學習情境六微生物檢驗技術課件

1、微生物應用技術學習情境六 微生物檢驗技術主要內容1說課內容微生物的危害飲用水和空氣中微生物的衛(wèi)生標準及檢測123了解微生物在自然界中的分布任務1 微生物的危害內容水體富營養(yǎng)化1微生物代謝物與環(huán)境污染2內容1 水體富營養(yǎng)化 水體富營養(yǎng)化 指氮、磷等營養(yǎng)物質大量進入水體，使藻類和浮游生物旺盛增殖，從而破壞水體生態(tài)平衡的現(xiàn)象。以湖泊、水庫對人類生產和生活影響最大。 水體富營養(yǎng)化特征：DO先而后；C、N、P含量；藻類由硅藻占優(yōu)勢變成由綠藻、藍藻占優(yōu)勢；透明度。 這種富營養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生在湖泊等內陸水體可形成水華（又稱水花）；發(fā)生在海洋可形成赤潮（又稱紅潮）。 一、富營養(yǎng)化的形成和影響因素高山、極地湖泊的富

2、營養(yǎng)化大多屬于天然的富營養(yǎng)化。人為的水體富營養(yǎng)化是在人類活動的影響下發(fā)生的水體生態(tài)演變。1. 富營養(yǎng)化的形成（1）營養(yǎng)物質 氮、磷 限制因子。 （2）季節(jié)與水溫 （3）光照 2. 富營養(yǎng)化的影響因素 目前一般采用的富營養(yǎng)化指標： 水體含氮量大于0.20.3mg/L， 含磷量大于 0.010.02mg/L， 生化需氧量大于10mg/L， 細菌總數(shù)（淡水，pH79）達 105個/mL， 葉綠素a（藻類生長量的標志）大于10mg/m3。二、引起富營養(yǎng)化的優(yōu)勢藻類微型藻類微型藻類海洋中現(xiàn)已查明的有60多種 裸甲藻屬、膝溝藻屬、多甲藻屬的種類。湖泊中以藍細菌為主。常見的有：微囊藻屬、魚腥藻屬、束絲藻屬和

3、顫藻屬。由于占優(yōu)勢的浮游藻類所含色素不同，使水體呈現(xiàn)藍、綠、紅、棕、乳白等不同顏色。三、水體富營養(yǎng)化的危害水體的溶解氧急劇下降 破壞水生生態(tài)系統(tǒng) 危害自然景觀 危害人體及其它生物的健康 四、富營養(yǎng)化的防治1、外環(huán)境控制措施（截外源）（1）工業(yè)： 加強排污總量控制；污水進行深度處理（硝化反硝化脫氮，化學混凝沉淀除磷，氧化塘除氮、磷）。（2）農業(yè)： 減少化肥使用量，加強農家肥使用的宣傳力度，并做好肥料的貯存和施用工作；建立農村污水處理設施。四、富營養(yǎng)化的防治1、外環(huán)境控制措施（截外源）（3）生活： 實行合成洗衣粉含磷量的限制。（4）水體周圍： 建立良性生態(tài)平衡，包括建立水體周圍的緩沖林帶；保護水體

4、周圍及上游的森林植被，防止營養(yǎng)物 質的過多流失。 如湖邊應保證有2km5km的湖濱保護帶，帶內嚴禁新建污染企業(yè)和從事有污染的活動。帶內土地應當退地還湖。2、內環(huán)境控制（除內源）（1）生物法： 細菌、真菌、噬藻體等殺藻劑每月投入12次；養(yǎng)殖藻類和水生植物并定期收獲；養(yǎng)殖食草性魚類、貝類。（2）藥物除藻法： CuSO40.10.5mg/L（殺藻而不能除氣味）、漂白粉0.51mg/L（既殺藻又除氣味）、明礬（主要除藍藻）。 適用于小范圍水體，用于藻類剛開始繁殖時，裝 袋拖掛于船后或直接噴灑。 藥劑用量最好經(jīng)試驗確定。2、內環(huán)境控制（除內源）（3）充氧曝氣法： 利用機械攪拌或強力通氣破壞湖中的分層現(xiàn)象

5、使湖水混合，可收到較顯著效果。常用于較深的水體。（4）凝集沉淀法： 加Fe鹽、Al鹽及粘土礦物與磷結合成不溶物沉淀2、內環(huán)境控制（除內源）（5）底泥挖掘法： 將沉淀于底泥中的磷除去，消除二次污染機會。（6）稀釋沖刷法： 加貧營養(yǎng)水稀釋或用貧營養(yǎng)水進行換水沖刷，這是最快速的手段。（7）深層排水法：一般深層的營養(yǎng)鹽比表層的多，排掉深層的水可帶走很多營養(yǎng)鹽類。內容2 微生物代謝物與環(huán)境污染 一、微生物毒素與食品污染 1. 細菌毒素 2. 放線菌毒素 3. 真菌毒素 4. 藻類毒素 1. 細菌毒素 可分為內毒素與外毒素。 內毒素是微生物細胞的組分，通常為細胞壁的某一成分，只有當菌體裂解或融溶時才能釋放

