水體富營(yíng)養(yǎng)化

主要內(nèi)容1說(shuō)課內(nèi)容微生物的危害飲用水和空氣中微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)123了解微生物在自然界中的分布第1頁(yè)，共63頁(yè)。任務(wù)1微生物的危害第2頁(yè)，共63頁(yè)。內(nèi)容水體富營(yíng)養(yǎng)化1微生物代謝物與環(huán)境污染2第3頁(yè)，共63頁(yè)。內(nèi)容1

水體富營(yíng)養(yǎng)化

水體富營(yíng)養(yǎng)化

——指氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入水體，使藻類(lèi)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(kù)對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)和生活影響最大。第4頁(yè)，共63頁(yè)。水體富營(yíng)養(yǎng)化特征：DO先↑而后↓；C、N、P含量↑；藻類(lèi)由硅藻占優(yōu)勢(shì)變成由綠藻、藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)；透明度↓。

這種富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生在湖泊等內(nèi)陸水體可形成水華（又稱(chēng)水花）；發(fā)生在海洋可形成赤潮（又稱(chēng)紅潮）。第5頁(yè)，共63頁(yè)。一、富營(yíng)養(yǎng)化的形成和影響因素高山、極地湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化大多屬于天然的富營(yíng)養(yǎng)化。人為的水體富營(yíng)養(yǎng)化是在人類(lèi)活動(dòng)的影響下發(fā)生的水體生態(tài)演變。1.富營(yíng)養(yǎng)化的形成（1）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮、磷——限制因子。（2）季節(jié)與水溫（3）光照

2.富營(yíng)養(yǎng)化的影響因素第6頁(yè)，共63頁(yè)。目前一般采用的富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)：水體含氮量大于0.2~0.3mg/L，含磷量大于0.01~0.02mg/L，生化需氧量大于10mg/L，細(xì)菌總數(shù)（淡水，pH7~9）達(dá)105個(gè)/mL，葉綠素a（藻類(lèi)生長(zhǎng)量的標(biāo)志）大于10mg/m3。第7頁(yè)，共63頁(yè)。二、引起富營(yíng)養(yǎng)化的優(yōu)勢(shì)藻類(lèi)微型藻類(lèi)微型藻類(lèi)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(lèi)。湖泊中以藍(lán)細(xì)菌為主。常見(jiàn)的有：微囊藻屬、魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬和顫藻屬。由于占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類(lèi)所含色素不同，使水體呈現(xiàn)藍(lán)、綠、紅、棕、乳白等不同顏色。第8頁(yè)，共63頁(yè)。三、水體富營(yíng)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第9頁(yè)，共63頁(yè)。四、富營(yíng)養(yǎng)化的防治1、外環(huán)境控制措施（截外源）（1）工業(yè)：加強(qiáng)排污總量控制；污水進(jìn)行深度處理（硝化—反硝化脫氮，化學(xué)混凝沉淀除磷，氧化塘除氮、磷）。（2）農(nóng)業(yè)：減少化肥使用量，加強(qiáng)農(nóng)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(nóng)村污水處理設(shè)施。第10頁(yè)，共63頁(yè)。四、富營(yíng)養(yǎng)化的防治1、外環(huán)境控制措施（截外源）（3）生活：實(shí)行合成洗衣粉含磷量的限制。（4）水體周?chē)航⒘夹陨鷳B(tài)平衡，包括建立水體周?chē)木彌_林帶；保護(hù)水體周?chē)吧嫌蔚纳种脖?，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)多流失。如湖邊應(yīng)保證有2km～5km的湖濱保護(hù)帶，帶內(nèi)嚴(yán)禁新建污染企業(yè)和從事有污染的活動(dòng)。帶內(nèi)土地應(yīng)當(dāng)退地還湖。第11頁(yè)，共63頁(yè)。2、內(nèi)環(huán)境控制（除內(nèi)源）（1）生物法：細(xì)菌、真菌、噬藻體等殺藻劑每月投入1～2次；養(yǎng)殖藻類(lèi)和水生植物并定期收獲；養(yǎng)殖食草性魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)。（2）藥物除藻法：CuSO40.1～0.5mg/L（殺藻而不能除氣味）、漂白粉0.5～1mg/L（既殺藻又除氣味）、明礬（主要除藍(lán)藻）。適用于小范圍水體，用于藻類(lèi)剛開(kāi)始繁殖時(shí)，裝袋拖掛于船后或直接噴灑。藥劑用量最好經(jīng)試驗(yàn)確定。第12頁(yè)，共63頁(yè)。2、內(nèi)環(huán)境控制（除內(nèi)源）（3）充氧曝氣法：利用機(jī)械攪拌或強(qiáng)力通氣破壞湖中的分層現(xiàn)象使湖水混合，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(jié)合成不溶物沉淀第13頁(yè)，共63頁(yè)。2、內(nèi)環(huán)境控制（除內(nèi)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(jī)會(huì)。（6）稀釋沖刷法：加貧營(yíng)養(yǎng)水稀釋或用貧營(yíng)養(yǎng)水進(jìn)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(yíng)養(yǎng)鹽比表層的多，排掉深層的水可帶走很多營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)。第14頁(yè)，共63頁(yè)。內(nèi)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(xì)菌毒素

