:微生物的共代谢是指微生物能够分解有机物基质,但是却不能利用这种基质作为能源和组成元素的现象。这类微生物有假单胞菌属、不动杆菌属、诺卡式菌属、芽孢杆菌属等。
3、去毒作用: 微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应,改变污染物的分子结构,从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马拉硫磷可以在微生物的水解作用下,被分解为含有一酸或二酸的物质但是,微生物的作用是复杂的,有些微生物在净化作用的同时,也有毒化作用。这类微生物可以使无毒物质转化为有毒物质,从而产生新的污染。如三氯乙烯能够在微生物作用下转化为氯乙烯,这是强致癌物质。
三微生物处理污水的方法
目前,污水的微生物处理主要有活性泥法,生物膜法,厌氧处理法,氧化塘法、固定化微生物技术处理污水等,其中最主要的和应用最广泛的是固定化微生物技术处理污水。
3.1活性泥法
是一种应用最广、工艺比较成熟的废水生物处理技术。其处理装置是由曝气池和沉淀池两个部分组成。曝气池高度充气,污水在其中和活性泥不断混合,水中的有机质被污泥吸附,部分被氧化分解,部分随污泥进入沉淀池。沉淀污泥部分回流再生,部分为剩余污泥被排除。
3.2生物膜法
生物膜法是利用生物滤池处理污水,最初是从酒滴池开始的,并不断得到改进,出现了塔式滤池,生物转盘,浸没法滤池等多种形式,其处理原理基本相同,都是依靠着生于固体介质表面的微生物来净化有机物的,因此,又称生物过滤法。处理过程中的物质转移:空气中的氧废水生物膜此法比活性污泥法产生的剩余污泥少。
3.3厌氧处理法
厌氧处理法是在无氧条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法。通常用于不溶性有机物质,如纤维素含量高的污水,或高浓度的工业废水,也经常用于处理剩余污泥。厌氧生物处理一般分为四个阶段: 水解,发酵,产乙酸,产甲烷。这些无机物质主要是大量的生物气体即沼气。沼气的主要成分是CH4和CO2。
3.4氧化塘法
又称生物塘法或稳定塘法,是利用一个天然的或人工修整的池塘,由于污水在塘内
停留的时间较长,通过水中的微生物代谢活动可以将有机物降解。在氧化塘中,废水中的有机物主要是通过有机菌藻共生作用去除的。氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用,三种作用互相影响[3]。
3.5固定化微生物技术
3.5.1固定化微生物技术的介绍
固定化微生物技术是将微生物固定在载体上使其高度密集并保持其生物功能,在适宜的条件下增殖并满足应用之需的一种新的生物技术。这种技术应用于污水处理有利于提高生物反应器内的微生物浓度,利于反应后的固液分离,缩短处理的时间。固定化微生物方法多种多样,但主要有结合固定化,交联固定化,包埋固定化和系指微生物吸附在载体表面而固定化的方法[4]。
交联固定化是利用两个或两个以上的功能基团,使微生物菌体相互连接成网状结构,即使功能基团直接与微生物细胞表面的反应基团如氨基、轻基等交联,形成共价键而达到固定微生物的目的。由于形成共价建过程中,往往会对微生物细胞活性造成极大的影响,而且适用于此类固定化交联剂大多昂贵,因此此法在应用上受一定的限制。包埋固定化方法是使微生物包埋在半透性的聚合物或膜内,或使微生物细胞扩散进人多孔性的载体内部,这种固定化方法具有操作简单,能保持多酶系统,且对微生物细胞活性影响较少,是目前制备固定化微生物最常用、研究最广的方法。固定化材料常有聚乙烯醇(PVA),聚丙烯酞胺(ACAM),聚乙烯乙二醇(PEG)、琼脂、光硬化树脂,海藻酸钙、角叉莱胶等。除此之外,还有依靠微生物自身的絮凝作用而形成的固定化微生物,此法固定化需时长,受环境因子影响大。如升流式厌氧污泥床(UASB)反应器中颗粒污泥的形成即属于微生物的自身固定化过程。
