w07微生物的生態(tài)

1、第一章第一章 微生物的生態(tài)微生物的生態(tài)第一節(jié)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)一、一、 生態(tài)系統(tǒng)和生物圈生態(tài)系統(tǒng)和生物圈（一）生態(tài)系統(tǒng)（一）生態(tài)系統(tǒng)1.定義：定義：生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)是在一定時(shí)間和空間范圍是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)由生物與它們的生境通過內(nèi)由生物與它們的生境通過能量流動(dòng)能量流動(dòng)和和物物質(zhì)循環(huán)質(zhì)循環(huán)所組成的一個(gè)所組成的一個(gè)自然體自然體。 n 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)=生物生物+環(huán)境條件環(huán)境條件 n 生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)的功能單位之一生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)的功能單位之一（個(gè)體、（個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)）。種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)）。 動(dòng)物、植物和微動(dòng)物、植物和微生物的個(gè)體、種生物的個(gè)體、種群、群落群、群落光、水、土

2、壤、光、水、土壤、空氣及其他因子空氣及其他因子2.組成：生態(tài)系統(tǒng)有四個(gè)基本組成：組成：生態(tài)系統(tǒng)有四個(gè)基本組成： 環(huán)境環(huán)境 生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物） 消費(fèi)者消費(fèi)者（一級、二級（一級、二級） 分解者或轉(zhuǎn)化者分解者或轉(zhuǎn)化者（微生物）。（微生物）。 3結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的三維空間三維空間結(jié)結(jié)構(gòu)，由于構(gòu)，由于環(huán)境環(huán)境條件在條件在空間空間上的上的差異性差異性，造，造成成生物生物的分布也出現(xiàn)明顯的的分布也出現(xiàn)明顯的水平和垂直水平和垂直分分布。布。能源：太陽輻射能源：太陽輻射生物代謝產(chǎn)物：生物代謝產(chǎn)物：co2、o2、h2o、無、無機(jī)鹽機(jī)鹽媒質(zhì)：水、大氣、土壤媒質(zhì)：水、大氣、土壤

3、基質(zhì)：砂、巖石泥土基質(zhì)：砂、巖石泥土其他環(huán)境條件：溫度、其他環(huán)境條件：溫度、ph4功能功能l主要表現(xiàn)在主要表現(xiàn)在生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)、物質(zhì)循物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞環(huán)和信息傳遞。 （1）生物生產(chǎn)生物生產(chǎn)：通過光合作用合成有機(jī)物，：通過光合作用合成有機(jī)物，是生態(tài)系統(tǒng)的是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能基本功能之一，包括初級生之一，包括初級生產(chǎn)（初級生產(chǎn)者進(jìn)行）和次級生產(chǎn)（其他產(chǎn)（初級生產(chǎn)者進(jìn)行）和次級生產(chǎn)（其他生物進(jìn)行）。生物進(jìn)行）。 （2）能量流動(dòng)能量流動(dòng)：太陽光的光能：太陽光的光能化學(xué)能，化學(xué)能，不斷消耗不斷消耗熱能、動(dòng)能等；能量是熱能、動(dòng)能等；能量是單向流單向流動(dòng)動(dòng)的；的；（3）物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循

4、環(huán)：各種營養(yǎng)物質(zhì)在各個(gè)組成：各種營養(yǎng)物質(zhì)在各個(gè)組成成分間傳遞、循環(huán)（物質(zhì)不滅）；物質(zhì)是成分間傳遞、循環(huán)（物質(zhì)不滅）；物質(zhì)是被反復(fù)循環(huán)的；被反復(fù)循環(huán)的； （4）信息傳遞信息傳遞：生態(tài)系統(tǒng)中的生物之間通：生態(tài)系統(tǒng)中的生物之間通過信息傳遞，進(jìn)行調(diào)節(jié)。信息有營養(yǎng)信息、過信息傳遞，進(jìn)行調(diào)節(jié)。信息有營養(yǎng)信息、物理信息、化學(xué)信息及行為信息等，構(gòu)成物理信息、化學(xué)信息及行為信息等，構(gòu)成一個(gè)整體的信息網(wǎng)。一個(gè)整體的信息網(wǎng)。（二）生物圈（二）生物圈 n定義：定義：地球上的一切生物，其中包括人類，都地球上的一切生物，其中包括人類，都生活在地球的表面層。因?yàn)橹挥羞@個(gè)表面層內(nèi)有生活在地球的表面層。因?yàn)橹挥羞@個(gè)表面層內(nèi)有空

5、氣、水、土壤等維持生物的生命所必需的物質(zhì)，空氣、水、土壤等維持生物的生命所必需的物質(zhì)，人們將這個(gè)生物有機(jī)體生存的地球表面層，稱為人們將這個(gè)生物有機(jī)體生存的地球表面層，稱為生物圈。生物圈。n 即：球上所有的生物及其環(huán)境所共同組成的一個(gè)即：球上所有的生物及其環(huán)境所共同組成的一個(gè)最大的生態(tài)系統(tǒng)（地球上所有生態(tài)系統(tǒng)的總和）。最大的生態(tài)系統(tǒng)（地球上所有生態(tài)系統(tǒng)的總和）。 二、生態(tài)平衡二、生態(tài)平衡n 定義：定義：生態(tài)系統(tǒng)在一定的時(shí)間和空間內(nèi)，保持生態(tài)系統(tǒng)在一定的時(shí)間和空間內(nèi)，保持相相對穩(wěn)定對穩(wěn)定的狀態(tài)，并能對外來干擾進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。的狀態(tài)，并能對外來干擾進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。 n 生態(tài)閾限：生態(tài)閾限： 生態(tài)系統(tǒng)的自