2.

放線菌毒素

3.真菌毒素

4.藻類(lèi)毒素

第15頁(yè)，共63頁(yè)。1.細(xì)菌毒素可分為內(nèi)毒素與外毒素。內(nèi)毒素是微生物細(xì)胞的組分，通常為細(xì)胞壁的某一成分，只有當(dāng)菌體裂解或融溶時(shí)才能釋放。外毒素由微生物合成后，分泌到細(xì)胞外面。毒力強(qiáng)于內(nèi)毒素，但不耐高溫。常見(jiàn)的外毒素有白喉毒素、破傷風(fēng)毒素、霍亂腸毒素、肉毒毒素、葡萄球菌腸毒素等。

第16頁(yè)，共63頁(yè)。（1）肉毒毒素

是由肉毒梭菌產(chǎn)生的外毒素，是一種極強(qiáng)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(dǎo)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(lán)氏陽(yáng)性菌，產(chǎn)芽孢，能運(yùn)動(dòng)，專(zhuān)性厭氧。預(yù)防肉毒中毒可把食品保存在pH﹥4.5，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。

第17頁(yè)，共63頁(yè)。（2）葡萄球菌腸毒素

是由金黃色葡萄球菌的產(chǎn)毒菌株產(chǎn)生的外毒素。腸道吸收該毒素后，在2~6h之內(nèi)即可引起惡心嘔吐等

金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽(yáng)性、不產(chǎn)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。第18頁(yè)，共63頁(yè)。2.放線菌毒素如鏈霉菌屬放線菌產(chǎn)生的放線菌素，可使大鼠產(chǎn)生腫瘤。

第19頁(yè)，共63頁(yè)。3.真菌毒素

是指以霉菌為主的真菌代謝活動(dòng)所產(chǎn)生的毒素。真菌毒素致病有下幾個(gè)特點(diǎn)：①中毒常與食物有關(guān);②發(fā)病有季節(jié)性或地區(qū)性；③不產(chǎn)生抗體，也不能免疫；④患者無(wú)傳染性；⑤一次性大量攝入往往發(fā)生急性中毒；長(zhǎng)期少量攝入則發(fā)生慢性中毒和致癌。第20頁(yè)，共63頁(yè)。3.真菌毒素

至今發(fā)現(xiàn)的真菌毒素達(dá)300種。其中，毒性較強(qiáng)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。第21頁(yè)，共63頁(yè)。

