第二篇-第七章微生物生態(tài)

1、環(huán)境工程微生物學(xué)授課教師：劉宏宇1參考教材：參考教材：環(huán)境工程微生物學(xué)環(huán)境工程微生物學(xué) 周群英周群英 編著編著第二篇 環(huán)境工程微生物學(xué)微生物學(xué)基礎(chǔ)非細(xì)胞病毒具細(xì)胞原核真核（類群，形態(tài)構(gòu)造，特點(diǎn)）生理特征 生長(zhǎng)繁殖遺傳變異酶代謝生長(zhǎng)繁殖自然環(huán)境中的微生物生態(tài)物質(zhì)循環(huán)氧，碳，氮，磷，硫等物質(zhì)的循環(huán)微生物生態(tài)系統(tǒng)土壤大氣水體天然水體生態(tài)污染水體生態(tài)污染環(huán)境中生態(tài)水污染控制中的生物處理方法，原理好氧厭氧深度處理除氮，脫磷水源水微生物處理飲用水消毒甲烷消化活性污泥生物膜法有機(jī)固體廢棄物處理廢氣的生物處理營(yíng)養(yǎng)生存因子（T,pH,O2等）2第一篇（第一篇（1-61-6章）章）第二篇（七，八章）第二篇（七，八

2、章）第二篇（九第二篇（九-十一章）十一章）第二篇 微生物生態(tài)與環(huán)境生態(tài)工程中的微生物作用3環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 4微生物生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)水體生態(tài)微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用水環(huán)境污染控制與治理中的微生物原理廢水、污水深度處理中的微生物原理有機(jī)固體與廢氣的微生物處理第二篇環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 土壤生態(tài)第一章第一章 微生物生態(tài)微生物生態(tài)第一節(jié)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 土壤微生物生態(tài)土壤微生物生態(tài)第三節(jié)第三節(jié) 水體微生物生態(tài)水體微生物生態(tài)第二章第二章 微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用第一節(jié)第一節(jié) 氧循環(huán)氧循環(huán)第二節(jié)第二節(jié) 碳循環(huán)碳循環(huán)第三節(jié)第三節(jié) 氮循環(huán)氮循環(huán)第四節(jié)第

3、四節(jié) 硫循環(huán)硫循環(huán)第三章水環(huán)境中的污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理第三章水環(huán)境中的污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理第一節(jié)第一節(jié) 好氧污（廢）水的生態(tài)系統(tǒng)及生物處理原理好氧污（廢）水的生態(tài)系統(tǒng)及生物處理原理第二節(jié)第二節(jié) 厭氧污（廢）水的生態(tài)系統(tǒng)及生物處理原理厭氧污（廢）水的生態(tài)系統(tǒng)及生物處理原理第四章第四章 污廢水深度處理和微污染水源水的微生物處理污廢水深度處理和微污染水源水的微生物處理第一節(jié)第一節(jié) 污、廢水深度處理污、廢水深度處理微生物脫氮，脫磷微生物脫氮，脫磷第二節(jié)第二節(jié) 微污染水處理生物原理及生態(tài)系統(tǒng)微污染水處理生物原理及生態(tài)系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 飲用水衛(wèi)生學(xué)原理飲用水衛(wèi)生學(xué)原理第

4、五章第五章 有機(jī)固體廢棄物和廢氣的微生物處理有機(jī)固體廢棄物和廢氣的微生物處理第一節(jié)第一節(jié) 有機(jī)固體廢棄物的微生物處理有機(jī)固體廢棄物的微生物處理第二節(jié)第二節(jié) 廢氣的微生物處理廢氣的微生物處理5環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 研究微生物在自然條件下，微生物研究微生物在自然條件下，微生物群群體體的生活狀態(tài)、活動(dòng)規(guī)律。的生活狀態(tài)、活動(dòng)規(guī)律。2022-6-266分布規(guī)律及群落特征分布規(guī)律及群落特征物質(zhì)循環(huán)中的作用物質(zhì)循環(huán)中的作用闡明污染物處理的機(jī)理闡明污染物處理的機(jī)理與其他生物的關(guān)系與其他生物的關(guān)系驅(qū)害補(bǔ)益驅(qū)害補(bǔ)益第七章 微生物生態(tài)2022-6-267環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 生態(tài)系統(tǒng)就是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)由

5、生生態(tài)系統(tǒng)就是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)由生物（包括動(dòng)物，植物和微生物個(gè)體、種群、群落）物（包括動(dòng)物，植物和微生物個(gè)體、種群、群落）與它們的生活環(huán)境（包括光、水、土壤、空氣和與它們的生活環(huán)境（包括光、水、土壤、空氣和其它生物因子）通過(guò)能量的流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)組成其它生物因子）通過(guò)能量的流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)組成的一個(gè)自然體。的一個(gè)自然體。環(huán)境條件環(huán)境條件生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 生物群落生物群落（一）生態(tài)系統(tǒng)（一）生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）生物與環(huán)境的相互作用！生物與環(huán)境的相互作用！第一節(jié)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)個(gè)體個(gè)體（individualindividual） ：某一具體的生物單個(gè)：某一具體的生物單個(gè)個(gè)體，具

6、有個(gè)體，具有生長(zhǎng)，發(fā)育，繁殖和死亡生長(zhǎng)，發(fā)育，繁殖和死亡的過(guò)程。的過(guò)程。種群種群(population)(population)：生活在同一特定空間的同：生活在同一特定空間的同一生物種的所有個(gè)體的集合體，生物群落的組一生物種的所有個(gè)體的集合體，生物群落的組成單位。成單位。群落群落(community)(community)：生活在同一特定的空間或：生活在同一特定的空間或區(qū)域的所有生物種群的集合體，是生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域的所有生物種群的集合體，是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。組成部分。2022-6-268環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 幾個(gè)概念幾個(gè)概念2022-6-269環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 四個(gè)基本組成：四個(gè)基本組

7、成：環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解或轉(zhuǎn)化者。環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解或轉(zhuǎn)化者。 環(huán)境環(huán)境生產(chǎn)者生產(chǎn)者分解或轉(zhuǎn)化者分解或轉(zhuǎn)化者消費(fèi)者消費(fèi)者2022-6-2610環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 環(huán)境條件環(huán)境條件生物群落生物群落能源：太陽(yáng)輻射能源：太陽(yáng)輻射生物代謝產(chǎn)物生物代謝產(chǎn)物:CO2 H2O O2無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽媒質(zhì)：水、大氣、土壤媒質(zhì)：水、大氣、土壤基質(zhì)基質(zhì):砂、巖石、泥土砂、巖石、泥土生產(chǎn)者：植物群落，藻類，光合生產(chǎn)者：植物群落，藻類，光合細(xì)菌和化能自養(yǎng)微生物細(xì)菌和化能自養(yǎng)微生物消費(fèi)者消費(fèi)者:動(dòng)物群落動(dòng)物群落分解者和轉(zhuǎn)化者分解者和轉(zhuǎn)化者:異養(yǎng)微生物，異養(yǎng)微生物，原生動(dòng)物，微型后生動(dòng)物原生動(dòng)物，微型后生動(dòng)物

8、生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)功能 生態(tài)系統(tǒng)是自然界基本的功能單元，其功能主要表現(xiàn)在生物生產(chǎn)，能量流動(dòng)，物質(zhì)循環(huán)，和信息傳遞。2022-6-2611環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 它們通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的核心它們通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的核心生物群落實(shí)現(xiàn)的。生物群落實(shí)現(xiàn)的。生態(tài)系統(tǒng)功能 生物生產(chǎn)生物生產(chǎn) 植物、藻類和光合細(xì)菌能利用太陽(yáng)光、植物、藻類和光合細(xì)菌能利用太陽(yáng)光、H2O、CO2、無(wú)機(jī)物，將二氧化碳和水合成蛋白質(zhì)，無(wú)機(jī)物，將二氧化碳和水合成蛋白質(zhì)，糖類和脂肪。糖類和脂肪。 O6H6OOHCO12HCO226126陽(yáng)光222022-6-2612環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 生態(tài)系統(tǒng)功能 能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)20

9、22-6-2613環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭是什么？生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭是什么？問(wèn)題？問(wèn)題？怎么輸入到生態(tài)系統(tǒng)的？怎么輸入到生態(tài)系統(tǒng)的？太陽(yáng)能太陽(yáng)能生產(chǎn)者的光合作用生產(chǎn)者的光合作用 能量怎樣流動(dòng)？能量怎樣流動(dòng)？食物鏈?zhǔn)澄镦溨鸺?jí)遞減逐級(jí)遞減營(yíng)養(yǎng)級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)熱熱能能生態(tài)系統(tǒng)功能 物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)2022-6-2614環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 生產(chǎn)者生產(chǎn)者(綠色植物綠色植物)消費(fèi)者消費(fèi)者(動(dòng)物動(dòng)物)還原者還原者(細(xì)菌、真菌細(xì)菌、真菌)環(huán)境環(huán)境(土壤、空氣、水土壤、空氣、水)生態(tài)系統(tǒng)功能 信息傳遞。信息傳遞。 生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞多種多樣，有強(qiáng)有生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞多種多樣，有強(qiáng)有弱，連成一個(gè)統(tǒng)一

10、體。包括物理信息、化學(xué)信弱，連成一個(gè)統(tǒng)一體。包括物理信息、化學(xué)信息和行為信息等，構(gòu)成息和行為信息等，構(gòu)成信息網(wǎng)信息網(wǎng)。2022-6-2615環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 物理信息如光，聲，顏色吸引異性，種間的識(shí)別，威嚇，警告等物理信息如光，聲，顏色吸引異性，種間的識(shí)別，威嚇，警告等化學(xué)信息如生物的酶，維生素，生長(zhǎng)素，抗生素等化學(xué)信息如生物的酶，維生素，生長(zhǎng)素，抗生素等有報(bào)警，集合，發(fā)現(xiàn)食物等信息作用有報(bào)警，集合，發(fā)現(xiàn)食物等信息作用在同一種或不同種間還有行為信息，在同一種或不同種間還有行為信息，例如雄鳥(niǎo)發(fā)現(xiàn)情敵，急速起飛給正在孵卵的雌鳥(niǎo)報(bào)警例如雄鳥(niǎo)發(fā)現(xiàn)情敵，急速起飛給正在孵卵的雌鳥(niǎo)報(bào)警（二） 生物圈（

11、biospherebiosphere） 生存在地球陸地以上至海面以下各約生存在地球陸地以上至海面以下各約10Km10Km的范圍，包括巖石圈，水圈，大氣圈，的范圍，包括巖石圈，水圈，大氣圈，土壤圈內(nèi)所有的生物群落和人以及它們生土壤圈內(nèi)所有的生物群落和人以及它們生存環(huán)境的總體，叫生物圈。存環(huán)境的總體，叫生物圈。2022-6-2616環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 17環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 一、生態(tài)系統(tǒng)（一、生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）和生物圈（）和生物圈（biosphere）各種各種生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)二、 生態(tài)平衡2022-6-2618環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（stab

12、ility）功能功能 組成組成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自身的調(diào)節(jié)能力自身的調(diào)節(jié)能力 抵抗力抵抗力resistance恢復(fù)力恢復(fù)力 resilience土壤的生態(tài)條件土壤的生態(tài)條件生物在土壤中的種類、數(shù)量和分布生物在土壤中的種類、數(shù)量和分布土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài)土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài)土壤污染和土壤生物修復(fù)土壤污染和土壤生物修復(fù)2022-6-2619環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 第二節(jié)第二節(jié) 土壤微生物生態(tài)土壤微生物生態(tài) 2022-6-2620環(huán)境工程微生物學(xué)固體物質(zhì)土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物等。液體物質(zhì)土壤水分。氣體土壤孔隙中的空氣。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-26211營(yíng)養(yǎng)：營(yíng)養(yǎng)：大量的有機(jī)和

13、無(wú)機(jī)物質(zhì)（動(dòng)植物的殘?bào)w、分泌大量的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)（動(dòng)植物的殘?bào)w、分泌物、排泄物等）。物、排泄物等）。2pH ：3.58.5，多為多為5.58.5；適合于大多數(shù)微生適合于大多數(shù)微生物的生長(zhǎng)繁殖。物的生長(zhǎng)繁殖。3滲透壓滲透壓：土壤是等滲或低滲溶液，通常為土壤是等滲或低滲溶液，通常為0.30.6MPa，而在微生物（細(xì)菌）體內(nèi)，而在微生物（細(xì)菌）體內(nèi)，G+為為2.02.5 MPa，G-為為0.50.6 Mpa。一、土壤的生態(tài)條件一、土壤的生態(tài)條件環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 有利于微生物攝取營(yíng)養(yǎng)有利于微生物攝取營(yíng)養(yǎng)4 4氧氣和水：氧氣和水：土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有孔隙，可以通氣和保土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有孔隙，可以

14、通氣和保持水分。土壤中氧氣的含量要少于空氣中，一般為持水分。土壤中氧氣的含量要少于空氣中，一般為78%78%。5 5溫度：溫度：具有較強(qiáng)的保溫性，其變化幅度要小于空氣具有較強(qiáng)的保溫性，其變化幅度要小于空氣，即使，即使冬季地面凍結(jié)，一定深度土壤中仍保持著一定溫度，供微生冬季地面凍結(jié)，一定深度土壤中仍保持著一定溫度，供微生物生長(zhǎng)。物生長(zhǎng)。2022-6-26226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。物免受紫外線的直接照射。 土壤具備了微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)和各種環(huán)境土壤具備了微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)和各種環(huán)境條件，是微生物良好的天然培

15、養(yǎng)基。條件，是微生物良好的天然培養(yǎng)基。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 1. 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、同一土體由于微環(huán)境的通氣、水分、營(yíng)養(yǎng)等狀況都存在著差異，水分、營(yíng)養(yǎng)等狀況都存在著差異，致使不同微生物呈立體分布。致使不同微生物呈立體分布。 土壤中有機(jī)物的含量是衡量土壤土壤中有機(jī)物的含量是衡量土壤肥力的指標(biāo)之一。肥力的指標(biāo)之一。 根據(jù)肥力分為肥土和貧瘠土根據(jù)肥力分為肥土和貧瘠土 2022-6-2623二、微生物在土壤中的種類、數(shù)量和二、微生物在土壤中的種類、數(shù)量和 分布分布陳華癸，1950年出版了奠基性刊物土壤微生物。 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2624細(xì)菌細(xì)菌

16、放線菌放線菌真菌真菌藻類藻類原生動(dòng)物原生動(dòng)物7090%530%環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 微型動(dòng)物微型動(dòng)物每克每克肥土肥土中通常含有幾億至幾十億個(gè)微生物，中通常含有幾億至幾十億個(gè)微生物，貧瘠土壤貧瘠土壤每克也有幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)個(gè)微生物。每克也有幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)個(gè)微生物。1.1.數(shù)量和種類數(shù)量和種類 2.2.分布分布 水平分布水平分布不同類型的土壤中所含微生物不同不同類型的土壤中所含微生物不同; ; 由什么決定的？由什么決定的？ 2022-6-2625環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 取決于碳源取決于碳源油田地區(qū)油田地區(qū)森林地區(qū)森林地區(qū)含動(dòng)植物殘?bào)w多的土壤含動(dòng)植物殘?bào)w多的土壤以碳?xì)浠衔餅樘荚匆蕴細(xì)浠衔餅樘荚匆?/p>

17、分解纖維素為碳源以分解纖維素為碳源氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌2.2.分布分布 垂直分布垂直分布同一土壤不同深度，微生物的分布不同。同一土壤不同深度，微生物的分布不同。 與紫外輻射、營(yíng)養(yǎng)、水、與紫外輻射、營(yíng)養(yǎng)、水、溫度等有關(guān)溫度等有關(guān)2022-6-2626環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 較少較少520cm較多較多根系周圍多根系周圍多20cm以下較少以下較少 土壤對(duì)施入其中的一定負(fù)荷的有機(jī)物或有機(jī)土壤對(duì)施入其中的一定負(fù)荷的有機(jī)物或有機(jī)污染物具有污染物具有吸附吸附和和生物降解生物降解能力能力，通過(guò)各種物理、，通過(guò)各種物理、生化過(guò)程自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的生化過(guò)程自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)

18、到原有水平的凈化過(guò)程，稱土壤自凈。凈化過(guò)程，稱土壤自凈。2022-6-2627三、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土壤自凈土壤自凈環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2628環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 自凈能力自凈能力2022-6-26292污染土壤的微生物生態(tài)污染土壤的微生物生態(tài) 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 土地是天然的生物處理廠，可用土地處理廢土地是天然的生物處理廠，可用土地處理廢水、生活污水，易被微生物降解的工業(yè)廢水經(jīng)水、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。土地處理后得到凈化。2022-6-26302污染土壤的微生物生態(tài)污染土壤的微生物生態(tài)

19、環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 污水長(zhǎng)期灌溉會(huì)引起土壤污水長(zhǎng)期灌溉會(huì)引起土壤“土著土著”微生物區(qū)微生物區(qū)系和數(shù)量的改變，并系和數(shù)量的改變，并誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)產(chǎn)生分解各種污染物分解各種污染物的新品種。的新品種。如如 節(jié)細(xì)菌和諾卡氏菌原是土著菌，由于長(zhǎng)期接觸它們將具有分解聚氯節(jié)細(xì)菌和諾卡氏菌原是土著菌，由于長(zhǎng)期接觸它們將具有分解聚氯聯(lián)苯的能力聯(lián)苯的能力重金屬隨能被微生物氧化或還原，但不能徹底清除毒性。重金屬隨能被微生物氧化或還原，但不能徹底清除毒性。節(jié)桿菌、假單胞菌及產(chǎn)堿桿菌等可氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽，或使砷甲基化節(jié)桿菌、假單胞菌及產(chǎn)堿桿菌等可氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽，或使砷甲基化降低毒性降低毒性銅綠假單胞菌、惡臭

20、假單胞菌可將無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)汞積累在體內(nèi)銅綠假單胞菌、惡臭假單胞菌可將無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)汞積累在體內(nèi)2022-6-2631環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 重金屬被植物吸收、富集、濃縮、進(jìn)人食物鏈，最后重金屬被植物吸收、富集、濃縮、進(jìn)人食物鏈，最后可進(jìn)入人體，危害人體健康可進(jìn)入人體，危害人體健康進(jìn)行土壤灌溉時(shí)，要十分小心。進(jìn)行土壤灌溉時(shí)，要十分小心。 注意：注意： （1 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 2）不能超過(guò)自凈容量；）不能超過(guò)自凈容量； （3 3）不能用含有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。不同物質(zhì)

21、積累在植物不同物質(zhì)積累在植物不同部位（根、莖、不同部位（根、莖、葉、種子）葉、種子）工業(yè)廢水經(jīng)處理后可以灌溉非實(shí)用經(jīng)濟(jì)作物工業(yè)廢水經(jīng)處理后可以灌溉非實(shí)用經(jīng)濟(jì)作物1 1土壤污染土壤污染 來(lái)源：來(lái)源：廢水（農(nóng)田灌溉和土地處理）、固廢水（農(nóng)田灌溉和土地處理）、固體廢棄物、油庫(kù)泄漏或農(nóng)藥的使用等。體廢棄物、油庫(kù)泄漏或農(nóng)藥的使用等。 污染物質(zhì)：污染物質(zhì)：農(nóng)藥、石油類、氨、重金屬等。農(nóng)藥、石油類、氨、重金屬等。 2022-6-2632四、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) 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2633土壤污染的特點(diǎn)土壤污染的特點(diǎn) 土壤污染具有隱蔽性和滯后性。 土壤污染的累積

22、性。 土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性。 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2634土壤污染的危害土壤污染的危害有機(jī)、無(wú)機(jī)毒物改變土壤理化性質(zhì)，使土壤鹽堿化、板結(jié)，毒害植物和土壤微生物，破壞土壤生態(tài)平衡。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 土壤中毒物被植物吸收、富集、濃縮、隨食物鏈遷移，會(huì)轉(zhuǎn)移到人體；或被雨水沖刷進(jìn)入河流、湖泊或滲入地下水。各種病原微生物有些可在土壤中長(zhǎng)時(shí)間存活，它們可通過(guò)各種途徑轉(zhuǎn)移到水體，從而進(jìn)入人體。 土壤生物修復(fù)是利用土壤中的土壤生物修復(fù)是利用土壤中的天然微生物天然微生物或人為加入特定菌株或人為加入特定菌株，使土壤中的污染物，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)其質(zhì)加快降解

23、和轉(zhuǎn)化的速度，使土壤恢復(fù)其天然功能。天然功能。2022-6-2635環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2 2土壤修復(fù)土壤修復(fù) 土壤修復(fù)研究始于土壤修復(fù)研究始于2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，歐美西方國(guó)家耗資上年代，歐美西方國(guó)家耗資上千億美元進(jìn)行土壤修復(fù)，最終發(fā)現(xiàn)生物修復(fù)千億美元進(jìn)行土壤修復(fù)，最終發(fā)現(xiàn)生物修復(fù) 技術(shù)耗資省，技術(shù)耗資省，處理效果好。處理效果好。微生物：土著微生物、優(yōu)勢(shì)菌種、基因工程菌微生物：土著微生物、優(yōu)勢(shì)菌種、基因工程菌2022-6-26361、土著微生物目前用的較多，經(jīng)濟(jì)性高，但效果較差、土著微生物目前用的較多，經(jīng)濟(jì)性高，但效果較差土壤生物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵土壤生物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)境微生物基礎(chǔ)

24、教學(xué)課件 2、從土壤中選育優(yōu)勢(shì)菌種，擴(kuò)大培養(yǎng)到污染土壤中，、從土壤中選育優(yōu)勢(shì)菌種，擴(kuò)大培養(yǎng)到污染土壤中，這種方法較易實(shí)施，收效快且效果好。這種方法較易實(shí)施，收效快且效果好。3、用基因工程構(gòu)建工程菌并接種到污染土壤中，這種、用基因工程構(gòu)建工程菌并接種到污染土壤中，這種方法有不相容性，工程菌易收到土著菌的排他作用。方法有不相容性，工程菌易收到土著菌的排他作用。2022-6-2637微生物營(yíng)養(yǎng)：微生物營(yíng)養(yǎng)： C:N:P 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)鍵溶解氧：通氣良好的土壤溶解氧在溶解氧：通氣良好的土壤溶解氧在5mg/L左右左右環(huán)境因子：適量的水、環(huán)境因子：適量的水、pH和溫度和溫度環(huán)境

25、微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 一般土壤微生物一般土壤微生物C:N為為25:12022-6-2638環(huán)境工程微生物學(xué)土壤生物修復(fù)工程土壤生物修復(fù)工程1.微生物修復(fù)法環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2.植物修復(fù)法（1 1）原位處理：加入營(yíng)養(yǎng)鹽、氧、微生物強(qiáng)化降）原位處理：加入營(yíng)養(yǎng)鹽、氧、微生物強(qiáng)化降解過(guò)程。解過(guò)程。特點(diǎn)：特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，但處理速度較慢。工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，但處理速度較慢。 生物通風(fēng)：改進(jìn)和強(qiáng)化的原位法，增加了生物通風(fēng)：改進(jìn)和強(qiáng)化的原位法，增加了氣體氣體流動(dòng)，用于處理因儲(chǔ)油罐泄漏而污染的土壤。流動(dòng)，用于處理因儲(chǔ)油罐泄漏而污染的土壤。2022-6-26391.微生物修復(fù)法環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2

26、022-6-2640環(huán)境工程微生物學(xué) 異位生物修復(fù) a. 現(xiàn)場(chǎng)處理法現(xiàn)場(chǎng)處理法-需轉(zhuǎn)移；需轉(zhuǎn)移； b. 預(yù)制床法預(yù)制床法-挖掘堆置；挖掘堆置； c. 堆制處理法堆制處理法-堆肥；堆肥； d. 生物反應(yīng)器法；生物反應(yīng)器法； e. 厭氧生物修復(fù)法。厭氧生物修復(fù)法。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2641環(huán)境工程微生物學(xué)a. 現(xiàn)場(chǎng)處理法現(xiàn)場(chǎng)處理法 以土壤耕作方式處理污染土壤，將含污染物的土以土壤耕作方式處理污染土壤，將含污染物的土壤施在未污染的土壤上，通過(guò)施肥、灌溉和加石壤施在未污染的土壤上，通過(guò)施肥、灌溉和加石灰等措施，通氣、水分、灰等措施，通氣、水分、pHpH等，依賴土著微生物，等，依賴土

27、著微生物，也可以投機(jī)優(yōu)勢(shì)菌。也可以投機(jī)優(yōu)勢(shì)菌。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2642環(huán)境工程微生物學(xué) b. 預(yù)制床法預(yù)制床法-挖掘堆置；挖掘堆置； 事先挖掘一定形狀和規(guī)模的預(yù)制床，鋪設(shè)濾液收事先挖掘一定形狀和規(guī)模的預(yù)制床，鋪設(shè)濾液收集管道、水循環(huán)管道系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，底部鋪設(shè)集管道、水循環(huán)管道系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，底部鋪設(shè)防滲漏隔層。防滲漏隔層。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2643環(huán)境工程微生物學(xué) c. 堆制處理法堆制處理法-堆肥；堆肥； 選擇適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)建造堆置處理場(chǎng)，底部鋪設(shè)防滲漏選擇適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)建造堆置處理場(chǎng)，底部鋪設(shè)防滲漏隔層，鋪設(shè)通風(fēng)管道。隔層，鋪設(shè)通風(fēng)管道。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件

28、 2022-6-2644環(huán)境工程微生物學(xué) d. 生物反應(yīng)器法；生物反應(yīng)器法； 分為間歇和連續(xù)兩種分為間歇和連續(xù)兩種 將污染土壤與水以將污染土壤與水以1:21:2的比例混合為泥漿的比例混合為泥漿 加入馴化的微生物、營(yíng)養(yǎng)鹽及表面活性劑加入馴化的微生物、營(yíng)養(yǎng)鹽及表面活性劑環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2645環(huán)境工程微生物學(xué)e. 厭氧生物修復(fù)法。厭氧生物修復(fù)法。 投加厭氧顆粒污泥投加厭氧顆粒污泥環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-26462.植物修復(fù)法（1）植物提?。?）植物降解（3）植物穩(wěn)定環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 機(jī)理：機(jī)理：利用植物對(duì)某些污染物的超強(qiáng)吸附、積累，對(duì)污染物利用植物對(duì)某些污

29、染物的超強(qiáng)吸附、積累，對(duì)污染物的植物代謝、轉(zhuǎn)化和礦化，植物根吸收、根分泌物與根際、的植物代謝、轉(zhuǎn)化和礦化，植物根吸收、根分泌物與根際、根系微生物對(duì)污染物代謝、轉(zhuǎn)化與礦化，加速土壤污染物降解。根系微生物對(duì)污染物代謝、轉(zhuǎn)化與礦化，加速土壤污染物降解。2022-6-2647（1）對(duì)惡劣環(huán)境抗性強(qiáng)（2）根系發(fā)達(dá)（3）具有超強(qiáng)富集毒物能力苜蓿蒲公英蘑菇環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2648環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 第三節(jié)第三節(jié) 水體微生物生態(tài)水體微生物生態(tài) 1.1.海洋水體微生物群落及分布特征海洋水體微生物群落及分布特征2.2.淡水水體微生物群落及分布特征淡水水體微生物群落及分布特征3.3.污水自

30、凈污水自凈- -氧垂曲線氧垂曲線4.4.污水中微生物生態(tài)特征污水中微生物生態(tài)特征污化系統(tǒng)污化系統(tǒng)5.5.水體的微生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)水體的微生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)2022-6-2649環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 水體有天然和人工水體兩種水體有天然和人工水體兩種一、概述一、概述天然水體包括海洋，江河，湖泊等天然水體包括海洋，江河，湖泊等人工水體有水庫(kù)，運(yùn)河，下水道，各種污水處理系統(tǒng)人工水體有水庫(kù)，運(yùn)河，下水道，各種污水處理系統(tǒng)水體中營(yíng)養(yǎng)物的來(lái)源水體中營(yíng)養(yǎng)物的來(lái)源 1 1、雨水沖刷，帶來(lái)土壤中各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，動(dòng)植物、雨水沖刷，帶來(lái)土壤中各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，動(dòng)植物殘?bào)w。殘?bào)w。 2 2、工業(yè)廢水和生活污水、工業(yè)廢水和生

31、活污水 3 3、水生動(dòng)物和植物死亡、水生動(dòng)物和植物死亡2022-6-2650環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 水體中的微生物的來(lái)源水體中的微生物的來(lái)源1）水體中固有的微生物：熒光桿菌，產(chǎn)紅色和紫色靈桿菌，不產(chǎn)色的好氧芽孢桿菌，產(chǎn)色和不產(chǎn)色的球菌，絲狀硫細(xì)菌，鐵細(xì)菌。2）來(lái)自土壤的微生物：有芽孢桿菌，巨大芽孢桿菌，氨化細(xì)菌，硝化細(xì)菌，硫酸還原菌，蕈狀芽孢帶桿菌，霉菌等。3）來(lái)自生產(chǎn)和生活的微生物：各種工業(yè)廢水和生活污水，牲畜排泄物夾帶各種微生物進(jìn)入水體，如大腸桿菌，腸球菌，產(chǎn)氣莢膜桿菌，各種腐生性細(xì)菌，厭氧梭狀芽孢桿菌，致病微生物如：霍亂弧菌，傷寒桿菌，痢疾桿菌，立克次氏體，病毒，赤痢阿米巴等。4）來(lái)自空

32、氣中的微生物。降雨降雪等，會(huì)夾帶空氣中的一些微生物進(jìn)入水體。一、海洋中的微生物群落嗜鹽或耐鹽；耐高滲透壓；耐高靜水壓；嗜靜嗜鹽或耐鹽；耐高滲透壓；耐高靜水壓；嗜靜水壓；耐低溫。水壓；耐低溫。 數(shù)量：港口海水中含菌數(shù)量：港口海水中含菌105/mL；外海，人類；外海，人類活動(dòng)較少，活動(dòng)較少，1010250250/mL。2022-6-2651環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)1海洋中微生物特點(diǎn)海洋中微生物特點(diǎn) 海洋水體的特點(diǎn)：高鹽、高靜水壓、低溫等海洋水體的特點(diǎn)：高鹽、高靜水壓、低溫等0 010m10m浮游藻類較多，如綠藻，硅藻，甲藻等浮游藻類較多，如綠藻，硅藻，甲藻等 。2022-6-26522

33、微生物種類微生物種類 隨海水深度變化，微生物的種類和數(shù)量也不同。隨海水深度變化，微生物的種類和數(shù)量也不同。252550m50m微生物數(shù)量隨海水深度增加而增加。微生物數(shù)量隨海水深度增加而增加。 微生物的數(shù)量隨海水深度增加而減少。微生物的數(shù)量隨海水深度增加而減少。 海底沉積物豐富：厭氧菌，兼性厭氧菌，海底沉積物豐富：厭氧菌，兼性厭氧菌，厭氧異養(yǎng)菌及硫酸還原菌厭氧異養(yǎng)菌及硫酸還原菌 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 10m50m0m3.3.海洋微生物的生態(tài)特征古菌：嗜鹽菌、嗜壓菌、嗜冷菌古菌：嗜鹽菌、嗜壓菌、嗜冷菌100m100m以上水域細(xì)菌占多數(shù)，以上水域細(xì)菌占多數(shù)， 100m 100m以下古菌占多數(shù)以下古

34、菌占多數(shù)2022-6-2653環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 3.3.海洋微生物的生態(tài)特征嗜鹽菌：海水中鹽的濃度高約嗜鹽菌：海水中鹽的濃度高約30g/L, 30g/L, 一一般嗜鹽菌在含鹽般嗜鹽菌在含鹽2540g/L2540g/L的海水中生長(zhǎng)的海水中生長(zhǎng)最為適宜，有些可到最為適宜，有些可到162360g/L162360g/L。2022-6-2654環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 Na+對(duì)鹽桿菌的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁起到穩(wěn)定作用，如對(duì)鹽桿菌的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁起到穩(wěn)定作用，如Na+濃度過(guò)低，會(huì)發(fā)生破裂濃度過(guò)低，會(huì)發(fā)生破裂3.3.海洋微生物的生態(tài)特征古菌：嗜鹽菌、嗜壓菌、嗜冷菌古菌：嗜鹽菌、嗜壓菌、嗜冷菌假單胞菌屬，弧菌屬

35、，黃色桿菌屬，無(wú)假單胞菌屬，弧菌屬，黃色桿菌屬，無(wú)色桿菌屬，芽孢桿菌屬。色桿菌屬，芽孢桿菌屬。按棲息地分為底棲性細(xì)菌，浮游性細(xì)菌按棲息地分為底棲性細(xì)菌，浮游性細(xì)菌和附著性細(xì)菌。和附著性細(xì)菌。2022-6-2655環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 二、淡水中的微生物群落2022-6-26環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)河流、湖泊、小溪和池塘等水體中微生物種類和土壤中相近，分布規(guī)律卻和海洋中相似。二、淡水中的微生物群落水體的類型水體的類型受污染程度受污染程度有機(jī)物含量有機(jī)物含量溶解氧量溶解氧量2022-6-2657環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)1. 影響淡水微生物分布的因素影響淡水微生物分布的因素

36、 光照光照水溫水溫pH水深水深 河流、湖泊河流、湖泊貧營(yíng)養(yǎng)湖、貧營(yíng)養(yǎng)湖、富營(yíng)養(yǎng)湖富營(yíng)養(yǎng)湖光合細(xì)菌光合細(xì)菌好氧菌、厭氧菌好氧菌、厭氧菌浮游性細(xì)菌屬：革蘭氏陰性桿菌，柄浮游性細(xì)菌屬：革蘭氏陰性桿菌，柄細(xì)菌，絲聯(lián)菌屬細(xì)菌，絲聯(lián)菌屬嘉氏鐵柄細(xì)菌，赤色纖發(fā)菌，浮游球嘉氏鐵柄細(xì)菌，赤色纖發(fā)菌，浮游球衣菌，貝日阿托氏菌屬，發(fā)硫菌屬衣菌，貝日阿托氏菌屬，發(fā)硫菌屬假單胞菌屬假單胞菌屬藻類藻類原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物。原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物。 2022-6-2658環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)2.主要的微生物主要的微生物 8095%環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 地下水、山泉等含菌量很少地下水、山泉等含菌量很少 為

37、什么？為什么？石油巖石地下水含分解烴的細(xì)菌石油巖石地下水含分解烴的細(xì)菌含鐵泉水中有鐵細(xì)菌含硫溫泉中含有硫磺細(xì)菌2022-6-2659環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)2.主要的微生物主要的微生物 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2660 水體生態(tài)系統(tǒng) 有機(jī)污染物進(jìn)入有機(jī)污染物進(jìn)入環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 細(xì)菌大量繁殖細(xì)菌大量繁殖 藻類增多藻類增多原生動(dòng)物大量繁殖原生動(dòng)物大量繁殖輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物增多輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物增多魚(yú)類大量繁殖魚(yú)類大量繁殖2022-6-2661環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)食物鏈?zhǔn)澄镦湱h(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 陽(yáng)光陽(yáng)光一級(jí)生產(chǎn)

38、一級(jí)生產(chǎn)者者 原生動(dòng)物原生動(dòng)物 輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物 魚(yú)魚(yú) 其他動(dòng)物其他動(dòng)物異養(yǎng)細(xì)菌異養(yǎng)細(xì)菌廢物、排泄物廢物、排泄物人人 2022-6-2662三、 水體自凈 河流在接納了一定的有機(jī)物之后，在河流在接納了一定的有機(jī)物之后，在物物理，化學(xué)及生物的因素綜合作用理，化學(xué)及生物的因素綜合作用下，水質(zhì)恢下，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，叫水體自凈。復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，叫水體自凈。 環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2663環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué) 在正常情況下，水體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)正常在正常情況下，水體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)正常生物循環(huán)中能夠

39、同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱生物循環(huán)中能夠同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱為同化容量或?yàn)橥萘炕蜃詢羧萘孔詢羧萘?。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 自凈容量自凈容量2022-6-2664a.a.物理作用（作用弱）：物理作用（作用弱）：有機(jī)污染物排入水有機(jī)污染物排入水體后被稀釋，有機(jī)和無(wú)機(jī)固體沉降到河底；體后被稀釋，有機(jī)和無(wú)機(jī)固體沉降到河底；環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)1.過(guò)程過(guò)程 b.化學(xué)作用（作用弱）化學(xué)作用（作用弱）環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2665環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)c.生物作用生物作用(作用強(qiáng)作用強(qiáng))：環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 好氧過(guò)程：好氧過(guò)程：水體中好氧的微生物利

40、用溶解氧將有機(jī)物簡(jiǎn)單分解為有機(jī)水體中好氧的微生物利用溶解氧將有機(jī)物簡(jiǎn)單分解為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，并合成自身的有機(jī)體，水中溶解氧急速下降，此時(shí)魚(yú)類，物和無(wú)機(jī)物，并合成自身的有機(jī)體，水中溶解氧急速下降，此時(shí)魚(yú)類，原生動(dòng)物，輪蟲(chóng)，浮游甲殼動(dòng)物死亡。原生動(dòng)物，輪蟲(chóng)，浮游甲殼動(dòng)物死亡。厭氧過(guò)程：厭氧過(guò)程：厭氧細(xì)菌大量繁殖，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，有機(jī)物經(jīng)細(xì)菌無(wú)機(jī)化厭氧細(xì)菌大量繁殖，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，有機(jī)物經(jīng)細(xì)菌無(wú)機(jī)化后，生成后，生成CO2, H2O, PO43-, NH3, H2S，NH3, H2S經(jīng)硝化細(xì)菌和硫化細(xì)菌作用經(jīng)硝化細(xì)菌和硫化細(xì)菌作用下生成下生成NO3-, SO42-復(fù)氧過(guò)程：復(fù)氧過(guò)程：由空氣

41、提供溶解氧由空氣提供溶解氧,水體中藻類等進(jìn)行光合作用水體中藻類等進(jìn)行光合作用隨著水體自凈，有機(jī)物缺乏和其它的因素隨著水體自凈，有機(jī)物缺乏和其它的因素（陽(yáng)光照射，溫度，（陽(yáng)光照射，溫度，PHPH變化，毒物生物的拮抗作用等）使細(xì)菌死亡。變化，毒物生物的拮抗作用等）使細(xì)菌死亡。2022-6-2666 溶氧：下降溶氧：下降升高升高 耗氧和復(fù)氧過(guò)程耗氧和復(fù)氧過(guò)程 有機(jī)物濃度：高有機(jī)物濃度：高低低 生物相的變化：生物相的變化：異養(yǎng)細(xì)菌異養(yǎng)細(xì)菌原生動(dòng)物原生動(dòng)物藻類藻類c.生物作用生物作用污污水水環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 用什么指標(biāo)可以衡量河段水體污染與自凈所處用什么指標(biāo)可以衡量河段水體污染與自凈所處的階段的階

42、段? ?2022-6-26672衡量水體污染與自凈的指標(biāo)衡量水體污染與自凈的指標(biāo) 水體外觀、化學(xué)指標(biāo)、生物種類、數(shù)量及比水體外觀、化學(xué)指標(biāo)、生物種類、數(shù)量及比例關(guān)系、溶解氧。例關(guān)系、溶解氧。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 微生物（如藻類）微生物（如藻類）HP/HP2022-6-2668P/H污染前污染前 凈化開(kāi)始凈化開(kāi)始持續(xù)持續(xù) 結(jié)束結(jié)束高高低低最低最低上升上升高高微生物（如細(xì)菌等）微生物（如細(xì)菌等）環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2669環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2670環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 如果河流受到有機(jī)物質(zhì)污染的量低于自凈能力如果河流受到有機(jī)物質(zhì)污染的量低于自凈能力?在這條

43、曲線的最低點(diǎn)即最缺氧點(diǎn)的溶解氧量大于零，河水始終呈現(xiàn)有氧狀態(tài)。在這條曲線的最低點(diǎn)即最缺氧點(diǎn)的溶解氧量大于零，河水始終呈現(xiàn)有氧狀態(tài)。反之，最缺氧點(diǎn)的河流將呈現(xiàn)無(wú)氧狀態(tài)反之，最缺氧點(diǎn)的河流將呈現(xiàn)無(wú)氧狀態(tài)晝夜的差異取決于微生物的種類，數(shù)量和水體斷面及水深晝夜的差異取決于微生物的種類，數(shù)量和水體斷面及水深P/H河流剛被污染時(shí)，河流剛被污染時(shí)，P/H指數(shù)下降，溶解氧濃度晝夜差異小，如指數(shù)下降，溶解氧濃度晝夜差異小，如A-B點(diǎn)點(diǎn)溶解氧晝夜變化幅度能較好的反映水體中微生物群落的組成和生態(tài)平衡狀況溶解氧晝夜變化幅度能較好的反映水體中微生物群落的組成和生態(tài)平衡狀況2022-6-2671無(wú)色無(wú)色 灰色灰色 繼續(xù)變

44、清繼續(xù)變清 無(wú)色無(wú)色澄清透明澄清透明 混濁混濁 濁度下降濁度下降 澄清透明澄清透明 泡沫減少泡沫減少 :水體顏色、濁度水體顏色、濁度污染前污染前 凈化開(kāi)始凈化開(kāi)始 持續(xù)持續(xù) 結(jié)束結(jié)束環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 2022-6-2672四四.污染水體的微生物生態(tài)污染水體的微生物生態(tài)污化系統(tǒng)污化系統(tǒng)污化帶污化帶 根據(jù)指示生物的種群，數(shù)量和水質(zhì)劃分的污化帶：根據(jù)指示生物的種群，數(shù)量和水質(zhì)劃分的污化帶：多污帶，多污帶，中污帶，中污帶，中污帶，寡污帶。中污帶，寡污帶。環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 污化指示生物包括：細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、浮游污化指示生物包括：細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物

45、、底棲動(dòng)物、軟體動(dòng)物和水生昆蟲(chóng)甲殼動(dòng)物、底棲動(dòng)物、軟體動(dòng)物和水生昆蟲(chóng)多污帶多污帶水質(zhì)水質(zhì)水呈暗灰色水呈暗灰色，很渾濁，很渾濁；溶解氧低，無(wú)氧狀態(tài)；溶解氧低，無(wú)氧狀態(tài)；大量有機(jī)物，大量有機(jī)物，BODBOD高。高。菌數(shù)量菌數(shù)量每毫升含菌數(shù)億個(gè)每毫升含菌數(shù)億個(gè)指示生物指示生物* * 寡毛類的顫蚯蚓動(dòng)物；寡毛類的顫蚯蚓動(dòng)物；硫酸還原菌，產(chǎn)甲烷菌；硫酸還原菌，產(chǎn)甲烷菌；無(wú)顯花植物，魚(yú)類滅絕。無(wú)顯花植物，魚(yú)類滅絕。2022-6-2673環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 多污帶多污帶：位于排污口之后的區(qū)段：位于排污口之后的區(qū)段有分解復(fù)雜有機(jī)物的物種，產(chǎn)生有分解復(fù)雜有機(jī)物的物種，產(chǎn)生H2S，CO2，CO4等氣體，水面等

46、氣體，水面上有氣泡，水底沉積污泥上有氣泡，水底沉積污泥2022-6-2674中污帶中污帶 水質(zhì)水質(zhì)水灰色，溶解氧少，半?yún)捬醯臓顟B(tài)；水灰色，溶解氧少，半?yún)捬醯臓顟B(tài)；有機(jī)物量減少，有機(jī)物量減少，BODBOD下降；下降；有氨氣，硫化氫等氣體生成有氨氣，硫化氫等氣體生成。水面上。水面上有泡沫和浮泥有泡沫和浮泥 菌數(shù)量菌數(shù)量細(xì)菌種類增多，每毫升幾千萬(wàn)個(gè)細(xì)菌種類增多，每毫升幾千萬(wàn)個(gè) 指示生物指示生物底底泥已部分無(wú)機(jī)化，滋生大量顫泥已部分無(wú)機(jī)化，滋生大量顫蚯蚓；蚯蚓；藍(lán)藻，裸藻，綠藻；藍(lán)藻，裸藻，綠藻；天藍(lán)喇叭蟲(chóng)，美觀獨(dú)縮蟲(chóng)，椎尾水輪天藍(lán)喇叭蟲(chóng)，美觀獨(dú)縮蟲(chóng)，椎尾水輪蟲(chóng)，臀尾水輪蟲(chóng)，節(jié)蝦。蟲(chóng)，臀尾水輪蟲(chóng)，節(jié)蝦

47、。 中污帶：中污帶：在在多污帶下游多污帶下游2022-6-2675天藍(lán)喇叭蟲(chóng)天藍(lán)喇叭蟲(chóng)椎椎尾尾水水輪輪蟲(chóng)蟲(chóng)節(jié)蝦節(jié)蝦2022-6-2676環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)中污帶中污帶水質(zhì)水質(zhì)溶解氧濃度升高；有機(jī)物較少，溶解氧濃度升高；有機(jī)物較少，BODBOD和懸浮物含量低和懸浮物含量低 菌數(shù)量菌數(shù)量細(xì)菌數(shù)量減少，每毫升只有幾萬(wàn)個(gè)細(xì)菌數(shù)量減少，每毫升只有幾萬(wàn)個(gè) 指示生物指示生物藻類大量繁殖；藻類大量繁殖；固著型纖毛蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)，聚縮蟲(chóng)，固著型纖毛蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)，聚縮蟲(chóng)，輪蟲(chóng)，浮游甲殼動(dòng)物及昆蟲(chóng)；輪蟲(chóng)，浮游甲殼動(dòng)物及昆蟲(chóng)；水生植物出現(xiàn)水生植物出現(xiàn) 中污帶：中污帶：在在中污帶中污帶下游下游2022-6-

48、2677短棘盤(pán)短棘盤(pán)星藻星藻變異直鏈硅藻變異直鏈硅藻水花束絲藻水花束絲藻NH3 H2S分別被氧化為分別被氧化為N3O SO42-2022-6-2678環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)寡污帶寡污帶 水質(zhì)水質(zhì)水體的溶解氧含量高；水體的溶解氧含量高；BODBOD和懸浮物含量極低，和懸浮物含量極低，H H2 2S S消失消失 菌數(shù)量菌數(shù)量細(xì)菌極少細(xì)菌極少 指示生物指示生物 魚(yú)腥藻，硅藻，黃藻；魚(yú)腥藻，硅藻，黃藻；鐘蟲(chóng)，變形蟲(chóng)，旋輪蟲(chóng)，浮游甲殼動(dòng)物鐘蟲(chóng)，變形蟲(chóng)，旋輪蟲(chóng)，浮游甲殼動(dòng)物水生植物和魚(yú)。水生植物和魚(yú)。 寡污帶寡污帶 ：在在中污帶之后中污帶之后u標(biāo)志著河水自凈作用已經(jīng)完成，有機(jī)物全部無(wú)機(jī)化標(biāo)志

49、著河水自凈作用已經(jīng)完成，有機(jī)物全部無(wú)機(jī)化2022-6-2679環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)蚤狀水蚤蚤狀水蚤玫玫瑰瑰旋旋輪輪蟲(chóng)蟲(chóng)大型水蚤大型水蚤 水體的有機(jī)污染指標(biāo)A為有葉綠素的微生物數(shù)；為有葉綠素的微生物數(shù)；B無(wú)葉綠素的微生物數(shù)。無(wú)葉綠素的微生物數(shù)。 污染程度污染程度清潔水清潔水 輕度污染水輕度污染水 中等污染水中等污染水 嚴(yán)重污染水嚴(yán)重污染水BIP值值088202060601002022-6-2680BABBIP100% 五、水體的微生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)五、水體的微生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 BIP指數(shù)可用于定性地衡量、評(píng)價(jià)水體污化系統(tǒng)的有機(jī)污染程度指數(shù)可用于定性地衡量、評(píng)價(jià)水體污化

50、系統(tǒng)的有機(jī)污染程度2022-6-2681環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)細(xì)菌菌落總數(shù)（細(xì)菌菌落總數(shù)（CFU） 指指1mL1mL水樣在營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于水樣在營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于3737培養(yǎng)培養(yǎng)2424小時(shí)，所生長(zhǎng)的細(xì)菌菌落總數(shù)。小時(shí)，所生長(zhǎng)的細(xì)菌菌落總數(shù)。 它用于指示被檢的水源水受有機(jī)物污染的程度，為生它用于指示被檢的水源水受有機(jī)物污染的程度，為生活飲用水進(jìn)行衛(wèi)生評(píng)價(jià)活飲用水進(jìn)行衛(wèi)生評(píng)價(jià)CFU除說(shuō)明水受污染的程度外，還指示該水能否被飲用除說(shuō)明水受污染的程度外，還指示該水能否被飲用2022-6-2682環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)細(xì)菌菌落總數(shù)（細(xì)菌菌落總數(shù)（CFU） 我國(guó)規(guī)定我國(guó)規(guī)

51、定1mL1mL生活飲用水中生活飲用水中的細(xì)菌菌落總數(shù)在的細(xì)菌菌落總數(shù)在100100個(gè)個(gè)以下。以下。 水源中細(xì)菌總數(shù)不能說(shuō)明污染的來(lái)源，因此結(jié)合大腸水源中細(xì)菌總數(shù)不能說(shuō)明污染的來(lái)源，因此結(jié)合大腸菌群數(shù)和糞大腸桿菌數(shù)來(lái)判斷水的污染源和安全程度更菌群數(shù)和糞大腸桿菌數(shù)來(lái)判斷水的污染源和安全程度更為全面。為全面。2022-6-2683環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)總大腸菌群總大腸菌群 總大腸菌群，包括埃希氏菌屬，檸檬酸桿菌屬，總大腸菌群，包括埃希氏菌屬，檸檬酸桿菌屬，腸桿菌屬，克雷伯氏菌屬等十幾種腸道桿菌，一群腸桿菌屬，克雷伯氏菌屬等十幾種腸道桿菌，一群好氧和兼性厭氧的好氧和兼性厭氧的無(wú)芽孢革蘭氏

52、陰性桿菌無(wú)芽孢革蘭氏陰性桿菌。這些。這些菌屬在菌屬在3737能不同程度的發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸，產(chǎn)氣，是能不同程度的發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸，產(chǎn)氣，是指示水體被糞便污染的指標(biāo)。指示水體被糞便污染的指標(biāo)。 有兩種表示方法：有兩種表示方法：1 1、大腸菌群數(shù)，即一升水中含有大腸菌群數(shù)量，、大腸菌群數(shù)，即一升水中含有大腸菌群數(shù)量，2 2、大腸菌群值，指水樣中可檢出、大腸菌群值，指水樣中可檢出1 1個(gè)大腸菌群的最小水樣個(gè)大腸菌群的最小水樣體積數(shù)（體積數(shù)（mlml）。）。2022-6-2684環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)選擇大腸菌群作為致病菌的間接指示菌的原因？ 大腸桿菌是人腸道中正常的寄生菌，在環(huán)境中存大腸桿菌是人

53、腸道中正常的寄生菌，在環(huán)境中存活時(shí)間與致病菌相近，檢驗(yàn)技術(shù)簡(jiǎn)便?；顣r(shí)間與致病菌相近，檢驗(yàn)技術(shù)簡(jiǎn)便。大腸菌群數(shù)大腸菌群數(shù)量和病原微生物的數(shù)量存在一定關(guān)系。量和病原微生物的數(shù)量存在一定關(guān)系。間接病原菌測(cè)定間接病原菌測(cè)定是否有腸道正常細(xì)菌是否有腸道正常細(xì)菌若檢出，則表明水被糞便所污染，若檢出，則表明水被糞便所污染，則有腸道病原菌的則有腸道病原菌的2022-6-2685環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)大腸菌群數(shù)大腸菌群數(shù)/ 1L病毒陽(yáng)性檢出率病毒陽(yáng)性檢出率100010005318我國(guó)目前的生活飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國(guó)目前的生活飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一升水中一升水中總大腸菌群數(shù)不得超過(guò)總大腸菌群數(shù)

54、不得超過(guò)3個(gè)。個(gè)。 2022-6-2686環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)缺陷？ 事實(shí)上，大腸埃希氏菌可引起幼兒腹瀉，有些菌事實(shí)上，大腸埃希氏菌可引起幼兒腹瀉，有些菌株（如株（如O-157O-157）是極毒菌株，在日本、美國(guó)曾多次引）是極毒菌株，在日本、美國(guó)曾多次引起爆發(fā)性傳染病，再者有時(shí)測(cè)總大腸菌群程陰性，起爆發(fā)性傳染病，再者有時(shí)測(cè)總大腸菌群程陰性，卻不能明確證明無(wú)致病菌。卻不能明確證明無(wú)致病菌。2022-6-2687環(huán)境微生物基礎(chǔ)教學(xué)課件 天津工業(yè)大學(xué)水體富營(yíng)養(yǎng)化水體富營(yíng)養(yǎng)化藍(lán)細(xì)菌、藻類和異養(yǎng)微生物藍(lán)細(xì)菌、藻類和異養(yǎng)微生物指標(biāo)：指標(biāo)：無(wú)機(jī)氮含量超過(guò)無(wú)機(jī)氮含量超過(guò)0.2-0.3 mg/l，磷達(dá)到，磷達(dá)到0.01-0.02 mg/l，生化需氧，生化需氧量大于量大于10 mg/l，pH為為7-9，表征藻類數(shù)量的葉綠素，表征藻類數(shù)量的葉綠素a含量大于含量大于10g/l.u水體富營(yíng)養(yǎng)化是指富含磷，氮的生活污水和工業(yè)污水排放到湖泊、水體富營(yíng)養(yǎng)化是指富含磷，氮的生活污水和工業(yè)污水排放到湖泊、河流和海洋，使水體的氮磷營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，促使水體中的藻類過(guò)量生長(zhǎng)，河流和海洋，使水體的氮磷營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，促使水體中的藻類過(guò)量生長(zhǎng)，使淡水水體發(fā)生使淡水水體發(fā)生“水華水華”或或“水花水花”，使海洋發(fā)生，使海洋發(fā)生“