微生物的生態(tài)-微生物生態(tài)的應(yīng)用

微生物生態(tài)及其應(yīng)用微生物學(xué)及操作技術(shù)生態(tài)學(xué)的概念1在釀酒業(yè)中的作用2微生物與污水處理3微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化4目錄頁CONTENTSPAGE1生態(tài)學(xué)的概念生態(tài)學(xué)定義研究意義一、定義生態(tài)學(xué)的概念生態(tài)學(xué)微生物生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)：研究生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關(guān)系的一門學(xué)科。微生物生態(tài)學(xué)：研究微生物和環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)，是生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支。二、研究意義生態(tài)學(xué)的概念研究微生物生態(tài)學(xué)具有重要的理論意義和實(shí)踐意義：有助于開發(fā)豐富的菌種資源，防止有害微生物的活動(dòng)；有助于發(fā)展食品新菌發(fā)酵、系列發(fā)酵和生態(tài)農(nóng)業(yè)。研究意義研究意義2在釀酒業(yè)中的應(yīng)用白酒啤酒葡萄酒白酒生產(chǎn)工藝啤酒生產(chǎn)工藝葡萄酒生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝流程在釀造工業(yè)中應(yīng)用3微生物與污水處理需氧處理法厭氧處理法一、需氧處理法微生物與污水處理利用好氧微生物的活動(dòng)將污水中的有機(jī)物質(zhì)氧化，最后生成CO2、水、硝酸鹽、硫酸鹽等簡單的無機(jī)物?；钚晕勰喾ㄉ锬しㄑ趸林饕獛追N方法分類定義一、需氧處理法微生物與污水處理1、活性污泥法回流污泥

剩余污泥活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。一、需氧處理法微生物與污水處理2、生物膜法生物膜的形成：初生、生長及老化剝落三個(gè)過程；生物膜的凈化原理：（1）微生物對(duì)污水中有機(jī)物吸附、吸收、氧化分解；（2）有機(jī)物濃度梯度微生物所需氧氣：由空氣到運(yùn)動(dòng)水層再到附著水層

以生物膜為凈化主體的生物處理法。分為生物轉(zhuǎn)盤法和塔式生物濾池法。一、需氧處理法微生物與污水處理3、氧化塘適用于處理生活污水以及制革、造紙、石油化工、乙烯和農(nóng)藥等部門的工業(yè)廢水，還可養(yǎng)藻、養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨等。氧化塘也稱穩(wěn)定塘，是利用自然生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的一處大面積、敞開式的污水處理池塘。是利用細(xì)菌和藻類的共生關(guān)系來分解有機(jī)物污染物的一種廢水處理法。二、厭氧處理法微生物生態(tài)及其應(yīng)用定義厭氧處理的關(guān)鍵是密封主要用于處理農(nóng)業(yè)和生活廢棄物或污水廠的剩余污泥，也可處理工業(yè)廢水在缺氧條件下，利用微生物分解污水中有機(jī)質(zhì)的方法。主要是利用甲烷細(xì)菌進(jìn)行厭氧發(fā)酵原理。4微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化環(huán)境中的主要污染物微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化一、環(huán)境中的主要污染物微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化當(dāng)前已知的環(huán)境污染物大約十萬余種，可大致歸為4類。無毒有機(jī)物：糖類、脂類、蛋白質(zhì)有毒有機(jī)物：苯酚、多環(huán)芳烴和各種人工合成的有機(jī)物無毒無機(jī)物：酸、堿、一般無機(jī)鹽、氯、磷有毒無機(jī)物：各種重金屬和氰化物、氟化物主要污染物舉例主要污染物二、微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物代謝類型的多樣性、生長繁殖迅速、個(gè)體微小、比表面積大。微生物對(duì)無毒有機(jī)物的降解：生活廢棄物微生物對(duì)有毒有機(jī)物的降解：農(nóng)藥、石油、表面活性劑微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化：改變重金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài)有毒無機(jī)物：各種重金屬和氰化物、氟化物降解與轉(zhuǎn)化微生物特點(diǎn)