3.真菌毒素黃曲霉毒素主要由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)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(qiáng)。污染最重的是花生、花生油和玉米。預(yù)防黃曲霉毒素污染的主要措施：降低含水量，降低相對(duì)濕度，充CO2降低氧量，使用化學(xué)藥劑等。

第22頁(yè)，共63頁(yè)。4.藻類(lèi)毒素（1）甲藻它產(chǎn)生的毒素對(duì)人類(lèi)有劇毒。產(chǎn)生毒素的甲藻主要是膝溝藻屬的種類(lèi)，海洋赤潮中的甲藻多為此屬。（2）藍(lán)細(xì)菌淡水中藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)生的毒素使魚(yú)類(lèi)、家畜、水鳥(niǎo)等致死。（3）金藻

海水中金藻綱產(chǎn)生的毒素可使魚(yú)類(lèi)大量死亡。第23頁(yè)，共63頁(yè)。二、氣味代謝物從放線菌產(chǎn)生的土腥味物質(zhì)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、酸、醛、醇等。第24頁(yè)，共63頁(yè)。三、酸性礦水

酸性礦水的形成：化學(xué)氧化和生物（耐酸細(xì)菌）氧化。FeSFeSO4+H2SO4FeSO4硫桿菌

Fe2(SO4)3FeS+Fe2(SO4)3FeSO4+SS硫桿菌H2SO4

酸性廢水的危害：隨水滲漏或順河道擴(kuò)散，污染農(nóng)田、水渠、河流，破壞自然生態(tài)、生物群落、毒害魚(yú)類(lèi)、影響人類(lèi)生活。第25頁(yè)，共63頁(yè)。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(jìn)反硫化作用的產(chǎn)生；投加抗微生物的藥劑（α-酮酸類(lèi)、羧酸類(lèi)），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(kāi)采后層層覆蓋，避免酸性礦水形成。第26頁(yè)，共63頁(yè)。四、汞的生物甲基化無(wú)機(jī)汞經(jīng)過(guò)微生物的甲基化作用后，形成的甲基汞毒性增強(qiáng)，使汞的危害大大加劇。能形成甲基汞的厭氧細(xì)菌有產(chǎn)甲烷菌、匙形梭菌；好氧細(xì)菌有熒光假單胞菌、草分枝桿菌、大腸埃希氏菌、產(chǎn)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(guān)。甲基鈷胺素即VB12——甲基傳遞體。第27頁(yè)，共63頁(yè)。

（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(zhuǎn)化為甲基汞。是純化學(xué)反應(yīng)，能快速而定量地進(jìn)行。在有氧和厭氧條件下，汞的甲基化均能順利完成。第28頁(yè)，共63頁(yè)。（2）汞的酶促甲基化在自然界，除個(gè)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催化下發(fā)生甲基化過(guò)程。間接作用則是指在微生物體外發(fā)生的甲基化過(guò)程。水體中酶促甲基化的速率受pH值、通氣、微生物種類(lèi)的影響。第29頁(yè)，共63頁(yè)。五、微生物引起的硝酸鹽還原對(duì)人體的影響1.引起高鐵血紅蛋白癥2.生成亞硝胺第30頁(yè)，共63頁(yè)。五、微生物引起的硝酸鹽還原對(duì)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(dāng)飲用水中NO-3過(guò)高時(shí)，會(huì)使嬰兒得高鐵血紅蛋白癥。2.生成亞硝胺在人腸道內(nèi)處于酸性情況下，硝酸還原細(xì)菌可把NO-3NO-2，蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝過(guò)程中常有胺類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生。

故硝酸鹽被認(rèn)為是致癌物亞硝胺的前體。第31頁(yè)，共63頁(yè)。任務(wù)2了解微生物在自然界中的分布第32頁(yè)，共63頁(yè)。(一)水體中微生物的來(lái)源1．水體中固有的微生物