6、我調(diào)節(jié)能力是有限度的，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限度的，干擾超過限度，則不再具有恢復(fù)能力。這個(gè)限度干擾超過限度，則不再具有恢復(fù)能力。這個(gè)限度稱為生態(tài)閾限。稱為生態(tài)閾限。物質(zhì)和能量的輸入物質(zhì)和能量的輸入物質(zhì)和能量的輸出物質(zhì)和能量的輸出生物量生物量增加增加物質(zhì)和能量的輸入物質(zhì)和能量的輸入物質(zhì)和能量的輸出物質(zhì)和能量的輸出相對穩(wěn)定相對穩(wěn)定n 生態(tài)系統(tǒng)的平衡的破壞和建立，是自然界發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)的平衡的破壞和建立，是自然界發(fā)展的普遍規(guī)律。的普遍規(guī)律。每當(dāng)氣候、日照、季節(jié)變化，或由每當(dāng)氣候、日照、季節(jié)變化，或由于人為的因素，都可能造成于人為的因素，都可能造成舊平衡的破壞和新平舊平衡的破壞和新平衡的建立。衡的建

7、立。n 生態(tài)系統(tǒng)總是在生態(tài)系統(tǒng)總是在不平衡不平衡-平衡平衡-不平衡不平衡的發(fā)展過的發(fā)展過程中進(jìn)行著程中進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換物質(zhì)和能量的交換，推動(dòng)著自身的變，推動(dòng)著自身的變化和發(fā)展?；桶l(fā)展。 三、生態(tài)系統(tǒng)的分類三、生態(tài)系統(tǒng)的分類 由于生態(tài)系統(tǒng)可以小到一滴水，大到生物圈，由于生態(tài)系統(tǒng)可以小到一滴水，大到生物圈，所以，分類有多種。所以，分類有多種。 根據(jù)根據(jù)生存環(huán)境生存環(huán)境分：如分：如水水體體生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)和陸地陸地生態(tài)系生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)。（各自還可進(jìn)一步細(xì)分，例如淡水生態(tài)系統(tǒng)。（各自還可進(jìn)一步細(xì)分，例如淡水生態(tài)系統(tǒng)和海水生態(tài)系統(tǒng)；根據(jù)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)可將淡水生態(tài)和海水生態(tài)系統(tǒng)；根據(jù)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)可將淡水生

8、態(tài)系統(tǒng)分為河流生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)）。系統(tǒng)分為河流生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)）。 根據(jù)根據(jù)生物群落生物群落分的，有分的，有動(dòng)物動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、植物植物生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)及系統(tǒng)及微生物微生物生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)（在這些生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)又可（在這些生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)又可根據(jù)生存環(huán)境或生物群落進(jìn)一步細(xì)分）。根據(jù)生存環(huán)境或生物群落進(jìn)一步細(xì)分）。第二節(jié)第二節(jié) 土壤微生物生態(tài)土壤微生物生態(tài)一、土壤的生態(tài)條件一、土壤的生態(tài)條件 1營養(yǎng)營養(yǎng) 土壤內(nèi)有大量的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)（動(dòng)植物的殘?bào)w、土壤內(nèi)有大量的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)（動(dòng)植物的殘?bào)w、分泌物、排泄物等）分泌物、排泄物等） 2ph 3.58.5，多為，多為5.58.5；適合于大多數(shù)微生

9、物的；適合于大多數(shù)微生物的生長繁殖。生長繁殖。 3滲透壓滲透壓 土壤內(nèi)通常為土壤內(nèi)通常為0.30.6mpa，而在微生物（細(xì)菌），而在微生物（細(xì)菌）體內(nèi)，體內(nèi)，g+為為2.02.5 mpa，g-為為0.50.6 mpa。所以，土壤是等滲或低滲溶液，有利于微生物吸所以，土壤是等滲或低滲溶液，有利于微生物吸收水份和營養(yǎng)。收水份和營養(yǎng)。4氧氣和水氧氣和水 土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有孔隙，可以通氣和保持水分。土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有孔隙，可以通氣和保持水分。土壤中氧氣的含量要少于空氣中，一般為土壤中氧氣的含量要少于空氣中，一般為78%。 5溫度溫度 土壤具有較強(qiáng)的保溫性，其變化幅度要小于空氣。土壤具有較強(qiáng)的保溫性

10、，其變化幅度要小于空氣。6保護(hù)層保護(hù)層 表面幾毫米厚的土壤，可以使下面的微生物免受表面幾毫米厚的土壤，可以使下面的微生物免受紫外線的直接照射。紫外線的直接照射。 綜合以上各方面，所以說，土壤具備了微綜合以上各方面，所以說，土壤具備了微生物所需要的營養(yǎng)和各種環(huán)境條件，是微生物所需要的營養(yǎng)和各種環(huán)境條件，是微生物良好的天然培養(yǎng)基。生物良好的天然培養(yǎng)基。 二、微生物在土壤中的種類、數(shù)量和分布二、微生物在土壤中的種類、數(shù)量和分布 1.數(shù)量和種類數(shù)量和種類 同一土體由于微環(huán)境的通氣、水分、營養(yǎng)等狀況都存同一土體由于微環(huán)境的通氣、水分、營養(yǎng)等狀況都存在著差異，致使不同微生物呈立體分布。在著差異，致使不同微

11、生物呈立體分布。 每克肥土中通常含有幾億至幾十億個(gè)微生物，貧瘠土每克肥土中通常含有幾億至幾十億個(gè)微生物，貧瘠土壤每克也有幾百萬至幾千萬個(gè)微生物。壤每克也有幾百萬至幾千萬個(gè)微生物。 細(xì)菌細(xì)菌 數(shù)量：數(shù)量：7090%；種類：主要為腐生，少數(shù)自養(yǎng)；種類：主要為腐生，少數(shù)自養(yǎng) 分布：表層最多，隨土層加深減少，厭氧菌反之。分布：表層最多，隨土層加深減少，厭氧菌反之。 放線菌放線菌 數(shù)量：數(shù)量：530% 真菌真菌 藻類藻類 原生動(dòng)物原生動(dòng)物表表92 農(nóng)田土壤上層農(nóng)田土壤上層15cm處微生物數(shù)量和生物量處微生物數(shù)量和生物量微微 生生 物物土壤中的數(shù)量土壤中的數(shù)量( (個(gè)個(gè)/g)/g) 生物量（生物量（g/m