3.5.2固定化微生物技术的优点
与普通悬浮生物处理法相比,固定化技术的优点是:能在生物处理装置内维持高浓度的生物量,提高处理负荷、减少处理装置容积;污泥产量少;可选择性地固定优势菌种,提高难降解有机物的降解效率;抗毒物毒性强;对水质及pH的变化有较好的稳定性。这些优点使固定化技术在废水处理中受到重视,特别是在难降解和有毒废水处理中表现出更大的潜力。国内外学者对固定化技术在废水处理中的应用进行了大量的研究。根据所固定微生物的种类的不同,固定化方法也有所不同。常用的方法主要有3种:载体结合法、包埋法和交联法。其中载体结合法中的物理吸附法和包埋法是目前研究最广泛的方法上述各种微生物处理技术,由于污水中的污染物质是多种多样的,在某些方面都存在一定的不足,所以一般一种污水的处理需要联合使用几种方法。四微生物技术处理污水的研究热点和特点
4.1微生物处理污水的研究热点
极端微生物是指那些在一般生物不能生存的条件下(如高酸、高碱、高温、低温、高压、高盐等)能生存的微生物。由于其特殊的生理机制,在环境保护中具有极大的应用价值。Sandra等的研究表明,嗜热微生物可用来对高温排放废水直接处理,省去了冷却的环节和花费,并且从动力学的角度讲,提高温度有利于提高反应速率从而加快废水出来的速度,缩短水力滞留时间,减少动力消耗[5]。另有报道利用嗜碱细菌降解木质素的研究[6]。极端微生物以其特殊的生理机制及其分泌的极端酶,正在成为研究热点,随着研究的深人将进一步推动极端微生物在污水处理中的应用。
4.2微生物技术处理污水的优点
1、节约水资源,降低能耗和成本;
2、利用有益菌群原液比一般净化槽处理污水,大大缩短曝气时间,提高工效;
3、治污效果显著,如有机氮、金属离子、混浊度、COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)等均下降至国标以下标准,而DO(溶解氧)上升,水质得到改善;
4、处理污水中的重金属等,消除毒害;
5、抑制病原菌,消除异味,改善空气质量;
6、可以清除粪尿恶臭,净化生态环境,最大限度地减少畜禽的臭味,明显地抑制了蚊蝇滋生。
利用微生物技术对环境治理尤其是对污水进行处理在国内已得到广泛使用,但由于所用的微生物是天然微生物,处理效果不好。通过辐射诱变和化学诱变方法筛选出对污水有极高净化能力的高效微生物,是微生物处理方法的发展方向,在我国将有很大的发展前景。
五对微生物技术的展望
固定化微生物技术在废水处理等领域显示出了较大的优异性,引起了人们普遍的关注并对其进行了广泛的研究与应用。它的优势主要是:
(1)容积小,使处理负荷大幅提高;
(2)污泥产量低[7];
(3)有利于优势菌种的固定,提高降解效率;
(4)物质的承受能力强;
(5)稳定性好。
同时我们也应该看到,要实现固定化微生物技术的工业化,还有许多问题需要进一步研究解决:
(1)固定化载体的成本及使用寿命是决定其经济可行性的关键因素,因此,开发适合于固定化微生物细胞的高效生化反应器和廉价固定化微生物载体,如何提高载体的使用寿命都有待解决[8];
(2)固定化微生物细胞球在废水处理过程中可能对某些悬浮物质或高分子物质处理效果欠佳,还可能出现发胀上浮或堵塞粘结等现象,所以需对废水进行适当的物理化学预处理,或与其他工艺组合使用,发挥各自的优势以达到最佳处理效果;