降解與轉(zhuǎn)化二、微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化三、微生物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化1、重金屬污染定義

由重金屬及其化合物造成的環(huán)境污染，主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛以及金屬砷，還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等污染物造成的污染。三、微生物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化2、重金屬污染處理方法化學(xué)沉淀法、離子交換法電解法、反滲透法萃取法、活性炭吸附法、膜分離法生物處理法三、微生物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化3、生物處理法微生物對(duì)重金屬污染的生物修復(fù)作用是通過微生物對(duì)重金屬的溶解、轉(zhuǎn)化與固定來實(shí)現(xiàn)。微生物對(duì)重金屬的抗性機(jī)制主要有生物吸附胞外沉淀胞內(nèi)隔絕主動(dòng)運(yùn)輸生物轉(zhuǎn)化三、微生物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化3、生物處理法（1）微生物吸附劑里有四種表面絡(luò)合機(jī)理：微生物能通過多種途徑將重金屬吸附在其細(xì)胞表面，細(xì)胞壁是重金屬離子的積累場所，細(xì)胞壁主要由甘露聚糖、葡聚糖等組成，這些組成中可與重金屬離子結(jié)合。例如芽孢桿菌屬的菌株有強(qiáng)大的吸附金屬的能力。離子交換機(jī)理：微生物利用細(xì)胞壁上基團(tuán)與重金屬離子進(jìn)行交換，從而使溶液中的重金屬離子濃度得以降低。例如褐藻類氧化還原機(jī)理：有些菌類具有氧化還原能力，能改變吸附在其上的重金屬離子的價(jià)態(tài)，使之變成無揮發(fā)性和無毒性的物質(zhì)。例如產(chǎn)堿菌屬、芽孢桿菌屬。靜電吸附機(jī)理：微生物細(xì)胞的外表面帶有負(fù)電荷，因此對(duì)帶正電荷的重金屬離子具有靜電吸附性能。例如細(xì)菌細(xì)胞壁具有負(fù)電荷。三、微生物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化3、生物處理法（2）胞外沉淀分泌胞外蛋白質(zhì)物質(zhì)，與重金屬結(jié)合形成復(fù)合物沉淀，使之不能通過細(xì)胞膜進(jìn)入胞內(nèi)。（3）胞內(nèi)隔絕當(dāng)重金屬進(jìn)入胞內(nèi)并有所積累，胞內(nèi)隔絕會(huì)阻止其對(duì)重要細(xì)胞器的毒害。例如真核微生物、藻類、酵母等。三、微生物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)化微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化3、生物處理法（4）主動(dòng)運(yùn)輸是一種最主要的重金屬抗性機(jī)制，由染色體和質(zhì)粒編碼主動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)，將重金屬從胞漿中排出，由多條路徑構(gòu)成。（5）生物轉(zhuǎn)化微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化作用主要有甲基化作用（硒、汞）、還原作用、氧化作用（銀、砷、鉻、汞、鉬）。重金屬離子一旦進(jìn)入微生物細(xì)胞，可通過氧化、還原、甲基化或去甲基化轉(zhuǎn)化成價(jià)態(tài)穩(wěn)定、毒性較小或無毒的化合物，從而減輕對(duì)生物體的毒害作用。微生物與環(huán)境監(jiān)測微生物學(xué)及操作技術(shù)糞便中微生物監(jiān)測1水中微生物監(jiān)測2空氣中微生物監(jiān)測3目錄頁CONTENTSPAGE土壤中微生物監(jiān)測41糞便中微生物監(jiān)測概述主要指示微生物其他指示微生物糞便中微生物監(jiān)測