6、。 外毒素由微生物合成后，分泌到細胞外面。毒力強于內毒素，但不耐高溫。 常見的外毒素有白喉毒素、破傷風毒素、霍亂腸毒素、肉毒毒素、葡萄球菌腸毒素等。 （1）肉毒毒素 是由肉毒梭菌產生的外毒素，是一種極強的神經(jīng)毒，主要作用于神經(jīng)和肌肉的連接處及植物神經(jīng)末梢，導致肌肉收縮不全和肌肉麻痹。 腸道中蛋白分解酶不能分解此毒素。 肉毒梭菌是革藍氏陽性菌，產芽孢，能運動，專性厭氧。 預防肉毒中毒可把食品保存在pH4.5，或鹽分10%或溫度3 的條件下。罐頭食品需經(jīng)121高壓滅菌，以殺死芽孢。 （2）葡萄球菌腸毒素 是由金黃色葡萄球菌的產毒菌株產生的外毒素。 腸道吸收該毒素后，在26h之內即可引起惡心嘔吐等

7、金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽性、不產芽孢的球狀菌。 該毒素用一般的烹飪方法不能破壞，需經(jīng)100 oC，2h處理方可破壞。 2. 放線菌毒素 如鏈霉菌屬放線菌產生的放線菌素，可使大鼠產生腫瘤。 3. 真菌毒素 是指以霉菌為主的真菌代謝活動所產生的毒素。 真菌毒素致病有下幾個特點： 中毒常與食物有關; 發(fā)病有季節(jié)性或地區(qū)性； 不產生抗體，也不能免疫； 患者無傳染性； 一次性大量攝入往往發(fā)生急性中毒；長期少量攝入則發(fā)生慢性中毒和致癌。3.真菌毒素 至今發(fā)現(xiàn)的真菌毒素達300種。其中，毒性較強的有黃曲霉毒素、棕曲霉毒素、黃綠青霉素、紅色青霉毒素B、青霉酸等。 3.真菌毒素 黃曲霉毒素主要由黃曲霉和寄生曲霉

8、產生的毒素，是劇毒物，也是致癌物，可誘發(fā)肝癌。 以黃曲霉毒素B1毒性最大，致癌性最強。 污染最重的是花生、花生油和玉米。 預防黃曲霉毒素污染的主要措施：降低含水量，降低相對濕度，充CO2降低氧量，使用化學藥劑等。 4. 藻類毒素 （1）甲藻 它產生的毒素對人類有劇毒。產生毒素的甲藻主要是膝溝藻屬的種類，海洋赤潮中的甲藻多為此屬。 （2）藍細菌 淡水中藍細菌產生的毒素使魚類、家畜、水鳥等致死。 （3）金藻 海水中金藻綱產生的毒素可使魚類大量死亡。 二、氣味代謝物 從放線菌產生的土腥味物質中分離到土腥素（或土臭味素）。其他引起環(huán)境污染的微生物氣味代謝物有氨、硫化氫、硫醇、（甲基）吲哚、糞臭素、脂肪

9、、酸、醛、醇等。 三、酸性礦水 酸性礦水的形成：化學氧化和生物（耐酸細菌）氧化。FeS FeSO4+H2SO4 FeSO4 硫桿菌 Fe2(SO4)3FeS+ Fe2(SO4)3 FeSO4+S S 硫桿菌 H2SO4 酸性廢水的危害： 隨水滲漏或順河道擴散，污染農田、水渠、河流，破壞自然生態(tài)、生物群落、毒害魚類、影響人類生活。 酸性廢水的治理措施： 投加大量纖維素，造成缺氧環(huán)境，促進反硫化作用的產生； 投加抗微生物的藥劑（-酮酸類、羧酸類），抑制硫桿菌的活性。 加石灰提高pH，使硫酸成為硫酸鈣沉淀； 開采后層層覆蓋，避免酸性礦水形成。四、汞的生物甲基化 無機汞經(jīng)過微生物的甲基化作用后，形成的