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关键词:石油 微生物 勘探
一、引言
石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用,由于在石油的开采、储存、运输、加工和石化产品生产等过程中的漏油以及突发性泄油事故致使大量的石油进入环境造成污染。石油污染的危害主要表现在列土壤生态系统的结掏和功能的破坏,严重影响土壤的透气性和渗水性,导致土壤板结。肥力下降;在水体表面形成油膜,致使水中溶氧量急剧下降.造成水生生物的大量死亡,破坏水生生态环境和渔业资源;还可进入地下水系,直接污染地下水源,影响居民用水和农田灌溉;石油中的一些致畸致癌物质还可通过食物链的生物富集作用而直接危害人类健康。
地表勘探法,包括油气微生物勘探技术在油气勘探界一直不为人重视。近几十年来,以“寻找构造与圈闭为目标的地质和地震方法占据了油气勘探的主导市场。”然而20世纪70年代后,随着各个大型含油气盆地相继进行不同程度的普查与勘探,油气勘探形势发生了新的变化,进入了一个困难时期。经济快速发展对油气资源需求量猛增与油气后备储量不足之间的矛盾变得更加突出。
二、微生物勘探技术
为了提高勘探的准确性,在传统勘探方法的基础上,引入了微生物勘探石油的新技术,也叫油气微生物勘探(MPOG),是一种依靠地表微生物进行油气勘探的技术。人们发现油区底土中的重烃含量与季节变化有很大的联系,而季节变化的起因与微生物活动密切相关。在底土中存在着能利用气态烃为碳源的微生物,这些微生物在土壤中的含量和在底土中的烃浓度存在某种对应的关系,因此可用这些微生物作为勘探地下油气田的指标菌。20世纪90年代,人们在微生物勘探领域做了大量研究,有着许多成功的案例。我国也在东北、华北地区的一些油田进行微生物勘探实践。随着微生物培养技术和测定方法的不断改进,微生物勘探石油技术得到迅速发展,准确率不断提高,在实践中得到很好应用。目前它已成为石油勘探中一项重要的技术。
油气微生物勘探技术的兴起正好为克服这种窘境提供了廉价和有效的方法。著名的油气地表勘探专家L.Horvitz1979年在美国第二届非常规勘探方法讨论会上曾说:“在油气勘探发生困难时,所有行之有效的方法,无论是地质方法、地球物理方法或地球化学方法都应采用,并应将这些方法睿智而有效地综合成一套完整而有生命力的勘探体系。”1992年我国勘探地球物理学家陈沪生在讨论发展直接找油气物化谈方法的战略意义时指出:油气勘查现在已处于以找圈闭为主,结合寻找地表物化探异常的阶段,将来有可能发展到以寻找地表物化探异常,结合圈闭评价寻找油气阶段。许多国际石油公司包括Shell、Phillips等石油公司都纷纷支持油气微生物勘探的研究,并将其应用到实际勘探中。
三、微生物勘探技术的应用
近10年油气微生物勘探实践说明,将地表微生物异常与地质和地震资料相结合可以为油气勘探者提供一套更加准确地预测地下油气藏的新技术体系。在国外,油气微生物勘探已经成为一种独立的勘探技术进入油气勘探技术体系中。随着微生物勘探实践经验的积累、分析技术的完善,油气微生物勘探可望在以下几个方面取得突破:
1.可查明与构造圈闭形态不一致的油气分布;对那些宏观受构造控制,但储集空间极不规则的油气藏,可大大提高勘探成功率;
2.可发现更多的非构造圈闭油气藏,并使老油气区出现新的勘探;
3.有可能从定性描述发展到定量计算,为估算资源量和储量提供有效的依据和参数。同时,油气微生物勘探技术正作为油藏表征的新工具从勘探领域延伸到开发领域。