2．來(lái)自土壤的微生物3．來(lái)自生產(chǎn)和生活的微生物

4．來(lái)自空氣的微生物一、水中微生物的種類(lèi)和分布任務(wù)2了解微生物在自然界中的分布第33頁(yè)，共63頁(yè)。(二)海水微生物的分布和種類(lèi)海水中常見(jiàn)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(lèi)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、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(lèi)病原菌。一、水中微生物的種類(lèi)和分布任務(wù)2了解微生物在自然界中的分布第34頁(yè)，共63頁(yè)。菌名滅過(guò)菌的水被污染的水自來(lái)水河水井水大腸桿菌8~365—2~26221~183—傷寒桿菌6~3652~422~934~1831.5~107甲型副傷寒桿菌22~55————乙型副傷寒桿菌39~1672~1227~37——痢疾桿菌2~722~415~2712~92—霍亂弧菌3~3920.5~2134~280.5~921~92病原菌在各種水中生存時(shí)間（d）（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義任務(wù)2了解微生物在自然界中的分布第35頁(yè)，共63頁(yè)。溫度（℃）一周后細(xì)胞存活率（%）細(xì)菌滅絕時(shí)間（周）046.09514.07100.076180.044水溫對(duì)傷寒桿菌在水中生存的影響（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義第36頁(yè)，共63頁(yè)。傷寒桿菌痢疾桿菌霍亂弧菌傷寒沙門(mén)氏菌副傷寒沙門(mén)氏菌乙型副傷寒沙門(mén)氏菌痢疾桿菌副痢疾桿菌（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義第37頁(yè)，共63頁(yè)。沙門(mén)氏菌人畜共患病生化反應(yīng)形態(tài)對(duì)理化因素的抵抗力革蘭氏陰性菌，桿菌無(wú)芽孢，無(wú)莢膜，具周生鞭毛。

不分解乳糖；可以檸檬酸鹽作為唯一碳源

60℃下，半小時(shí)可殺死5％石炭酸５鐘后致死

傷寒沙門(mén)氏菌副傷寒沙門(mén)氏菌乙型副傷寒沙門(mén)氏菌（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義第38頁(yè)，共63頁(yè)。志賀氏菌多數(shù)不分解乳糖無(wú)莢膜、無(wú)鞭毛，有菌毛生化反應(yīng)形態(tài)對(duì)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10～15min。第39頁(yè)，共63頁(yè)。志賀氏菌引起的中毒性痢疾?。ㄒ唬┐竽c菌群作為指標(biāo)的意義第40頁(yè)，共63頁(yè)?；⌒突蚨狐c(diǎn)狀菌體，具鞭毛，革蘭氏陰性，無(wú)莢膜

霍亂弧菌（V.cholerae）霍亂弧菌生化反應(yīng)形態(tài)對(duì)理化因素的低抗力60℃10min殺死1％石炭酸５min兼性厭氧，使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽。（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義第41頁(yè)，共63頁(yè)。（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義選作衛(wèi)生指標(biāo)的菌群必須符合的要求：①生理特性的相似性；②該種細(xì)菌在糞便中的數(shù)量較多；③檢驗(yàn)技術(shù)較簡(jiǎn)單。二、大腸菌群及生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)第42頁(yè)，共63頁(yè)。大腸菌群腸球菌群產(chǎn)氣莢膜桿菌群大腸桿菌產(chǎn)氣桿菌枸椽酸鹽桿菌副大腸桿菌腸道正常細(xì)菌比較：形態(tài)、數(shù)量、培養(yǎng)、水體存活時(shí)間（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義二、大腸菌群及生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)第43頁(yè)，共63頁(yè)。（一）大腸菌群作為指標(biāo)的意義腸球菌類(lèi)抵抗能力最差，生存時(shí)間比腸道病原菌短。莢膜桿菌因具有芽孢，所以能長(zhǎng)期生存在自然水域中，不足以說(shuō)明病原菌類(lèi)似的生存時(shí)間。