概述病原菌一般在環(huán)境中存在的數(shù)量不大，而且檢測方法較復(fù)雜，一般以其他微生物作為代表，間接指示腸道病原菌存在，主要糞便指示菌有以下幾種。一、概述二、主要指示微生物糞便中微生物監(jiān)測大腸菌群是一群以大腸埃希氏菌為主的需氧及兼性厭氧、革蘭氏陰性、無芽孢桿菌，能在48h內(nèi)發(fā)酵乳糖并產(chǎn)酸產(chǎn)氣。其不是分類學(xué)上的名稱，而是人為定義的名詞。糞便中大腸菌群最多。測定方法有多管發(fā)酵法和濾膜法。測定的大腸菌群中的細(xì)菌并非全部來自糞便，有可能由腐敗的植物、土壤帶來，因此有不確定性。1、大腸菌群二、主要指示微生物糞便中微生物監(jiān)測是能在44.5℃發(fā)酵乳糖的大腸菌群，亦稱耐熱性大腸菌群。糞大腸菌群與糞便中大腸桿菌數(shù)量直接相關(guān)。在外環(huán)境中糞大腸菌群不宜繁殖。糞大腸菌群較總大腸菌群作為糞便污染指標(biāo)菌意義更大。檢測方法也是多管發(fā)酵法和濾膜法。2、糞大腸菌群二、主要指示微生物糞便中微生物監(jiān)測是短鏈狀的革蘭氏陽性球菌。其作為糞便污染指標(biāo)菌的優(yōu)點(diǎn)在于在水中不會(huì)自行繁殖，但抵抗力弱于病菌。糞鏈球菌可為水質(zhì)細(xì)菌學(xué)評(píng)價(jià)提供有意義的補(bǔ)充材料。3、糞鏈球菌二、主要指示微生物糞便中微生物監(jiān)測革蘭氏陽性，具有芽孢，能還原亞硫酸鹽的厭氧菌；存在人及溫血?jiǎng)游锏募S便中，可作為糞便污染指示菌其優(yōu)點(diǎn)有：有芽孢，對(duì)氯等消毒劑及外界不良環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗力；能在水中較長期存在；特別適用于在含有有毒物質(zhì)（如氯等）的水體中檢測是否有過糞便污染。4、產(chǎn)氣莢膜梭菌二、主要指示微生物糞便中微生物監(jiān)測

是一類以捕食細(xì)菌為生的寄生菌，依靠對(duì)宿主菌的寄生和裂解使自身得到生長繁殖；當(dāng)水體受到污染時(shí)，可供蛭弧菌寄生的宿主增加，因而蛭弧菌大量繁殖，數(shù)量增加對(duì)污染起到指示作用；生長繁殖需要一定時(shí)間，因此對(duì)污染的指示有滯后期；當(dāng)蛭弧菌增高時(shí)，可長時(shí)間持續(xù)較高水平；可用蛭弧菌聯(lián)合大腸菌群表示水體受糞便污染的的新舊或污染是否持續(xù)。5、蛭弧菌三、其他指示微生物糞便中微生物監(jiān)測

種類繁多，有些對(duì)人和動(dòng)物有致病性；能引起人類傷寒癥、急性腸胃炎和敗血癥等；經(jīng)糞-口傳播，污染食品、藥用動(dòng)物臟器等；在口服用藥和食品中不得檢出。1、沙門氏菌三、其他指示微生物糞便中微生物監(jiān)測

引起人類細(xì)菌性痢疾；經(jīng)糞-口傳播；被規(guī)定為食品衛(wèi)生指示菌，不得檢出。2、志賀氏菌三、其他指示微生物糞便中微生物監(jiān)測

也稱綠膿，為革蘭氏陰性具有單根鞭毛的小桿菌；存在于人畜糞便和污水中，可作為糞便污染指示菌；此菌還存在于人的皮膚和上呼吸道，常見的條件致病菌，藥品、化妝品和游泳池水的衛(wèi)生指示菌。3、銅綠假單胞菌三、其他指示微生物糞便中微生物監(jiān)測