12、g/m2 2）細(xì)菌細(xì)菌放線菌放線菌真菌真菌藻類藻類原生動(dòng)物原生動(dòng)物9.89.810107 72.02.010106 61.21.210102 22.52.520204 43.03.010104 416016016016020020032328 82.分布分布 水平分布水平分布不同類型的土壤中所含微不同類型的土壤中所含微生物不同生物不同 垂直分布垂直分布同一土壤的不同深度，微同一土壤的不同深度，微生物的分布不同生物的分布不同 三、土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài)三、土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài) 1土壤自凈土壤自凈 土壤對進(jìn)入其中的一定負(fù)荷的有機(jī)物或有土壤對進(jìn)入其中的一定負(fù)荷的有機(jī)物或有機(jī)污染物具有機(jī)

13、污染物具有吸附吸附和和生物降解能力生物降解能力，通過，通過各種物理、生化過程自動(dòng)分解污染物使土各種物理、生化過程自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過程，稱土壤自壤恢復(fù)到原有水平的凈化過程，稱土壤自凈。凈。 土壤自凈是有一定限度的，即自凈容量。土壤自凈是有一定限度的，即自凈容量。如果超過這個(gè)容量，就會(huì)造成土壤污染。如果超過這個(gè)容量，就會(huì)造成土壤污染。土壤自凈能力的大小取決于土壤中微生物土壤自凈能力的大小取決于土壤中微生物的種類、數(shù)量和活性；取決于土壤結(jié)構(gòu)、的種類、數(shù)量和活性；取決于土壤結(jié)構(gòu)、通氣狀況等理化性質(zhì)。土壤有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，通氣狀況等理化性質(zhì)。土壤有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并棲息著極為豐富、種類繁多的

14、微生物群并棲息著極為豐富、種類繁多的微生物群落，這使土壤具有強(qiáng)烈的吸附、過濾和生落，這使土壤具有強(qiáng)烈的吸附、過濾和生物降解作用。物降解作用。2污染土壤的微生物生態(tài)污染土壤的微生物生態(tài) 土地是天然的生物處理廠，可用土地法處理廢水、土地是天然的生物處理廠，可用土地法處理廢水、生活污水，易被微生物降解的工業(yè)廢水經(jīng)土地處生活污水，易被微生物降解的工業(yè)廢水經(jīng)土地處理后得到凈化。理后得到凈化。 進(jìn)行土壤灌溉時(shí)，要十分小心，要注意：進(jìn)行土壤灌溉時(shí)，要十分小心，要注意： （1）要根據(jù)物質(zhì)和植物的特點(diǎn)，合理灌溉；）要根據(jù)物質(zhì)和植物的特點(diǎn)，合理灌溉； （2）不能超過自凈容量；）不能超過自凈容量； （3）不能用含有

15、有毒或難以降解物質(zhì)的污水。）不能用含有有毒或難以降解物質(zhì)的污水。這是因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)在生物體內(nèi)積累、富集，最這是因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)在生物體內(nèi)積累、富集，最終會(huì)影響到人類自己。終會(huì)影響到人類自己。四、土壤污染和土壤生物修復(fù)四、土壤污染和土壤生物修復(fù) 1土壤污染及其后果土壤污染及其后果 來源：廢水（農(nóng)田灌溉和土地處理）、固體廢棄來源：廢水（農(nóng)田灌溉和土地處理）、固體廢棄物、油庫泄漏或農(nóng)藥的使用等。物、油庫泄漏或農(nóng)藥的使用等。 污染物質(zhì)：農(nóng)藥、石油類、氨、重金屬等。污染物質(zhì)：農(nóng)藥、石油類、氨、重金屬等。 易降解的污染物在土壤中會(huì)被逐漸分解，而難降易降解的污染物在土壤中會(huì)被逐漸分解，而難降解物質(zhì)和重金屬等會(huì)

16、在土壤中停留和積累，甚至解物質(zhì)和重金屬等會(huì)在土壤中停留和積累，甚至進(jìn)入地下水中。進(jìn)入地下水中。 土壤污染的后果：土壤污染的后果：（1）改變土壤的性質(zhì)，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)；）改變土壤的性質(zhì)，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)； （2）污染物通過食物鏈遷移或進(jìn)入水體，危害人）污染物通過食物鏈遷移或進(jìn)入水體，危害人類健康；類健康；（3）各種病原微生物可能通過各種途徑傳播。）各種病原微生物可能通過各種途徑傳播。2土壤修復(fù)土壤修復(fù) 土壤生物修復(fù)是利用土壤中的天然微生物或人為加土壤生物修復(fù)是利用土壤中的天然微生物或人為加入特定菌株，使土壤中的污染物質(zhì)加快降解和轉(zhuǎn)入特定菌株，使土壤中的污染物質(zhì)加快降解和轉(zhuǎn)化的速度，使土壤恢復(fù)其