J.Tucker和D.Hitzman研究了几个实例后指出:详细的微生物调查有助于改善油气藏表征。在开采成熟区,采用紧密排列的采样网络来检测微生物异常,并将微生物信息与地质和地球物理资料结合起来,能对现有油区内部署加密井和进行扩边增储提供合理的预测。这无疑增加了油气微生物勘探的生命力和应用范围。何爱翠;微生物降解法处理工业含油废水的研究[D];中南大学;2007年用微生物探勘的原理在于,当地壳下资源(如石油、天然气或者特定矿物)在压力和浓度的双重驱动下,其成分(气体或者矿物)持续地向地表作垂直扩散和运移,土壤中出现以其为养分的专性微生物,改变土壤微生物组成,这种异常的微生物聚集土壤往往可以作为对其下资源的佐证,因而通过微生物探测间接对其下资源进行探勘。其技术基础是细菌对不同营养源异常高的适应性及广泛分布。
目前在石油、天然气部分金属矿产勘查上该技术得到广泛应用。 1991-1992年玻利维亚石油矿藏管理局和美国地质微生物技术公司合作,在玻利维亚安第斯子区进行了为期两年的地表微生物勘探和地球物理测量综合研究,专门对近地表微生物的分布特征与地震探明构造分布区之间的空间关系进行了研究。研究发现,在数个地震探明构造上方,存在微生物高值异常。根据构造的规模及其上方微生物异常强度,开拉斯科与卡塔里两个构造微生物异常最为明显,后来在这两个构造中成功地钻获了油气。开拉斯科构造单井产凝析油量约为110t/d,天然气产量约为1.77×104m3/d;卡塔里构造单井产油量约为76t/d,天然气产量约为1.67×104m3/d。
美国加州梅斯基特金矿区,利用土壤有的蜡状芽孢杆菌寻找金矿已获得成功。蜡状芽孢杆菌孢子密度的增大与已知隐伏浸染型金矿的位量相对应,根据壤中金的含量圈出了地表和深部矿体。
篇9
关键词 普洱茶;发酵;微生物
中图分类号 S571.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)21-0253-03
普洱茶是以云南大叶种晒青毛茶为原料经后l酵加工而成紧压茶或散茶,普洱茶又按照其加工工艺将其分为普洱生茶和普洱熟茶。普洱熟茶是晒青毛茶经潮水、渥堆,经渥堆过程中物质变化是由微生物、酶、湿热、氧化等综合作用的结果,因其经过人工后发酵以区别于普洱生茶。
近年来,随着对普洱茶的深入研究,证实了普洱茶具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂和降血糖等功效[1-4]。晒青毛茶不经过微生物的发酵难以形成普洱熟茶所特有的香气和汤色,一般认为微生物或微生物酶的湿热作用对普洱茶品质的形成起着决定性作用[5-7]。
1 普洱茶加工方式与微生物
普洱茶鲜叶采摘经萎凋后,进行杀青,再揉捻,后晒干制得晒青毛茶。再由晒青毛茶加工得到普洱茶,其具体制作工艺流程如图1所示。
将晒青毛茶经人工增湿渥堆快速发酵而制成普洱熟茶[8]。普洱熟茶的加工方式借鉴于安化黑茶,但又不同于安化黑茶。其主要的不同在于普洱茶经过晒青毛茶这一步,而安化黑茶从揉捻到后发酵不经过干燥过程,再焙火干燥[9]。
普洱茶与红茶的发酵方式相比,普洱茶的发酵与红茶有些相似,都有茶多酚经氧化生成茶红素和茶褐素的过程,不同之处在于红茶发酵仅需要3~4 h,而普洱茶发酵所需时间较长,渥堆时间至少需要3~4周。因为红茶发酵时间短,所以微生物作用较少,主要是生物酶的作用,而普洱茶的发酵与微生物的作用是分不开的。
普洱原料晒青毛茶就有大量的内生菌,晒青毛茶又长期暴露在空气中,在研究中发现很多发酵过程中的微生物都在普洱茶鲜叶中[10]和茶园空气中[11-12]都有发现。普洱茶渥堆时,刚开始温度由室温缓慢升高,其潮水量常达到40%左右,堆温一般保持在28~55 ℃,非常适合微生物的生长。在发酵过程中,肉眼可见真菌菌丝。一般认为,普洱茶的加工过程离不开微生物的作用,普洱茶的品质与微生物的消亡有密切关系。