10、甲基汞毒性增強，使汞的危害大大加劇。 能形成甲基汞的厭氧細菌有產甲烷菌、匙形梭菌；好氧細菌有熒光假單胞菌、草分枝桿菌、大腸埃希氏菌、產氣腸桿菌、巨大芽孢桿菌等；真菌中有粗糙脈孢霉、黑曲霉、短柄帚霉以及釀酒酵母等。 汞的生物甲基化往往與甲基鈷胺素有關。甲基鈷胺素即VB12甲基傳遞體。 （1）汞的非酶促甲基化 在中性水溶液中，以VB12作為甲基供體，汞可被轉化為甲基汞。 是純化學反應，能快速而定量地進行。 在有氧和厭氧條件下，汞的甲基化均能順利完成。（2）汞的酶促甲基化 在自然界，除個別情況外,甲基汞都是在微生物的作用下形成的。 微生物的作用可分為直接作用與間接作用。 直接作用是指直接在微生物酶的

11、催化下發(fā)生甲基化過程。 間接作用則是指在微生物體外發(fā)生的甲基化過程。 水體中酶促甲基化的速率受pH值、通氣、微生物種類的影響。五、微生物引起的硝酸鹽還原對人體的影響1.引起高鐵血紅蛋白癥 2. 生成亞硝胺 五、微生物引起的硝酸鹽還原對人體的影響 1. 引起高鐵血紅蛋白癥 在有氧條件下，微生物 NO-3。當飲用水中NO-3過高時，會使嬰兒得高鐵血紅蛋白癥。 2. 生成亞硝胺 在人腸道內處于酸性情況下，硝酸還原細菌可把NO-3 NO-2，蛋白質等物質代謝過程中常有胺類物質產生。 故硝酸鹽被認為是致癌物亞硝胺的前體。任務2 了解微生物在自然界中的分布(一) 水體中微生物的來源1水體中固有的微生物 2

12、來自土壤的微生物 3來自生產和生活的微生物 4來自空氣的微生物 一、水中微生物的種類和分布任務2 了解微生物在自然界中的分布(二) 海水微生物的分布和種類 海水中常見的微生物有假單胞菌屬、弧菌屬、黃色桿菌屬、五色桿菌屬及芽孢桿菌屬等。 (三) 淡水微生物的分布和種類 主要是一些能分解各種有機物的腐生菌，如芽孢桿菌、生孢梭菌、變形桿菌、大腸桿菌、糞鏈球菌等。有的甚至還含有傷寒、痢疾、霍亂、肝炎等人類病原菌。一、水中微生物的種類和分布任務2 了解微生物在自然界中的分布菌名滅過菌的水被污染的水自來水河水井水大腸桿菌8365226221183傷寒桿菌636524229341831.5107甲型副傷寒桿

13、菌2255乙型副傷寒桿菌391672122737痢疾桿菌2722415271292霍亂弧菌33920.52134280.592192病原菌在各種水中生存時間（d）（一）大腸菌群作為指標的意義任務2 了解微生物在自然界中的分布溫度（）一周后細胞存活率（%）細菌滅絕時間（周）046.09514.07100.076180.044水溫對傷寒桿菌在水中生存的影響（一）大腸菌群作為指標的意義傷寒桿菌痢疾桿菌霍亂弧菌 傷寒沙門氏菌副傷寒沙門氏菌乙型副傷寒沙門氏菌痢疾桿菌副痢疾桿菌（一）大腸菌群作為指標的意義沙門氏菌人畜共患病生化反應形態(tài)對理化因素的抵抗力革蘭氏陰性菌，桿菌無芽孢，無莢膜，具周生鞭毛。 不分解

14、乳糖；可以檸檬酸鹽作為唯一碳源 60下，半小時可殺死5石炭酸鐘后致死 傷寒沙門氏菌副傷寒沙門氏菌乙型副傷寒沙門氏菌（一）大腸菌群作為指標的意義志賀氏菌多數(shù)不分解乳糖無莢膜、無鞭毛，有菌毛生化反應形態(tài)對理化因素的低抗力痢疾志賀氏菌副痢疾志賀氏菌 60 10分鐘 死亡0.1石炭酸僅生存1015min。志賀氏菌引起的中毒性痢疾?。ㄒ唬┐竽c菌群作為指標的意義弧型或逗點狀菌體，具鞭毛，革蘭氏陰性，無莢膜 霍亂弧菌（V.cholerae）霍亂弧菌生化反應形態(tài)對理化因素的低抗力60 10 min殺死1石炭酸 min 兼性厭氧，使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽。（一）大腸菌群作為指標的意義（一）大腸菌群作為指標的意義