17、天然功能?；乃俣龋雇寥阑謴?fù)其天然功能。 有關(guān)污染環(huán)境的修復(fù)（生物修復(fù)），是目前環(huán)境有關(guān)污染環(huán)境的修復(fù)（生物修復(fù)），是目前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一?？茖W(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。 土壤生物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵土壤生物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵（1）微生物種）微生物種 目前目前“土著土著”微生物應(yīng)用較多，具有經(jīng)濟(jì)性，但微生物應(yīng)用較多，具有經(jīng)濟(jì)性，但效效 果較差；果較差； 從污染土壤選育優(yōu)勢菌種，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)接種到污從污染土壤選育優(yōu)勢菌種，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)接種到污 染土壤中，易實(shí)施，收效快，效果好；染土壤中，易實(shí)施，收效快，效果好； 質(zhì)粒育種或基因質(zhì)粒育種或基因 工程構(gòu)建工程菌，但有不相容性。工程構(gòu)建工程菌，但有不相容性。（2）微生

18、物營養(yǎng)）微生物營養(yǎng) c:n:pc:n:p 因污染物的過量積累，可能使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)品種單一，因污染物的過量積累，可能使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)品種單一，營養(yǎng)元素比例失衡嚴(yán)重，要通過可行性試驗(yàn)確定營養(yǎng)元素比例失衡嚴(yán)重，要通過可行性試驗(yàn)確定適應(yīng)的營養(yǎng)元素比例。適應(yīng)的營養(yǎng)元素比例。 可參照一般土壤微生物的碳氮比可參照一般土壤微生物的碳氮比25:125:1，污水好氧，污水好氧生物處理的生物處理的bod:n:p=100:5:1bod:n:p=100:5:1等作基本參數(shù)，在等作基本參數(shù)，在試驗(yàn)過程中加以調(diào)整。試驗(yàn)過程中加以調(diào)整。（3）溶解氧）溶解氧 通氣良好的土壤溶解氧在通氣良好的土壤溶解氧在5mg/l左右，粘土和積水左右，粘

19、土和積水土溶解氧極低，加上有污染物，因而溶解氧更低。土溶解氧極低，加上有污染物，因而溶解氧更低。保證好氧微生物和兼性厭氧微生物的旺盛生長，才保證好氧微生物和兼性厭氧微生物的旺盛生長，才能有效分解污染物。能有效分解污染物。 用鼓風(fēng)機(jī)向地下鼓風(fēng)，可使土壤中溶解氧達(dá)用鼓風(fēng)機(jī)向地下鼓風(fēng)，可使土壤中溶解氧達(dá)812mg/l；通純氧可達(dá)；通純氧可達(dá)50mg/l；若含有較多的苯和；若含有較多的苯和低碳烷基苯，則需更多溶解氧（低碳烷基苯，則需更多溶解氧（20200mg/l）滿）滿足微生物需要，苯等污染物才能被氧化徹底。足微生物需要，苯等污染物才能被氧化徹底。（4）微生物的環(huán)境因子）微生物的環(huán)境因子 適量的水、適

20、量的水、ph和溫度對于土壤的生物修復(fù)也有很和溫度對于土壤的生物修復(fù)也有很大影響。大影響。 土壤生物修復(fù)工程土壤生物修復(fù)工程（1）原位處理：）原位處理： 在污染區(qū)原地鉆一組注水井，用泵注入微生物、在污染區(qū)原地鉆一組注水井，用泵注入微生物、水和營養(yǎng)物，通入空氣。另外鉆一組抽水井，用水和營養(yǎng)物，通入空氣。另外鉆一組抽水井，用抽水泵抽取地下水，使地下水呈流動(dòng)狀態(tài)，促使抽水泵抽取地下水，使地下水呈流動(dòng)狀態(tài)，促使微生物和營養(yǎng)物質(zhì)均勻分布。微生物和營養(yǎng)物質(zhì)均勻分布。 工藝簡單，費(fèi)用低，但處理速度較慢。工藝簡單，費(fèi)用低，但處理速度較慢。（2）生物通風(fēng)）生物通風(fēng) 氣體流動(dòng)。氣體流動(dòng)。 用于處理因儲油罐泄漏而污染

21、的土壤用于處理因儲油罐泄漏而污染的土壤第三節(jié)第三節(jié) 空氣微生物生態(tài)空氣微生物生態(tài)一、空氣的生態(tài)條件一、空氣的生態(tài)條件 紫外線、干燥、溫度變化大、缺乏營養(yǎng)等，紫外線、干燥、溫度變化大、缺乏營養(yǎng)等， 這些這些特點(diǎn)決定了空氣不是微生物生長繁殖的場所。特點(diǎn)決定了空氣不是微生物生長繁殖的場所。 二、空氣微生物的種類、數(shù)量和分布二、空氣微生物的種類、數(shù)量和分布 1.空氣中的微生物來源于：空氣中的微生物來源于： 土壤（飛揚(yáng)的塵土把微生物帶至空中）；土壤（飛揚(yáng)的塵土把微生物帶至空中）；水體（水面吹起的小水滴）；水體（水面吹起的小水滴）；人和動(dòng)物（皮膚脫落物、呼吸道等）人和動(dòng)物（皮膚脫落物、呼吸道等）不同場所上

22、空微生物的數(shù)量（單位：個(gè)不同場所上空微生物的數(shù)量（單位：個(gè)/m3空氣）空氣）場所場所畜舍畜舍宿舍宿舍城市城市街道街道市區(qū)市區(qū)公園公園海洋海洋上空上空北緯北緯80微生物微生物12106210451032001202.2.空氣中的微生物只是短暫停留，是可變的，沒有空氣中的微生物只是短暫停留，是可變的，沒有固定類群。固定類群。 3.3.在空氣中存活的微生物，主要是有芽孢的細(xì)菌、在空氣中存活的微生物，主要是有芽孢的細(xì)菌、有孢子的霉菌、放線菌及各種胞囊。有孢子的霉菌、放線菌及各種胞囊。 4.4.取決于多種因素的影響：空氣的相對濕度、紫外取決于多種因素的影響：空氣的相對濕度、紫外線、塵土顆粒的數(shù)量和大小以