2 参与普洱茶发酵过程的微生物研究方法
2.1 微生物的传统分离鉴定
研究微生物学的传统方法是将茶叶与无菌水按一定比例进行均质,然再做梯度培养,以此来初步了解渥堆发酵中普洱茶中微生物数量,然后对分离得到的微生物进行纯培养,以更好地进行菌种鉴定或保藏。鉴定方法主要为形态学鉴定或根据生理生化性状,一般将结果与标准分类系统中微生物形态或生理生化性状进行对比[13]。该方法是研究微生物的主要方法,已成功证实普洱茶中确实存在细菌、酵母、霉菌和放线菌[14-28]。
2.2 微生物自动鉴定系统
鉴于微生物传统鉴定方法的缺陷如工作量大,不利于操作,还受限于鉴定者的专业知识和认知能力。传统鉴定方法还常常受培养条件的限制,很多微生物不能在培养基上被分离培养出来,造成了鉴定种群不够完整,使得人们无法全面了解普洱茶发酵过程中的微生物种群情况,多数只是鉴定到了优势菌种或是在一定的培养条件下表现为优势的菌群。
近年来微生物快速鉴定仪更多地应用到微生物鉴定工作来,该系统是将微生物与底物反应的生化类型与已知建立的数据库中的类型比较,使微生物鉴定更加快速、准确。Mo等[20]利用API ID 32C和API ID 50 CHL微生物快速鉴定系统对普洱茶发酵过程中的微生物进行鉴定,发现了多种酵母和细菌。但由于该系统是根据现有数据库中所提供的背景资料进行微生物鉴定,数据库资料会影响微生物鉴定的种类及准确性。
2.3 分子生物学方法
PACE N R的研究表明,传统分离方法鉴定的微生物只占环境微生物总数的0.1%~10.0%[29],传统鉴定方法还常常受培养条件的限制,很多微生物不能在培养基上被分离培养出来,造成了鉴定种群不够完整,使得人们无法全面了解普洱茶发酵过程中的种群情况,多数只是鉴定到了优势菌种或是在特定的培养中为优势的菌群。日本学者M.Abe等[30]应用PCR变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究普洱茶发酵过程中微生物群落结构,对不同发酵阶段的普洱茶中微生物种群进行了研究,发现普洱茶2种优势种群,同时在用孟加拉红培养基,PDA 培养基在 30 ℃ 培养时也证实了这一结论,进一步说明了将分子生物学方法用于普洱茶发酵过程中微生物学研究是可行的[30]。
剂量组也对普洱茶鲜叶中的内生菌[10]进行了研究,普洱茶渥堆发酵微生物的研究以及普洱茶区空气微生物[11-12]的研究中都分别采用了PCR,Polymerase Chain Reaction(聚合酶链式反应)分子生物学的方法,扩增细菌的16SrDNA和真菌的ITS序列测定分析或 PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)对参与或有可能参与普洱渥堆发酵的微生物进行了鉴定。
吕昌勇[31]利用宏基因组学高通量测序研究方法认为,细菌是普洱茶渥堆发酵过程中的主要菌群,占总微生物的76.26%;真核生物次之,占16.35%。目前应用高通量测序在普洱茶渥堆发酵微生物的研究中很少涉及,赵 明等[32]在利用高通量测序方法研究普洱茶发酵过程中的微生物,对参与普洱茶渥堆发酵微生物种群作了初步的鉴定。Wei Zhang等[33]通过实时定量PCR研究认为,烟曲霉、微小根毛霉、热带假丝酵母菌、镰刀菌、Thermomyces lanuginosus、Aspergillus niger、blastobotrys adeninivorans、Rasamsonia emersonii、Asper-gillus tubingensis、Rasamsonia cylindrospora、Rasamsonia byss-ochlamydoides等嗜热菌在普洱茶渥堆发酵过程中起着重要的作用。
