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1、应用生态学报2007年9月第18卷第9期ChineseJournalofAppliedEcology,Sep.2007,18(9):2127-2132*嗜冷产甲烷菌及其在废水厌氧处理中的应用**左剑恶邢薇(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要嗜冷产甲烷菌对于自然界的碳素循环具有非常重要的意义,近年来引起了国内外学者的广泛关注.利用嗜冷产甲烷菌实现低温厌氧生物处理过程,可从本质上突破低温厌氧工艺的技术瓶颈,进而大大拓展厌氧生物处理技术的应用范围并降低废水处理的成本.本文针对研究者广泛关注的热点问题,从分离培养及生理生化特性、适
2、冷机制和分子生物学研究几个方面,对嗜冷产甲烷菌的研究进展进行了全面的综述,并对其在低温厌氧生物处理技术中的应用前景进行了分析和展望.关键词嗜冷产甲烷菌低温厌氧生物处理适冷机制分子生物学技术文章编号1001-9332(2007)09-2127-06中图分类号X172文献标识码APsychrophilicmethanogensandtheirapplicationinanaerobicwastewatertreatment.ZUOJian-e,XINGWei(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngine
3、ering,TsinghuaUniversity,Bei-jing100084,China).-Chin.J.Appl.Ecol.,2007,18(9):2127-2132.Abstract:Psychrophilicmethanogensplayaveryimportantroleinglobalcarboncycle,andattractmoreandmoreresearchinterests.Theapplicationofpsychrophilicmethanogensinanaerobicbio-treatmentproces
4、scouldessentiallybreakthroughthebottle-neckofanaerobictechnologyatlowertemperature,greatlyextendtheapplicationfieldsofanaerobictechnology,andreducetheoperationalcostofwastewatertreatmen.tInthispaper,theresearchprogressonpsychrophilicmethanogenswasreviewed,withthefocusont
5、heirculture,isolation,physiologicalandbiochemicalcharacters,molec-ularbiologicalcharacters,andcold-adaptedmechanisms.Theapplicationprospectsofpsychrophilicmethanogensinlow-temperatureanaerobicbio-treatmenttechnologywerealsoanalyzed.Keywords:psychrophilicmethanogens;low-t
6、emperatureanaerobicbio-treatmen;tcold-adaptedmechanism;molecularbiologicaltechnology.高效厌氧生物处理过程,则可以大大拓展厌氧生物1引言处理技术的应用范围进而降低废水处理的成本.同产甲烷菌是严格厌氧的古菌,由其完成的产甲时,地球生物圈中绝大部分(约为75%)属于低温环烷过程通常是厌氧生物处理工艺中最重要的限速步境,嗜冷产甲烷菌对自然界甲烷排放的贡献最[2]骤,同时,产甲烷过程也是自然界中自发排放温室气大.有关嗜冷产甲烷菌的研究起步较晚,直到[9]体的重要
7、过程之一.因此,产甲烷过程及产甲烷[13]1992年才有第1株嗜冷产甲烷菌得以分离培养.菌的研究越来越受到人们的重视.根据最适生长温但近几年来相关研究发展迅速,一些嗜冷产甲烷菌度(Topt)的不同,研究者将产甲烷菌分为嗜冷(psy-的生理生化特性得以初步认识,其在低温厌氧自然chrophiles,Topt低于25e)、嗜温(mesophiles,Topt为环境和厌氧处理构筑物中的广泛存在已得以证明,35e左右)、嗜热(thermophiles,Topt为55e左右)和其适冷机制及分子生物学研究也取得了一定成果.极端嗜热(hyperthe
8、rmophiles,Topt高于80e)4个类群.由于厌氧生物处理过程通常在中温或高温下进2嗜冷产甲烷菌的定义及分类行,针对嗜温和嗜热产甲烷菌的研究较为深入.然嗜冷微生物是指能够在寒冷(0e~10e)条而,