23、及微生物本身的性線、塵土顆粒的數(shù)量和大小以及微生物本身的性質(zhì)。質(zhì)。 也與環(huán)境衛(wèi)生狀況有關(guān)，如綠化。也與環(huán)境衛(wèi)生狀況有關(guān)，如綠化。三、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及生物潔凈技術(shù)三、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及生物潔凈技術(shù) 空氣是人類與動(dòng)植物賴以生存的極重要因素，也是傳空氣是人類與動(dòng)植物賴以生存的極重要因素，也是傳播疾病的媒介。為了防止疾病傳播，提高人類的健康播疾病的媒介。為了防止疾病傳播，提高人類的健康水平，要控制空氣中微生物的數(shù)量。水平，要控制空氣中微生物的數(shù)量。 目前，空氣還沒有統(tǒng)一的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，一般以室內(nèi)目前，空氣還沒有統(tǒng)一的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，一般以室內(nèi)1m3空氣中細(xì)菌總數(shù)為空氣中細(xì)菌總數(shù)為5001000個(gè)以上作

24、為空氣污染的個(gè)以上作為空氣污染的指標(biāo)?？諝馕廴镜闹甘揪匝屎碚＞鷧仓械木G色鏈指標(biāo)?？諝馕廴镜闹甘揪匝屎碚＞鷧仓械木G色鏈球菌為最合適，綠色鏈球菌在上呼吸道和空氣中比溶球菌為最合適，綠色鏈球菌在上呼吸道和空氣中比溶血性鏈球菌易發(fā)現(xiàn)，且有規(guī)律性。血性鏈球菌易發(fā)現(xiàn)，且有規(guī)律性。 最好的措施是綠化環(huán)境和搞好室內(nèi)外環(huán)境衛(wèi)最好的措施是綠化環(huán)境和搞好室內(nèi)外環(huán)境衛(wèi)生。有些工業(yè)部門需要采用生物潔凈技術(shù)凈生。有些工業(yè)部門需要采用生物潔凈技術(shù)凈化空氣，多用備有高效過濾器的空氣調(diào)節(jié)除化空氣，多用備有高效過濾器的空氣調(diào)節(jié)除菌設(shè)備，它既達(dá)到恒溫控制又可提供無菌空菌設(shè)備，它既達(dá)到恒溫控制又可提供無菌空氣。氣。 生物潔凈

25、室也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)國家采生物潔凈室也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)國家采用美國用美國1967年頒發(fā)的航空宇宙局年頒發(fā)的航空宇宙局(nasa)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格，對民用生物潔凈環(huán)境要求該標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格，對民用生物潔凈環(huán)境要求可能過高?？赡苓^高。 空氣微生物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可以浮游細(xì)菌數(shù)空氣微生物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可以浮游細(xì)菌數(shù)為指標(biāo)或以降落細(xì)菌數(shù)為指標(biāo)。為指標(biāo)或以降落細(xì)菌數(shù)為指標(biāo)。 飄浮在空氣中的細(xì)菌稱浮游細(xì)菌。浮飄浮在空氣中的細(xì)菌稱浮游細(xì)菌。浮游細(xì)菌附著在塵粒上，故浮游細(xì)菌的游細(xì)菌附著在塵粒上，故浮游細(xì)菌的數(shù)量與塵粒的數(shù)量和粒徑有關(guān)。浮游數(shù)量與塵粒的數(shù)量和粒徑有關(guān)。浮游細(xì)菌在一定條件下緩慢地降落下來成細(xì)菌在一

26、定條件下緩慢地降落下來成為降落菌。它的數(shù)量取決于浮游細(xì)菌為降落菌。它的數(shù)量取決于浮游細(xì)菌的數(shù)量，浮游細(xì)菌和降落菌有一定關(guān)的數(shù)量，浮游細(xì)菌和降落菌有一定關(guān)系。系。（一）空氣微生物的測定方法（一）空氣微生物的測定方法 落菌數(shù)（平皿落菌法）落菌數(shù)（平皿落菌法）1.將營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基融入無菌平皿中制成平將營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基融入無菌平皿中制成平板，板，2.將它放在待測點(diǎn)（通常設(shè)將它放在待測點(diǎn)（通常設(shè)5個(gè)測點(diǎn)），打個(gè)測點(diǎn)），打開皿蓋暴露于空氣中開皿蓋暴露于空氣中510min，待空氣微，待空氣微生物降落在平板表面，生物降落在平板表面，3.蓋好皿蓋，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)蓋好皿蓋，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后取出，后取出，計(jì)

27、菌落數(shù)即落菌數(shù)。計(jì)菌落數(shù)即落菌數(shù)。四四 空氣微生物檢測空氣微生物檢測 撞擊法撞擊法1.用吸風(fēng)機(jī)或真空泵用吸風(fēng)機(jī)或真空泵將含菌空氣以一定將含菌空氣以一定流速穿過狹縫，菌流速穿過狹縫，菌落被吸到營養(yǎng)瓊脂落被吸到營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上。平培養(yǎng)基平板上。平板以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。板以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2.通常平板轉(zhuǎn)動(dòng)一周，通常平板轉(zhuǎn)動(dòng)一周，取出置于取出置于37恒溫恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h，計(jì)算含菌量計(jì)算含菌量注：采集含菌量高的空氣樣品時(shí)。平板的轉(zhuǎn)動(dòng)注：采集含菌量高的空氣樣品時(shí)。平板的轉(zhuǎn)動(dòng)速度要比含菌量低的空氣樣品的轉(zhuǎn)速快。速度要比含菌量低的空氣樣品的轉(zhuǎn)速快。液體法液體法1.將一定體積的含菌空氣通入無菌蒸

28、餾水或無將一定體積的含菌空氣通入無菌蒸餾水或無菌液體培養(yǎng)基中，依靠氣流的洗滌和沖擊使菌液體培養(yǎng)基中，依靠氣流的洗滌和沖擊使微生物均勻分布在介質(zhì)中。微生物均勻分布在介質(zhì)中。2.取一定量的菌液涂布于營養(yǎng)瓊脂平板上取一定量的菌液涂布于營養(yǎng)瓊脂平板上3.置于置于37恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h，取出計(jì)菌，取出計(jì)菌落數(shù)落數(shù)（二）空氣微生物的檢測點(diǎn)數(shù)（二）空氣微生物的檢測點(diǎn)數(shù) 以以2030個(gè)測點(diǎn)數(shù)為宜，最少測點(diǎn)數(shù)為個(gè)測點(diǎn)數(shù)為宜，最少測點(diǎn)數(shù)為56個(gè)個(gè)（三）空氣微生物的培養(yǎng)溫度和時(shí)間（三）空氣微生物的培養(yǎng)溫度和時(shí)間 37，48h第四節(jié)第四節(jié) 水體微生物生態(tài)水體微生物生態(tài)一、水體中的微生物群落一、水體

29、中的微生物群落 水體：天然水體和人工水體水體：天然水體和人工水體 水體中的微生物來源：水體中的微生物來源： 水體中固有的；水體中固有的； 來自土壤（徑流）；來自土壤（徑流）； 生產(chǎn)生產(chǎn)和生活（廢棄物）；和生活（廢棄物）； 空氣（降雨等）?？諝猓ń涤甑龋?。 水體中的微生物種類很多，微生物在水體中水體中的微生物種類很多，微生物在水體中的分布和數(shù)量受水體類型、有機(jī)物的含量、的分布和數(shù)量受水體類型、有機(jī)物的含量、微生物的拮抗作用、雨水沖刷、河水泛濫、微生物的拮抗作用、雨水沖刷、河水泛濫、工業(yè)廢水、生活污水的排放量等因素的影響。工業(yè)廢水、生活污水的排放量等因素的影響。（一）海洋中的微生物群落（一）海洋中

30、的微生物群落1、種類：、種類： 多數(shù)是嗜鹽菌：多數(shù)是嗜鹽菌：真正的海洋細(xì)菌在缺少氯化鈉的情況下是不能生長的 多為嗜冷菌：多為嗜冷菌：低溫生長，除了在熱帶海水表面外，在其它海水中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌多為嗜冷菌。 耐高壓菌：耐高壓菌：耐高壓（特別是生活在深海的細(xì)菌）。 多為多為g-細(xì)菌細(xì)菌，并具有運(yùn)動(dòng)能力。micrococcus aquivivus（水活微球菌）最適生長條件： 600個(gè)大氣壓。從永凍冰層分離微生物從永凍冰層分離微生物南極vostok湖冰芯樣品中的微生物2. 分布分布n 水平分布：水平分布：沿海帶，海水中含有大量有機(jī)物，沿海帶，海水中含有大量有機(jī)物，溫度適宜，每毫升海水含菌溫度適宜，每毫升海水

31、含菌10，0000個(gè)。外海帶，個(gè)。外海帶，每毫升含菌每毫升含菌10250個(gè)。個(gè)。 海洋微生物的海洋微生物的水平分布水平分布受受內(nèi)陸氣候、雨量、潮汐內(nèi)陸氣候、雨量、潮汐的影響。的影響。n 垂直分布：垂直分布： 表層（表層（010m）：）：藻類藻類 中層（中層（550m）：）：兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物 底層：底層：厭氧菌及硫酸還原菌厭氧菌及硫酸還原菌3.海洋微生物群落的海洋微生物群落的生態(tài)特征生態(tài)特征海水的鹽質(zhì)量濃度高約海水的鹽質(zhì)量濃度高約30g/l，所以海洋微，所以海洋微生物大多是生物大多是耐鹽或嗜鹽的耐鹽或嗜鹽的，有的還能，有的還能耐高滲耐高滲透壓。透壓。海洋微生物還海洋微生物還耐高的靜水

32、壓力耐高的靜水壓力，甚至，甚至嗜高嗜高靜水壓力。靜水壓力。 4.分類分類按棲息地分為：按棲息地分為： 底棲性細(xì)菌：底棲性細(xì)菌：因海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)和有機(jī)物因海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)和有機(jī)物 含量的不同而異含量的不同而異 浮游性細(xì)菌：浮游性細(xì)菌：有鞭毛，自由生活有鞭毛，自由生活 附著性細(xì)菌：附著性細(xì)菌：附著于動(dòng)、植物體上，異附著于動(dòng)、植物體上，異 養(yǎng)菌養(yǎng)菌（二）淡水微生物（二）淡水微生物1、來源：、來源：土壤、空氣、污水及有機(jī)殘?bào)w土壤、空氣、污水及有機(jī)殘?bào)w2、種類：、種類：自養(yǎng)菌、異養(yǎng)菌自養(yǎng)菌、異養(yǎng)菌3、影響微生物在淡水中分布的因子：影響微生物在淡水中分布的因子：營養(yǎng)物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、溶解氧、溫度、溶解氧、p

33、h等。等。浸入小河里的浸入小河里的載玻片上的發(fā)載玻片上的發(fā)育形成的小菌育形成的小菌落落藍(lán)細(xì)菌、藻、水生植物陽光陽光表層輸入表層輸入(河流河流)產(chǎn)氧光合產(chǎn)氧光合動(dòng)物、原生動(dòng)物、好氧細(xì)菌動(dòng)物、原生動(dòng)物、好氧細(xì)菌嗜甲烷菌、無機(jī)化能細(xì)菌嗜甲烷菌、無機(jī)化能細(xì)菌不產(chǎn)氧光合不產(chǎn)氧光合發(fā)酵發(fā)酵厭氧呼吸菌厭氧呼吸菌產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌沉積物沉積物厭厭 氧氧 層層好好 氧氧 層層表層輸出表層輸出層次化湖泊生態(tài)層次化湖泊生態(tài) 水體不同層次微生物分布水體不同層次微生物分布二、水體自凈和污染水體微生物生態(tài)二、水體自凈和污染水體微生物生態(tài)（一）水體自凈（一）水體自凈 水體自凈：水體自凈： 河流（水體）接納了一定量的有河流（水

34、體）接納了一定量的有機(jī)污染物后，在物理的、化學(xué)的和水生物機(jī)污染物后，在物理的、化學(xué)的和水生物(微微生物、動(dòng)物和植物生物、動(dòng)物和植物)等因素的綜合作用后得到等因素的綜合作用后得到凈化，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，叫凈化，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，叫作水體自凈。作水體自凈。 任何水體都有其自凈容量。任何水體都有其自凈容量。 自凈容量自凈容量：指在水體正常生物循環(huán)中能夠凈：指在水體正常生物循環(huán)中能夠凈化有機(jī)污染物的最大數(shù)量?；袡C(jī)污染物的最大數(shù)量。自然凈化自然凈化物理作用：稀釋、沉淀物理作用：稀釋、沉淀 （強(qiáng)）（強(qiáng)）化學(xué)作用化學(xué)作用：日光日光、氧氣氧氣等對污染物的分解等對污染物的分解 （弱）（

35、弱）生物作用生物作用：生物降解（：生物降解（食物鏈?zhǔn)澄镦湥?（強(qiáng)）強(qiáng)） 陽陽光光 一一級級生生產(chǎn)產(chǎn)者者 原原生生動(dòng)動(dòng)物物 輪輪蟲蟲、浮浮游游甲甲殼殼動(dòng)動(dòng)物物 魚魚 其其他他動(dòng)動(dòng)物物 異異養(yǎng)養(yǎng)細(xì)細(xì)菌菌 廢廢物物、排排泄泄物物 人人 1自凈過程自凈過程 u水體自凈過程大致如下：水體自凈過程大致如下： a .污染物排入水體后被水體稀釋，有機(jī)和污染物排入水體后被水體稀釋，有機(jī)和無機(jī)固體物沉降至河底無機(jī)固體物沉降至河底 b .水體中好氧細(xì)菌利用溶解氧把有機(jī)物分水體中好氧細(xì)菌利用溶解氧把有機(jī)物分解為簡單有機(jī)物和無機(jī)物解為簡單有機(jī)物和無機(jī)物 c .水體中的溶解氧逐漸恢復(fù)水體中的溶解氧逐漸恢復(fù) d. 自凈過程

36、完成自凈過程完成 水體自凈過程大致如下a.物理作用物理作用有機(jī)污染物排入水體后被水稀釋，有機(jī)和無機(jī)固體沉降到河底； b.生物作用生物作用 溶氧溶氧 溶解氧溶解氧 好氧菌好氧菌 好氧菌好氧菌 有機(jī)物降解有機(jī)物降解 自然溶氧、藻類產(chǎn)氧自然溶氧、藻類產(chǎn)氧如下圖河流污染和自凈過程如下圖河流污染和自凈過程河流污染與自凈過程河流污染與自凈過程 污污水水河流污染對水生生物的影響河流污染對水生生物的影響 2.衡量水體自凈的指標(biāo)衡量水體自凈的指標(biāo) (1) ph指數(shù)指數(shù) 定義：定義：p代表光合自養(yǎng)型微生物（如藻類），代表光合自養(yǎng)型微生物（如藻類），h代表異養(yǎng)代表異養(yǎng)型微生物（如細(xì)菌等），兩者的比即型微生物（如細(xì)菌

37、等），兩者的比即ph指數(shù)。指數(shù)。 p/h =（有葉綠素的微生物數(shù)量）（有葉綠素的微生物數(shù)量）/（異養(yǎng)微生物數(shù)量）（異養(yǎng)微生物數(shù)量） p/h指數(shù)反映水體污染和自凈程度。指數(shù)反映水體污染和自凈程度。 污染前污染前 污染污染 凈化開始凈化開始 持續(xù)持續(xù) 結(jié)束結(jié)束 p/h： 高高 下降下降 最低點(diǎn)最低點(diǎn) 上升上升 高高（2）氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。）氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。 u較好的反映水體中為生物群落的組成和生態(tài)平衡狀況較好的反映水體中為生物群落的組成和生態(tài)平衡狀況u水中溶解氧的來源：水中溶解氧的來源：n由空氣中的氧溶于水而得到補(bǔ)充；由空氣中的氧溶于水而得到補(bǔ)充；n光和自養(yǎng)型微生物的光和

38、作用放出氧得到補(bǔ)充。光和自養(yǎng)型微生物的光和作用放出氧得到補(bǔ)充。河流污染中氧濃度晝夜變化示意圖河流污染中氧濃度晝夜變化示意圖 提問：提問：為什么不同的凈化程度晝夜變化幅度不同？為什么不同的凈化程度晝夜變化幅度不同？ 氧濃度高低與細(xì)菌含量有關(guān)，晝夜變幅與藻類數(shù)量有關(guān)，因此氧濃度高低與細(xì)菌含量有關(guān)，晝夜變幅與藻類數(shù)量有關(guān)，因此與與p/h或或bip有關(guān)有關(guān)。（二）污染水體的微生物生態(tài)（二）污染水體的微生物生態(tài) 1污化系統(tǒng)污化系統(tǒng) 毒物或污染物排入水體后水質(zhì)發(fā)生一系列變化，接毒物或污染物排入水體后水質(zhì)發(fā)生一系列變化，接近污染源往往污染較嚴(yán)重，因河水有自凈能力，隨距近污染源往往污染較嚴(yán)重，因河水有自凈能力

39、，隨距離增加河水逐漸凈化。離增加河水逐漸凈化。 根據(jù)這個(gè)原理，將污染水體劃分為一系列的帶：根據(jù)這個(gè)原理，將污染水體劃分為一系列的帶：多污多污帶、帶、中污帶、中污帶、中污帶和寡污帶中污帶和寡污帶，并存在相應(yīng)的生物，并存在相應(yīng)的生物群落，耐污的種類及其數(shù)量按以上順序逐漸減少，而群落，耐污的種類及其數(shù)量按以上順序逐漸減少，而不耐污的種類和數(shù)量逐漸增多。不耐污的種類和數(shù)量逐漸增多。 污化指示生物：包括細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、污化指示生物：包括細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物，底棲動(dòng)物有寡毛類的顫蚯蚓、輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物，底棲動(dòng)物有寡毛類的顫蚯蚓、軟體動(dòng)物和水生昆蟲。軟體動(dòng)物和水生昆蟲

40、。 應(yīng)用污化系統(tǒng)時(shí)，要應(yīng)用污化系統(tǒng)時(shí)，要注意兩點(diǎn)注意兩點(diǎn)： （1）只適用于有機(jī)污水（無毒）；）只適用于有機(jī)污水（無毒）； （2）只能定性描述。）只能定性描述。 （4）寡污帶）寡污帶特特 征征多污帶多污帶-中污帶中污帶-中污帶中污帶寡污帶寡污帶水色水色暗灰色，很渾暗灰色，很渾濁濁灰色，較渾濁灰色，較渾濁渾濁渾濁渾濁度低渾濁度低bodbod高高減少減少, ,有懸浮物有懸浮物減少減少, ,懸浮物少懸浮物少極少極少, ,懸浮極懸浮極少少溶解氧含溶解氧含量量極低（或無）極低（或無）少少升高升高恢復(fù)正?；謴?fù)正常氣體氣體h h2 2s s、coco2 2和和chch4 4nhnh3 3、h h2 2s s氨

41、及氨及h h2 2s s減少減少h h2 2s s消失消失細(xì)菌數(shù)量細(xì)菌數(shù)量幾億幾億/ /毫升毫升幾千萬幾千萬/ /毫升毫升幾萬幾萬/ /毫升毫升極少極少微生物種微生物種類特點(diǎn)類特點(diǎn)（兼）厭氣性（兼）厭氣性硫酸還原菌硫酸還原菌產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌藻類及原生動(dòng)藻類及原生動(dòng)物出現(xiàn)物出現(xiàn)藻類大量繁殖藻類大量繁殖纖毛蟲活躍纖毛蟲活躍魚腥藻、硅藻、魚腥藻、硅藻、黃藻、鐘蟲、黃藻、鐘蟲、變形蟲變形蟲動(dòng)物類型動(dòng)物類型寡毛類（顫蚯寡毛類（顫蚯蚓）蚓）顫蚯蚓，增多顫蚯蚓，增多輪蟲、浮游甲輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物殼動(dòng)物輪蟲、浮游甲輪蟲、浮游甲殼動(dòng)物增多殼動(dòng)物增多顯花植物顯花植物無無無無出現(xiàn)出現(xiàn)增多增多魚類魚類無無無無無無有有

42、底泥底泥大量的有機(jī)質(zhì)大量的有機(jī)質(zhì)部分無機(jī)化部分無機(jī)化大量無機(jī)化大量無機(jī)化 注：注：*顫蚯蚓屬后顫蚯蚓屬后生動(dòng)物，與陸地生動(dòng)物，與陸地上的蚯蚓從體態(tài)上的蚯蚓從體態(tài)和習(xí)性上都十分和習(xí)性上都十分相似，他們也是相似，他們也是環(huán)節(jié)動(dòng)物，棲息環(huán)節(jié)動(dòng)物，棲息于水底污泥中，于水底污泥中，與蚯蚓類似吞食與蚯蚓類似吞食污泥故俗稱水蚯污泥故俗稱水蚯蚓，與蚯蚓不同蚓，與蚯蚓不同的是，他們體表的是，他們體表多毛。多毛。* 有關(guān)生物的形態(tài)見下圖天藍(lán)喇叭蟲、椎尾水有關(guān)生物的形態(tài)見下圖天藍(lán)喇叭蟲、椎尾水輪蟲、櫛蝦。輪蟲、櫛蝦。天藍(lán)喇叭蟲天藍(lán)喇叭蟲椎尾水輪蟲椎尾水輪蟲櫛蝦櫛蝦*-中污帶的藻類見下圖中污帶的藻類見下圖。變異直鏈硅藻變異直鏈硅藻短棘盤星藻短棘盤星藻水花束絲藻水花束絲藻梭裸藻梭裸藻*寡污帶的指示生物見附圖輪蟲、水蚤、魚腥藻、玫寡污帶的指示生物見附圖輪蟲、水蚤、魚腥藻、玫瑰旋輪蟲。瑰旋輪蟲。蚤狀水蚤蚤狀水蚤大型水蚤大型水蚤 魚腥藻魚腥藻玫玫瑰瑰旋旋輪輪蟲蟲前節(jié)晶囊輪蟲前節(jié)晶囊輪蟲2水體有機(jī)污染指標(biāo)水體有機(jī)污染指標(biāo) （1）bip指數(shù)指數(shù)n bip的含義：的含義：無葉綠素的微生物數(shù)占總微無葉綠素的微生物數(shù)占總微生物數(shù)的百分比。生物數(shù)的百分比。bip=b/(a+b)100% 其中：其中：a為有葉綠素的微生物數(shù)，為有葉綠素的微生物數(shù)，b為無葉為無