3 普洱茶发酵微生物研究进展
3.1 普洱茶微生物种群
陈宗道等[14]从20世纪80年代开始研究普洱茶中的微生物以来,已经证实细菌、酵母、霉菌和放线菌都参与了普洱茶的发酵。
周红杰和赵龙飞等[6,18]先后从普洱茶和普洱茶翻堆样品都分离得到了黑曲霉、酵母菌、米曲霉、根霉、灰绿曲霉和极少的细菌。方 祥等[23],M.Abe等[30]以及杨瑞娟等[34-35]从不同年代的普洱茶和渥堆发酵的普洱茶中分离得到了霉菌(黑曲霉、微小根毛霉、牛根毛霉)、酵母、细菌(芽孢U菌,Bacillus coagulans,球菌,无芽孢短杆菌,乳酸菌,植物乳杆菌,类乳酸片球菌和大量嗜热细菌)、放线菌。吕昌勇[31]认为,普洱茶发酵初期的优势细菌是变形菌门(Proteobac-teria),随后厚壁菌门(Firmicutes)上升成为优势菌,放线菌门(Acti-nobacteria)与Firmicutes在发酵后期繁成为共同优势菌。原料的优势真菌归类为no-rank-Fungi(65.39%),发酵过程中,曲霉属(Aspe-rgillus.sp)真菌一直处于优势;发酵中期环境中的根毛霉属(Rhizomucor.sp)先升高后降低。
3.2 优势菌种与普洱茶品质的关系
近年来,关于普洱茶与微生物关系研究更多地集中在优势菌种对普洱茶品质影响的研究,多数是将分离纯化后的微生物再接种到普洱茶中,用来研究普洱茶品质改变情况。陈秀燕等[36]将灰绿曲霉和青霉接种到普洱生饼茶和散茶中,能明显加速普洱茶陈化的作用,且能提高茶汤的香气。研究表明,灰绿曲霉和青霉接能加速茶叶中纤维和果胶的降解,使普洱茶更加甘滑、醇厚。董文明等[27]认为,普洱茶发酵过程中,黑曲霉产淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、果胶酶,酵母菌产淀粉酶、蛋白酶、果胶酶,细菌只产淀粉酶、蛋白酶。经过这些酶的作用后普洱生茶形成了普洱熟茶甘厚浓醇的品质特征。周才碧等[28]利用优势菌株黑曲霉纯种对普洱茶进行发酵试验,得到的茶样香气浓纯、汤色呈黑褐色、滋味较平和,且茶色素发生明显变化,表明黑曲霉可以作为发酵用菌种,适于普洱茶的渥堆发酵。康燕山等[37]对普洱茶在普洱茶发酵过程中添加外源酶和接种酵母,其结果表明,使用外源酶可增加普洱茶所含水溶性总糖及游离氨基酸的含量,接种酵母可明显加速普洱茶茶多酚的转化。
4 普洱茶发酵过程中微生物学研究存在的不足及展望
4.1 存在的不足
目前对参与普洱茶发酵微生物的研究都集中在优势菌和能培养的微生物上,对于非培养微生物研究仍然很少涉及,对于这些微生物在普洱茶渥堆发酵中的作用研究就更无从谈起。对于普洱茶发酵微生物对普洱茶品质的转化作用及其机制研究首先就要解决非培养的微生物鉴定工作。目前关于普洱茶中微生物发酵的研究已经日趋成熟,宏基因组学[38]也更多地应用于普洱茶发酵微生物研究中来,多数都是停留在第一代测序研究上。关于微生物对普洱茶品质的影响,更多的是在于研究接种某一种或多种优势微生物或酶对发酵品质的影响,而忽略了普洱茶发酵微生物群落对普洱茶发酵的影响。
4.2 展望
微生物第二代测序技术在环境微生物的研究方面已经非常成熟,已经广泛应用于环境微生物的研究[39-40],而对普洱茶发酵中的微生物的研究结果却少之又少。吕昌勇[31]和赵 明等[32]利用高通量测序方法对普洱茶渥堆发酵中的微生物进行了研究,这一技术的应用为普洱茶中非培养微生物的研究提供了新的可能。高通量测序技术在环境微生物的研究中常比PCR-DGGE法检测灵敏度高 3.8~39.4倍[41]。
