當今生物包中的微生物有以下三大類:土著微生物、外來微生物、基因微生物。它們的作用非常強大,有去碳去氮、殺滅病毒、降解魚藥的毒性、絮凝作用、返硝化作用和徹底淨化作用。
水族館、養魚廠、育苗廠等人造水體的封閉循環係統中的關鍵技術與設備是作為淨水微生物的“生物包”。當今生物包中的微生物有以下三大類:
1:土著微生物
是在當時當地水源水域中土生土長的微生物,在水中或固著在生物包的填料上形成生物膜,是在自然狀態下形成的。
傳統的生物包不是利用人工培育的微生物,而是對自然生長的微生物群體加以馴化、自然選擇繁殖利用。這類微生物包括細菌、真菌、藻類、原生動物和相應的分解汙染物的酶體係。
土著微生物,如活性汙泥,最大的問題是隻降解碳係汙染物有效,而對氮係汙染物的作用不大。光合細菌也是水中土著菌,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%,比活性汙泥略好,但不能解除人造水體的氮係汙染物。
2:外來微生物
在自然界中,能有效降解水體中碳、氮、磷、硫係汙染物的高效菌株生長在土壤中,因為那裏有它們所需要的氮、磷、鉀及其他必需的營養元素。而自然界的海、淡水原來未受汙染,缺乏這些營養元素,就很少有這些細菌生長,對水體來說,它們都是外來菌,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,再經過互補、共生機製培育,是淨水功能倍增。把它接種到生物包上,由於微生物之間的共生、競爭、排斥、偏害、拮抗,會受到土著微生物的攻擊,因此需要用大量的外來菌才能形成優。一般水體(湖水)每毫升有細菌1000個到100萬個,外來菌就應有10億到 1000億個,過幾天就加一次營養液,並增加水中的溶氧量,攪拌水體,才能形成優勢種群。
也可采取先將原來土著微生物全部殺滅,3天後再加接外來有益菌群。這類微生物已廣泛運用於水族館、工業化育苗廠、豪華型水族館。
水族館、養魚廠等人造水體可以做到無土著菌,而把外來有意淨水菌培養成那裏的土著菌。一旦它們成為人造水體的當家菌和物質循環的主要微生物,就能使人造水體維持生態平衡,養魚就可以終年不換水,不用藥。
淨水外來菌主要是芽孢杆菌。它是土壤中的優勢種群。它耐熱、耐寒、耐壓,可以在幹燥狀態下長期保存,在好氧厭氧條件下均能生存。它們中除個別菌種為病原菌外,絕大部分都是對動植物無害的腐生菌。它們具有很強的分解碳係、磷係、硫係汙染物,分解蛋白質和複雜多糖的能力,對水溶性有機物分解也起著重要的作用。由於它的特性與功能優於光合細菌而成為光合細菌的替代產品。國外許多生物工程企業將它從土壤中分離出來,引入水體中,成為目前國際淨水界的新寵。
我國有益菌的研製、生產剛剛起步,存在問題主要是加工處理後穩定性差,細菌易失活,功效降低。
3:基因工程菌
研究表明,從環境中分離篩選的菌種,其降解汙染物的酶活性有限,要高效、快速超常發揮,就得用現代基因工程來改造微生物,形成基因工程菌,又稱工程微生物。
運用生物工程技術,采用細胞融合、基因重組技術等遺傳工程手段,可以將某種降解汙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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