只有大腸菌群的生理習(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性較為相似，而且在糞便中數(shù)量最多，檢出上技術(shù)也較為方便，最合適充當(dāng)水污染的衛(wèi)生指標(biāo)。二、大腸菌群及生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)第44頁(yè)，共63頁(yè)。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(chǎn)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(duì)一群需氧及兼性厭氧在37℃培養(yǎng)24h，能分解乳糖產(chǎn)酸、產(chǎn)氣的革蘭陰性無(wú)芽孢桿菌的統(tǒng)稱(chēng)。第45頁(yè)，共63頁(yè)。（三）生活飲用水的細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）

第一節(jié)水中的微生物監(jiān)測(cè)

二、大腸菌群及生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)第46頁(yè)，共63頁(yè)。土壤中的生態(tài)環(huán)境條件——營(yíng)養(yǎng)（有機(jī)質(zhì)豐富）水分（有一定含量）、空氣（含氧氣）酸堿度（pH5.5~8.5，適宜）滲透壓（0.3~0.6MPa，等滲或低滲環(huán)境）溫度條件（較恒定）和表面保護(hù)層。

故土壤是微生物的大本營(yíng)，也是人類(lèi)最豐富的“菌種資源庫(kù)”。二、土壤微生物的種類(lèi)及分布（一）、土壤的生態(tài)條件

第47頁(yè)，共63頁(yè)。1．土壤微生物的種類(lèi)細(xì)菌（占70～90％）108

放線菌107

絲狀菌106

酵母菌105

藻類(lèi)104

原生動(dòng)物103（二）、土壤微生物的種類(lèi)及分布第48頁(yè)，共63頁(yè)。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(lèi)及分布第49頁(yè)，共63頁(yè)。

塵土飛揚(yáng)、小水滴、人和動(dòng)物身體的脫落物、呼吸道、口腔內(nèi)含微生物的分泌物；

敞開(kāi)的污水生物處理系統(tǒng)通過(guò)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飛濺到空氣中。三、空氣中微生物的種類(lèi)和分布

（一）空氣微生物來(lái)源

第50頁(yè)，共63頁(yè)。（二）、空氣中微生物的種類(lèi)和分布空氣中的微生物大部分是腐生的種類(lèi)，但是不同的空氣環(huán)境中微生物的種類(lèi)不同。

有些種類(lèi)是普遍存在的，如某些霉菌、酵母菌、真菌孢子。細(xì)菌主要是來(lái)自于土壤的腐生性種類(lèi)，常見(jiàn)的為各種球菌、芽孢桿菌、產(chǎn)色素細(xì)菌等?？諝庵形⑸锏姆植茧S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。空氣中塵埃含量越高，微生物的種類(lèi)數(shù)量越多。第51頁(yè)，共63頁(yè)。（三）、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

目前，還沒(méi)有統(tǒng)一的空氣細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于室內(nèi)環(huán)境，一般以室內(nèi)lm3空氣中的細(xì)菌總數(shù)達(dá)為500～1000cfu／m3以上作為空氣污染的指標(biāo)，即認(rèn)為空氣受到較為嚴(yán)重的污染，不適合人的停留。

第52頁(yè)，共63頁(yè)。(三）、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

清潔程度細(xì)菌總數(shù)（cfu/m3）清潔程度細(xì)菌總數(shù)（cfu/m3）最清潔空氣1～2臨界環(huán)境～150清潔空氣<30輕度污染<300普通空氣31～125嚴(yán)重污染>301第53頁(yè)，共63頁(yè)。任務(wù)3飲用水和空氣中微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)第54頁(yè)，共63頁(yè)。制作培養(yǎng)基平板定量接種水樣37℃下培養(yǎng)48h計(jì)數(shù)菌落（一）水中菌落總數(shù)的測(cè)定一、水的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)任務(wù)3飲用水和空氣中微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)

第55頁(yè)，共63頁(yè)。（二）大腸菌群的測(cè)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陰性無(wú)芽孢桿