利用高通量测序技术将普洱茶从鲜叶到普洱熟茶成品的微生物组成作出系统研究,并总结出这些微生物生长和消亡规律,对普洱茶鲜叶、干茶、渥堆的每个时期和成品的微生物生态系统作出系统的研究,探明这些微生物在每个时期的组成情况如何,以使人们能更好地探明普洱茶在发酵中是否有有害微生物的参与,为明确这些微生物在发酵过程的作用提供更为全面而系统的研究对象,从而有利于更好地了解普洱茶发酵中微生物的消亡规律和其对普洱茶品质的影响。
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篇10
关键词:污水处理、微生物、修复技术
中图分类号:TU992文献标识码: A
一、前言
随着人类农业工业活动的加强大量施用化肥、农药以及工业废弃物的排放,使得许多有毒有害的有机化学污染物进入土壤系统,同时对地下水及地表水造成二次污染。清除环境污染物的传统方法有物理修复法和化学修复法,但是这些方法存在着处理费用高、操作复杂、而且有二次污染的可能性等缺点。
微生物修复技术是近年来新兴的一门环境生物技术,实验结果表明生物修复技术是有效的可行的。目前生物修复技术在清除或减少土壤地表水地下水和废水中的化学物质方面的应用已获得成功。本文介绍了利用微生物对污水进行修复的主要技术。
二、微生物修复原理
微生物修复的基本原理是利用自然界中微生物对污染物的生物代谢作用。实际上,大多数环境中都存在着天然微生物降解净化有毒有害有机物质的过程,只是自然条件下的微生物净化速度很缓慢,因此,能够被广泛应用到环境保护实践中的微生物修复,都是在人为促进条件下进行的,如通过提供氧气,添加氮磷营养盐,接种经过驯化培养的高效微生物等来强化这一过程,迅速去除污染物质,这就是微生物修复的基本思想。
与化学、物理相比,生物修复技术具有下列优点:
(1)原位修复可使污染物在原地被降解清除;
(2)修复时间较短;
(3)操作简便,对周围环境干扰较小;
(4)设施简单,运行经费少;
(5)操作者与污染物直接接触机会减少,不致对人产生危害;
(6)不产生二次污染。
当然微生物修复技术并不是十全十美,它也存在不足:
(1)条件苛刻,微生物修复是一种科技含量较高的处理方法,其运作必须符合污染场地的特殊条件,微生物修复易受环境条件变化的影响:酸碱度、温度以及其他因素等都会影响微生物修复的进程;
(2)由于微生物的专一性,导致对水体修复的宏观效果不佳;
(3)需要对污染环境进行详细和周密的调查研究,前期工作时问较长,花费高;(4)微生物对污染物的降解存在一极限浓度;
(5)修复过程中可能产生有毒物质。
三、微生物修复的影响因素
微生物修复的成功运行,主要是在适宜的环境条件下,微生物对污染物的降解过程能够发生。
3.1营养
微生物的生长需要保持碳、氮、磷营养物质及某些微量营养元素在一定浓度,在生物修复过程中经常会出现缺乏氮、磷菩营养时降解速度变慢的情形。
3.2溶解氧浓度
大多数微生物在降解污染物时需耗氧,因此污染物浓度高时,水体或土壤中的溶解氧往往消耗殆尽,造成污染场所食物链中断,污染物质的降解也随之终止,因此溶解氧水平也是生物修复中的重大影响因素之一。
3.3 pH值
微生物对环境pH值非常敏感,pH值的变化会对微生物降解污染韧的速率和活性产生很大影响。接近中性pH对于大多数微生物都是合适的,一般不需要进行调节,只有在特定地区才需要对环境的pH进行调节。
3.4温度