15、選作衛(wèi)生指標的菌群必須符合的要求： 生理特性的相似性； 該種細菌在糞便中的數(shù)量較多； 檢驗技術較簡單。二、大腸菌群及生活飲用水的細菌標準大腸菌群腸球菌群產氣莢膜桿菌群大腸桿菌產氣桿菌枸椽酸鹽桿菌副大腸桿菌腸道正常細菌比較：形態(tài)、數(shù)量、培養(yǎng)、水體存活時間（一）大腸菌群作為指標的意義二、大腸菌群及生活飲用水的細菌標準（一）大腸菌群作為指標的意義 腸球菌類抵抗能力最差，生存時間比腸道病原菌短。 莢膜桿菌因具有芽孢，所以能長期生存在自然水域中，不足以說明病原菌類似的生存時間。 只有大腸菌群的生理習性與傷寒桿菌、副傷寒桿菌和痢疾桿菌等病原菌的生理特性較為相似，而且在糞便中數(shù)量最多，檢出上技術也較為方便，

16、最合適充當水污染的衛(wèi)生指標。二、大腸菌群及生活飲用水的細菌標準生存環(huán)境碳源特征培養(yǎng)溫度特征菌落特征大腸桿菌大腸桿菌產氣桿菌枸椽酸鹽桿菌副大腸桿菌大腸菌群（二）大腸菌群的生化特征比較 總大腸菌群是對一群需氧及兼性厭氧在37培養(yǎng)24h，能分解乳糖產酸、產氣的革蘭陰性無芽孢桿菌的統(tǒng)稱。（三）生活飲用水的細菌衛(wèi)生標準 生活飲用水衛(wèi)生標準（GB 5749-2006） 第一節(jié) 水中的微生物監(jiān)測 二、大腸菌群及生活飲用水的細菌標準 土壤中的生態(tài)環(huán)境條件營養(yǎng)（有機質豐富） 水分（有一定含量）、空氣（含氧氣） 酸堿度（pH5.58. 5，適宜） 滲透壓（0.30.6MPa，等滲或低滲環(huán)境） 溫度條件（較恒定）和

17、表面保護層。 故土壤是微生物的大本營，也是人類最豐富的“菌種資源庫”。二、土壤微生物的種類及分布（一）、土壤的生態(tài)條件 1土壤微生物的種類 細菌（占7090） 108 放線菌 107 絲狀菌 106 酵母菌 105 藻類 104 原生動物 103（二）、土壤微生物的種類及分布2微生物在土壤中的分布 水平分布 垂直分布 （二）、土壤微生物的種類及分布 塵土飛揚、小水滴、人和動物身體的脫落物、呼吸道、口腔內含微生物的分泌物； 敞開的污水生物處理系統(tǒng)通過機械攪拌、鼓風曝氣等可使污水中的微生物以氣溶膠的形式飛濺到空氣中。三、空氣中微生物的種類和分布 （一）空氣微生物來源 （二）、空氣中微生物的種類和分

18、布 空氣中的微生物大部分是腐生的種類，但是不同的空氣環(huán)境中微生物的種類不同。 有些種類是普遍存在的，如某些霉菌、酵母菌、真菌孢子。細菌主要是來自于土壤的腐生性種類，常見的為各種球菌、芽孢桿菌、產色素細菌等。 空氣中微生物的分布隨環(huán)境條件及微生物的抵抗力不同而呈現(xiàn)不同的分布規(guī)律。空氣中微生物的數(shù)目決定于塵埃的總量?？諝庵袎m埃含量越高，微生物的種類數(shù)量越多。（三）、空氣微生物的衛(wèi)生標準 目前，還沒有統(tǒng)一的空氣細菌衛(wèi)生標準，對于室內環(huán)境，一般以室內lm3空氣中的細菌總數(shù)達為5001000cfum3以上作為空氣污染的指標，即認為空氣受到較為嚴重的污染，不適合人的停留。 (三）、空氣微生物的衛(wèi)生標準 清潔程度細菌總數(shù)（cfu/m3）清潔程度細菌總數(shù)（cfu/m3）最清潔空氣12臨界環(huán)境150清潔空氣30輕度污染301任務3 飲用水和空氣中微生物的衛(wèi)生標準及檢測制作培養(yǎng)基平板定量接種水樣37下培養(yǎng)48h計數(shù)菌落（一）水中菌落總數(shù)的測定 一、水的細菌學檢驗任務3 飲用水和空氣中微生物的衛(wèi)生標準及檢測 （二）大腸菌群的測定 大腸菌群是指能在37、24h之內發(fā)酵乳糖產酸產氣，好氧及兼性厭氧的革蘭陰性無芽孢桿菌的統(tǒng)稱。 大腸菌群的檢驗方法主要包括多管發(fā)