為革蘭氏陽性，排列成葡萄狀的球菌；存在于正常人的皮膚、鼻咽部及家畜的皮膚和腸道；侵入破損的皮膚和粘膜，可引起局部化膿性炎癥，嚴(yán)重時(shí)可引起敗血癥。有些菌株污染食品生產(chǎn)可產(chǎn)生腸毒素，達(dá)到一定劑量引起食物中毒；在食品、化妝品、藥品、游泳池水中均作為重要衛(wèi)生指示菌之一。4、金黃色葡萄球菌2水中微生物監(jiān)測水中微生物的種類和分布大腸菌群及生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)水的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)水中病毒及其檢驗(yàn)水中微生物控制一、水中微生物的種類和分布水中微生物監(jiān)測水體中微生物來源水中的微生物主要來自于：水體中固有的微生物土壤的微生物生產(chǎn)和生活的微生物空氣的微生物一、水中微生物的種類和分布水中微生物監(jiān)測淡水微生物種類

海水中常見的微生物有假單胞菌屬、弧菌屬、黃色桿菌屬、無色桿菌屬及芽孢桿菌屬。

淡水中主要是一些能分解各種有機(jī)物的腐生菌，如芽孢桿菌、生孢梭菌、變形桿菌等，有的甚至還含有傷寒、痢疾、霍亂、肝炎等人類病原菌。海水微生物種類二、生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)水中微生物監(jiān)測生化特征比較

大腸菌群的生理習(xí)性與傷寒桿菌、副傷寒桿菌和痢疾桿菌等病原菌的生理特征較為相似，而且在糞便中數(shù)量最多，檢出技術(shù)也較為方便，最適合作為水污染的衛(wèi)生指標(biāo)。大腸菌群一般包括四種：大腸埃希桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、枸櫞酸鹽桿菌和副大腸桿菌。二、大腸菌群及生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)水中微生物監(jiān)測生活中飲用水的細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2010）細(xì)菌總數(shù)1mL水中不超過100cfu;大腸菌群數(shù)1L水中不超過3MPN；細(xì)菌總數(shù)平均每升不得超過1000cfu;三、水的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)水中微生物監(jiān)測

細(xì)菌總數(shù)測定大腸桿菌測定三、水的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)水中微生物監(jiān)測水中細(xì)菌總數(shù)測定

無菌操作方法用滅菌吸管吸取1mL充分混合均勻的水樣注入無菌平皿中，倒入融化的營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基約15mL，在37℃的溫度下培養(yǎng)24h以后，數(shù)出生長的細(xì)菌菌落數(shù)，即為1mL水樣中的細(xì)菌總數(shù)。三、水的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)水中微生物監(jiān)測大腸菌群的測定大腸菌群是指能在37℃、24h之內(nèi)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，好氧及兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽孢桿菌的統(tǒng)稱。方法主要包括多管發(fā)酵法和濾膜法。四、水中病毒及其檢驗(yàn)水中微生物監(jiān)測水中病毒的檢驗(yàn)脊椎灰質(zhì)鹽病毒肝炎病毒其他腸道病毒飾斑檢驗(yàn)法水中的病毒五、水中微生物控制水中微生物監(jiān)測水中微生物消毒方法含氯氧化劑的消毒紫外線的消毒臭氧消毒微電解消毒加熱消毒3空氣中微生物監(jiān)測空氣中微生物來源微生物種類和分布衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢測方法一、空氣中微生物來源空氣中微生物監(jiān)測來源：塵土飛揚(yáng)、小水滴、人和動(dòng)物身體的脫臼物、呼吸物、口腔微生物。敞開的污水處理系統(tǒng)通過機(jī)械攪拌、鼓風(fēng)曝氣等可使污水中的微生物以氣溶膠的形式濺到空氣中。二、空氣微生物的種類和分布空氣中微生物監(jiān)測微生物分布種類：主要是腐生的種類；

霉菌、酵母菌、真菌孢子等分布：空氣中微生物的分布隨環(huán)境條件及微生物抵抗力不同而呈現(xiàn)不同的分布規(guī)律；空氣中微生物的數(shù)量決定于塵埃的總量。微生物種類

霉菌三、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)空氣中微生物監(jiān)測衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)目前沒有統(tǒng)一的空氣細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)空氣污染指標(biāo)：500-1000cfu/m3以上四、空氣微生物的檢測空氣中微生物監(jiān)測檢測方法沉降平板法液體撞