微生物可生长的温度范围较广,一般而言,微生物生长的最佳温度为25℃~30℃。通常随着温度的下降,生物的活性也降低,接近零度时活动基本停止。
四、微生物修复技术在污水处理中的应用
4.1加入微生物和微生物制剂法
投放微生物和微生物制剂法,即针对不同的水体,向其投加针对该污染环境而事先培养好的微生物或外源微生物制剂,并为之创造良好的生长条件,形成优势菌种,最终做到对污染水体的修复。利用投加微生物和微生物制剂比土著微生物对污染的自然净化的速度快。同时具有针对性,可以对不同程度的水污染能够进行不同程度的净化。
4.2吸附技术
生物吸附法作为一种新兴的废水处理技术,在处理低浓度重金属污染废水方面有着极为广阔的应用前景。从运用情况看,利用微生物吸附废水中的重金属在投资、运行、操作管理和金属回收、回用等方面优越于传统的治理方法。与其他技术相比,生物吸附技术有得天独厚的优点,差别在于运行过程中微生物能不断地增殖,且去除金属离子的量随生物量增加而增加。而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限,达到饱和吸附后,就不能再去除金属离子;化学沉淀法中,作用物的化学计量也是一定的,无增殖的可能。因此,开发和利用生物吸附处理重金属废水,使废水处理的技术向着无毒、无害、无二次污染的方向迈进了一大步。
4.3固定化技术
生物催化剂固定化技术发展到今天,已形成了较为完备的理论与方法。随着环境生物学的发展,固定化在治理污水中越来越受到青睐。固定化技术使生物催化剂具有与其在游离状态下完全不同的优点,例如,与产物分离方便;生物催化剂可回收或循环使用;生物催化剂稳定性大大提高;反应过程可得到严格控制等。这些特点使价格昂贵的生物催化剂的应用成本大大降低,从而使其在大规模工业化生产中得到应用成为可能。
4.4培养微生物技术
培养微生物技术是一种污染水体的微生物修复技术。它通过向水体中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质等物质来强化水环境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存环境,从而达到激活土著微生物,使土著微生物对污染物的降解能力充分发挥,从而达到水体修复的目的。
4.5投加微生物絮凝剂技术
微生物絮凝剂主要是在菌细胞外分泌的,它是一种具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有机物,如糖蛋白、纤维素和DNA等,有些直接利用微生物细胞,如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中的细菌、霉菌、放线菌和酵母菌等,本身即可用作絮凝剂。微生物絮凝剂具有高效、无毒和易于生物降解的特点。
五、微生物修复的发展趋势
污染水体的修复是一个牵涉到污染治理、环境生态和水利水文等多学科的系统工程,治理水体污染必须从水体的功能定位、污染整治的日标和水体生态系统平衡的建立等多方面入手。微生物修复与物理修复、化学修复相比虽然有众多突出的优点,但只有与物理修复、化学修复等方法相结合,组成统一的修复技术体系,微生物修复才能在治理水体污染方面发挥出最大的作用。
因此,微生物修复技术今后的研究趋势是:(1)微生物修复与物理化学修复相结合的组合技术;(2)原位和异位相结合的生物修复组合技术;(3)采用现代分子生物学技术研究生物修复的机理以及分离培养高效降解菌和构建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。
参考文献: