第七章 微生物生態(tài)課件

第七章微生物生態(tài)第七章

微生物生態(tài)

第七章微生物生態(tài)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié)土壤微生物生態(tài)第三節(jié)空氣微生物生態(tài)第四節(jié)水體微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)1、生態(tài)學(xué)的概念

生態(tài)學(xué)是一門(mén)研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)間相互作用規(guī)律的科學(xué)2、什么是微生物生態(tài)學(xué)

微生物生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支，它的研究對(duì)象是微生物群體與其周?chē)锖头巧锃h(huán)境條件間相互作用的規(guī)律。第七章微生物生態(tài)一、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)是生物圈的組成部分與基本單元。它是由生物群落及其生存環(huán)境組成的一個(gè)整體系統(tǒng)，可用下式表述：生態(tài)系統(tǒng)=生物群落+環(huán)境條件生態(tài)系統(tǒng)的功能包括：生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)、物資循環(huán)、信息傳遞。生態(tài)系統(tǒng)的這些功能是在生物圈內(nèi)進(jìn)行的。生物圈是指：生存在地球陸地以上和海面以下個(gè)10km之間的范圍，包括巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈內(nèi)所有生物群落和人以及他們生存環(huán)境的總體。第一章微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)二、生態(tài)平衡1、定義：

在一定條件下，生態(tài)系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡，即生物種群相對(duì)穩(wěn)定，能量和物質(zhì)循環(huán)與系統(tǒng)的組成、功能相對(duì)平衡，這種平衡狀態(tài)就是生態(tài)平衡。2、環(huán)境容量：

在自我調(diào)節(jié)恢復(fù)其原來(lái)平衡狀態(tài)范圍內(nèi)，環(huán)境系統(tǒng)所能承受的外來(lái)干擾（如：污染物的排放）的最大限度。第七章微生物生態(tài)三、生態(tài)系統(tǒng)的分類水體生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)海水生態(tài)系統(tǒng)河流生態(tài)系統(tǒng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)水體生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)植物生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)生存環(huán)境生存狀態(tài)微生物生存狀態(tài)水體微生物生態(tài)系統(tǒng)空氣微生物生態(tài)系統(tǒng)微生物生態(tài)系統(tǒng)第七章微生物生態(tài)三、生態(tài)系統(tǒng)的分類

根據(jù)生物群落分：動(dòng)物、植物及微生物生態(tài)系統(tǒng)。微生物生態(tài)系統(tǒng)：是各種環(huán)境因子（物理、化學(xué)、生物）對(duì)微生物區(qū)系的作用和微生物區(qū)系對(duì)外界環(huán)境的反作用。

研究意義：

利用微生物在自然界的作用，改造自然保護(hù)環(huán)境。了解微生物在自然界作用的同時(shí)，模擬微生物的作用過(guò)程，應(yīng)用于環(huán)保工作。第七章微生物生態(tài)第二節(jié)土壤微生物生態(tài)一、土壤微生物生態(tài)二、微生物在土壤的種類、數(shù)量和分布三、土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài)四、土壤污染和土壤生物修復(fù)第七章微生物生態(tài)一、土壤的生態(tài)條件

土壤具有絕大多數(shù)微生物生活所需的各種條件，是自然界微生物生長(zhǎng)繁殖的良好基地。土壤是微生物資源的巨大寶庫(kù)，事實(shí)上，許多對(duì)人類有重大影響的微生物種大多是從土壤中分離獲得的，如大多數(shù)產(chǎn)生抗生素的放線菌分離自土壤。第七章微生物生態(tài)一、土壤微生物生態(tài)土壤對(duì)微生物的生存的影響包括以下幾個(gè)方面：營(yíng)養(yǎng)；pH；滲透壓；氧氣和水；溫度；保護(hù)層。第七章微生物生態(tài)1、營(yíng)養(yǎng)：

壤含有豐富的動(dòng)植物和微生物殘?bào)w，可供微生物作為碳源、氮源和能源。土壤含有大量而全面的礦質(zhì)元素，供微生物生命活動(dòng)所需。2、pH：

接近中性、適合大多數(shù)微生物生長(zhǎng)。土壤的pH值范圍在3.5~10.0之間，多數(shù)在5.5~8.5之間。而大多數(shù)微生物的適宜生長(zhǎng)pH也在這一范圍。即使在較酸或較堿性的土壤中，也有較耐酸、喜酸或較耐堿、喜堿的微生物發(fā)育繁殖，各得其所地生活著。第七章微生物生態(tài)3、滲透壓：

土壤的滲透壓對(duì)微生物是等滲或低滲環(huán)境，有利于微生物攝取營(yíng)養(yǎng)。4、氧和水：

土壤中的水分都可滿足微生物對(duì)水分的需求。不論通氣條件如何，都可適宜某些微生物類群的生長(zhǎng)。通氣條件好可為好氧性微生物創(chuàng)造生活條件；通氣條件差，處于厭氧狀態(tài)時(shí)又成了厭氧性微生物發(fā)育的理想環(huán)境。土壤中的通氣狀況變化時(shí)，生活其間的微生物各類群之間的相對(duì)數(shù)量也起變化。第七章微生物生態(tài)5、溫度：

土壤溫度變化幅度小而緩慢，這一特性極為有利于微生物的生長(zhǎng)。如土壤溫度夏季比空氣溫度低，而冬季又比空氣溫度高。土壤的溫度范圍恰是中溫性和低溫性微生物生長(zhǎng)的適宜范圍。6、保護(hù)層：

免于太陽(yáng)直射，紫外線殺死微生物。第七章微生物生態(tài)二、土壤中微生物的種類、數(shù)量與分布（一）種類與數(shù)量

土壤中微生物的類群、數(shù)量與分布，由于土壤質(zhì)地、發(fā)育歷史、肥力、季節(jié)、作物種植狀況、土壤深度和層次等不同而有很大差異。

lg肥沃土壤，如菜園土中常可含有幾億到幾十億個(gè)甚至更多的微生物，而在貧瘠土壤如生荒土中僅有幾百萬(wàn)到幾千萬(wàn)個(gè)微生物，甚至更低。土壤微生物中細(xì)菌最多，作用強(qiáng)度和影響最大，放線菌和真菌類次之，藻類和原生動(dòng)物等數(shù)量較少，影響也小。第七章微生物生態(tài)

土壤中細(xì)菌可占土壤微生物總量的70％-90%,其生物量可占土壤重量的1/10000左右，是土壤中最大的生命活動(dòng)面，也是土壤中最活躍的生物因素，推動(dòng)著土壤中的各種物質(zhì)循環(huán)。細(xì)菌占土壤有機(jī)質(zhì)的1%左右。土壤中的細(xì)菌大多為異養(yǎng)型細(xì)菌，少數(shù)為自養(yǎng)型細(xì)菌。土壤細(xì)菌有許多不同的生理類群，如固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌，纖維分解細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽還原細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌等在土壤中都有存在。第七章微生物生態(tài)土壤中的微生物含量是衡量土壤肥力的指標(biāo)之一。肥沃土：1×108~1×109個(gè)微生物/克土貧瘠土：1×106~1×107個(gè)微生物/克土根據(jù)土壤性質(zhì)的不同，如pH、酸堿性、水分、透氣性等，土壤中所含的微生物數(shù)量和種類各不相同。微生物在土壤中的分布隨土層深度的增加而減少。第七章微生物生態(tài)（二）分布

水平分布由碳源決定；垂直分布由紫外線、水、溫度、營(yíng)養(yǎng)等有關(guān)。一般在5-20厘米處最多。根據(jù)土壤微生物各類群在土壤中的發(fā)育特點(diǎn)，可以分為土著性區(qū)系和發(fā)酵性區(qū)系兩類：第七章微生物生態(tài)土著性微生物區(qū)系：

是那些對(duì)新鮮有機(jī)物質(zhì)不很敏感、常年維持在某一數(shù)量水平上，即使由于有機(jī)物質(zhì)的加入或溫度、濕度變化而引起數(shù)量變化，其變化幅度也較小的那些微生物。

如革蘭氏陽(yáng)性球菌類、色桿菌、芽孢桿菌、節(jié)桿菌、分枝桿菌、放線菌、青霉、曲霉、叢霉等。第七章微生物生態(tài)發(fā)酵性微生物區(qū)系：

是那些對(duì)新鮮有機(jī)物質(zhì)很為敏感，在有新鮮動(dòng)植物殘?bào)w存在時(shí)可爆發(fā)性地旺盛發(fā)育，而在新鮮殘?bào)w消失后又很快消退的微生物區(qū)系。包括各類革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌、酵母菌、以及芽孢桿菌、鏈霉菌、根霉、木霉、鐮刀霉等。發(fā)酵性微生物區(qū)系的數(shù)量變幅很大。第七章微生物生態(tài)三、土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài)土壤自凈：

土壤對(duì)施入其中一定負(fù)荷的有機(jī)物或有機(jī)污染物有吸附和生物降解能力，通過(guò)各種物理、化學(xué)過(guò)程自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)原有水平的凈化過(guò)程。自凈能力取決于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好壞及微生物種類、數(shù)量和活性等。第七章微生物生態(tài)四、土壤污染和土壤生物修復(fù)（一）土壤污染及其不良后果1、污染來(lái)源：

未經(jīng)處理的糞便、垃圾、城市生活污水、以及飼養(yǎng)場(chǎng)和屠宰場(chǎng)的污物等，均可帶入有害的微生物種群，造成土壤污染。其中，以傳染病醫(yī)院未經(jīng)消毒處理的污水和污物危害最烈。

2、不良后果：

破壞土地的生態(tài)平衡；有毒有害物質(zhì)滲入到地下水中，危害人類；各種病原微生物會(huì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入人體引起人體疾病。第七章微生物生態(tài)（二）土壤的生物修復(fù)

污染環(huán)境的生物修復(fù)（bioremediation）早在上一世紀(jì)80年代就開(kāi)始了。生物修復(fù)也曾稱生物恢復(fù)(biorestoration)、生物清除(bioelimination)、生物再生(bioeclamation)

和生物凈化(biopurification)

等。即是人為地利用和加強(qiáng)生物的代謝活動(dòng)和其代謝產(chǎn)物降解和富集有毒有害污染物，從而恢復(fù)被污染環(huán)境的生產(chǎn)價(jià)值或景觀價(jià)值的一個(gè)受控和自發(fā)進(jìn)行的生物學(xué)過(guò)程。第七章微生物生態(tài)

生物修復(fù)的基本方法：一是進(jìn)行生物擴(kuò)增，即種植或接種具有降解和富集功能的植物或微生物；二是進(jìn)行生物性刺激，即施加生物活性物質(zhì)，刺激和促進(jìn)土著微生物的生長(zhǎng)和增殖，發(fā)揮其分解作用。

第七章微生物生態(tài)第一種方法是針對(duì)污染環(huán)境的主要污染物，選擇具有降解這種污染物的微生物，通過(guò)發(fā)酵工程獲得大量活性微生物，直接投加入污染土壤和水體，使污染環(huán)境中能降解這種污染物的微生物種群在數(shù)量上有極大的人為增強(qiáng)，促使污染物在較短時(shí)間內(nèi)能得到有效降解乃至完全消除。第二種方法是運(yùn)用給污染環(huán)境添加有針對(duì)性的營(yíng)養(yǎng)物、電子受體和表面活性劑等物質(zhì)，給污染環(huán)境中的有關(guān)微生物種群創(chuàng)造提高生物活性的條件，有利于微生物對(duì)污染物的降解和轉(zhuǎn)化。第七章微生物生態(tài)

可利用于污染環(huán)境生物修復(fù)的生物可以有植物、動(dòng)物和微生物。如利用蘆葦發(fā)達(dá)的根系分解芳香族化合物，利用某些能富集重金屬的植物來(lái)處理重金屬污染土壤。利用蚯蚓分解農(nóng)藥污染土壤等。但微生物是污染環(huán)境自凈和修復(fù)的主要貢獻(xiàn)者。第七章微生物生態(tài)1、土壤生物修復(fù)的基本措施：（1）微生物的種：土著微生物、外來(lái)微生物、基因工程菌（2）添加微生物的營(yíng)養(yǎng)：需要一定的C、N、P比（3）DO：是關(guān)鍵因素，可加氧化劑或用鼓風(fēng)機(jī)（4）添加表面活性劑：幫助微生物吸附污染物（5）微生物的環(huán)境因子：水、PH、溫度等適宜第七章微生物生態(tài)2、主要工藝：污染環(huán)境生物修復(fù)可用原位(insitu)和異位（exsitu）或離位(offsitu)兩種不同方式進(jìn)行。（1）原位處理工藝：

是在污染環(huán)境原地進(jìn)行技術(shù)性生物治理，提供氧氣、微生物或營(yíng)養(yǎng)物以降解污染物，不需將污染的土壤或水體轉(zhuǎn)移。

在大面積污染情況下，利用原位修復(fù)方法進(jìn)行生物修復(fù)，如可用投加活菌，投加各種有效物質(zhì)刺激微生物大量增殖，改善污染土壤和水體的通氣條件，促進(jìn)相關(guān)微生物的大量增殖與快速降解。主要包括：泵處理工藝、生物通氣工藝第七章微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)（2）異位處理工藝

是將污染土壤或水體轉(zhuǎn)移至指定地點(diǎn)進(jìn)行集中處理。在污染環(huán)境是一種少量可轉(zhuǎn)移的情況時(shí)，可利用異位修復(fù)方式進(jìn)行生物修復(fù)，如利用生物反應(yīng)器法(bioreactor)或堆肥工藝等。特點(diǎn)：處理效果好，但費(fèi)用高。

第七章微生物生態(tài)第三節(jié)空氣微生物生態(tài)一、空氣的生態(tài)條件二、空氣微生物的種類、數(shù)量和分布三、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及生物潔凈技術(shù)四、空氣微生物檢測(cè)第七章微生物生態(tài)一、空氣的生態(tài)條件空氣是傳播微生物的重要介質(zhì)，空氣本身缺乏微生物生活所必需的營(yíng)養(yǎng)物，空氣中有較強(qiáng)的紫外輻射，日光對(duì)微生物也具有很強(qiáng)的殺菌作用，另外空氣一般是干燥的，溫度變化大，因此空氣不是微生物生活的良好環(huán)境。雖然空氣中微生物數(shù)量較多，但只是暫時(shí)停留。微生物在空氣中停留時(shí)間的長(zhǎng)短由風(fēng)力、氣流和雨、雪等氣象條件所決定，但它最終要沉降到土壤、水中、建筑物和植物上。第七章微生物生態(tài)二、空氣中微生物的種類和數(shù)量

空氣中的微生物主要來(lái)源于帶有微生物菌體及孢子的灰塵，這類微生物大多數(shù)是腐生性的，還來(lái)源于人和動(dòng)物，它們大多數(shù)是通過(guò)呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，懸浮在大氣中?？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。空氣中存在較多的、存活時(shí)間較長(zhǎng)的是各種真菌、放線菌的孢子及細(xì)菌芽胞?？諝庵形⑸锏臄?shù)目決定于塵埃的總量。第七章微生物生態(tài)空氣中微生物的種類和所處的地理位置有關(guān)的，其數(shù)量也是如此，不同場(chǎng)所上空微生物的數(shù)量如下表所示：場(chǎng)所畜舍宿舍城市街道市區(qū)公園海洋上空北緯80°微生物(1~2)×1062×1045×1032001~20空氣中的微生物還隨著海拔高度而變化，一般來(lái)說(shuō)，海拔越高，微生物數(shù)量越少。單位：個(gè)/m3第七章微生物生態(tài)三、空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及生物潔凈技術(shù)清潔程度細(xì)菌總數(shù)(單位：個(gè)/m3)最清潔的空氣（有空調(diào)）1~2清潔空氣<30普通空氣31~125臨界環(huán)境~150輕度污染<300嚴(yán)重污染>301以細(xì)菌總數(shù)評(píng)價(jià)空氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：外部大環(huán)境的衛(wèi)生潔凈技術(shù)主要靠綠化環(huán)境，搞好生態(tài)環(huán)境，局部環(huán)境主要可通過(guò)空氣過(guò)濾器來(lái)實(shí)現(xiàn)?？諝馕⑸锏男l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：以咽喉正常菌叢的綠色鏈球菌為宜。第七章微生物生態(tài)四、空氣微生物檢測(cè)空氣中微生物的檢測(cè)可通過(guò)：固體法：（1）平皿落菌法；（2）撞擊法2.液體法空氣微生物的測(cè)點(diǎn)數(shù)越多越準(zhǔn)確，以20~30個(gè)點(diǎn)為宜，最少測(cè)點(diǎn)數(shù)為5~6個(gè)。采樣后的培養(yǎng)溫度和時(shí)間一般是37℃和48h。第七章微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)第四節(jié)水體微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)一、水體的微生物群落二、水體自凈和污染水體的微生物生態(tài)三、水體富營(yíng)養(yǎng)化水體中微生物的來(lái)源主要有四個(gè)方面：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)自空氣微生物第七章微生物生態(tài)

水是一種良好的溶劑。水中往往溶解著一定量的無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，可供微生物生長(zhǎng)繁殖。然而，清潔水體的微生物含量并不高，通常每ml水中只有幾十至幾百個(gè)細(xì)菌。清潔水體的微生物以自養(yǎng)菌為主，對(duì)人類無(wú)害。常見(jiàn)的化能自養(yǎng)型細(xì)菌有硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、鞘細(xì)菌。光能自養(yǎng)型細(xì)菌有綠細(xì)菌、紫細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌。第七章微生物生態(tài)1、水體中微生物的來(lái)源：

土壤、空氣、動(dòng)植物尸體、人和動(dòng)物的排瀉物、工業(yè)及生活污水。2、種類：

水中存在的微生物90%為革蘭氏陰性菌，主要有弧菌、假單胞菌、黃桿菌等。鞘細(xì)菌及有柄附生細(xì)菌也常見(jiàn)于水體中。第七章微生物生態(tài)一、水體中的微生物群落

第七章微生物生態(tài)（一）海洋中的微生物群落1、特點(diǎn)：1）嗜鹽，真正的海洋細(xì)菌在缺少氯化鈉的情況下是不能生長(zhǎng)的。2）低溫生長(zhǎng)，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。第七章微生物生態(tài)3）大多數(shù)海洋細(xì)菌為G-細(xì)菌，并具有運(yùn)動(dòng)能力。4）耐高壓（特別是生活在深海的細(xì)菌）。5）更明顯的垂直分層分布（透光區(qū)、無(wú)光區(qū)、深海區(qū)、超深淵海區(qū)）第七章微生物生態(tài)2、種類：（1）底棲性細(xì)菌：（2）浮游性細(xì)菌：（3）附著性細(xì)菌：第七章微生物生態(tài)（二）淡水微生物群落河流、湖泊、小溪和池塘等水體中微生物種類和土壤中的相似。分布規(guī)律和海洋的相似。影響微生物群落和分布、種類和數(shù)量的因素主要有：水體類型、受污（廢）水污染程度、有機(jī)物的含量、水溫、pH及水深等。第七章微生物生態(tài)（二）淡水微生物群落1、數(shù)量和種類與接觸的土壤有密切關(guān)2、垂直分帶分布3、多是吸附在懸浮在水中的有機(jī)物上及水底；第七章微生物生態(tài)二、水體自凈和污染水體的微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)水體的污染水資源污染日益嚴(yán)重第七章微生物生態(tài)(一)水體自凈1、概念

是指污染水體經(jīng)物理的、化學(xué)的和水中的微生物氧化分解（包括需氧分解和厭氧分解）有機(jī)污染物而使水質(zhì)得到凈化，恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)的過(guò)程。第七章微生物生態(tài)1．水體自凈—自然凈化物理作用：稀釋、沉淀（強(qiáng)）化學(xué)作用：日光、氧氣等對(duì)污染物的分解（弱）生物作用：生物降解（食物鏈）（強(qiáng)）第七章微生物生態(tài)提問(wèn)：水體自凈速度有哪些限制因素？物理？?jī)羲髁?、流速、污染物物理性質(zhì)化學(xué)？地域、季節(jié)、天氣生物？生物種類、數(shù)量（營(yíng)養(yǎng)物濃度、環(huán)境因子）、代謝的極限速度水體的自凈速度是有限的。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)中能夠同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱為同化容量或自凈容量。在自凈容量范圍內(nèi)水體的凈化是如何進(jìn)行的呢？第七章微生物生態(tài)A．自凈的過(guò)程水體自凈過(guò)程大致如下a.物理作用：有機(jī)污染物排入水體后被水稀釋，有機(jī)和無(wú)機(jī)固體沉降到河底；b.生物作用

溶氧↓溶解氧↑好氧菌↑好氧菌↓有機(jī)物降解

厭氧菌↑自然溶氧、藻類產(chǎn)氧第七章微生物生態(tài)河流污染和自凈過(guò)程圖

污水自凈提問(wèn)：原理？第七章微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)2、自凈的過(guò)程

需氧微生物可將有機(jī)污染物氧化分解成簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物如二氧化碳、水、硝酸鹽和磷酸鹽等，同時(shí)消耗一定量的溶解氧。由于增加了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可導(dǎo)致耐污性微生物，特別是異養(yǎng)型細(xì)菌的大量增殖；對(duì)污染敏感的蜉蝣稚蟲(chóng)、鯖魚(yú)、硅藻等則會(huì)消失。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間凈化后，以吞食細(xì)菌為主的原生動(dòng)物可在水體中發(fā)展。以無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物為食的藻類，如某些藍(lán)、綠藻，則只有在污染物被徹底降解，并釋放出足量氮、磷后，才能大量增殖，并占優(yōu)勢(shì)、通過(guò)上述作用，水質(zhì)恢復(fù)潔凈，水中的生物群落結(jié)構(gòu)也隨之恢復(fù)正常。第七章微生物生態(tài)3、衡量水體自凈的指標(biāo)（1）P/H：自養(yǎng)微生物/異養(yǎng)微生物表示污染和自凈程度（2）氧垂曲線和氧濃度晝夜變化幅度：在耗氧和復(fù)氧作用下的溶解氧變化曲線稱氧垂曲線。第七章微生物生態(tài)P/H指數(shù)：P代表光合自養(yǎng)型微生物，H代表異養(yǎng)型微生物，兩者的比即P/H指數(shù)。P/H指數(shù)反映水體污染和自凈程度。水體剛被污染，水中有機(jī)物濃度高，異養(yǎng)型微生物大量繁殖，P/H指數(shù)低，自凈速率高。在自凈過(guò)程中，有機(jī)物減少，異養(yǎng)型微生物數(shù)量減少，光合自養(yǎng)型數(shù)量增多，故P/H指數(shù)升高，自凈速率逐漸降低，在河流自凈完成后，P/H指數(shù)恢復(fù)到原有水平。氧濃度晝夜變化幅度和氧垂線：由于受到陽(yáng)光照射的不同，水體中白天和晚上水體中溶解氧的含量是不同的。因此對(duì)于受污染的河流，水體中的微生物及水生生物也呈一定規(guī)律的變化。如圖所示。衡量水體自凈的指標(biāo)第七章微生物生態(tài)B．氧濃度晝夜變化幅度河流污染中氧濃度晝夜變化示意圖提問(wèn)：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)，因此與P/H或BIP有關(guān)。第七章微生物生態(tài)水域的氧垂曲線第七章微生物生態(tài)溶解氧的動(dòng)態(tài)變化常用氧垂曲線表示。如圖所示，A為有機(jī)物分解的耗氧曲線，B為水體復(fù)氧曲線，C為氧垂曲線，最低點(diǎn)Cp為最大缺氧點(diǎn)。若Cp點(diǎn)的溶解氧含量大于有關(guān)規(guī)定的指標(biāo)值，說(shuō)明從溶解氧的角度看，污水的排放沒(méi)有超過(guò)水體的自凈能力。若排入有機(jī)物過(guò)多，超過(guò)水體的自凈能力，則Cp點(diǎn)的溶解氧含量就會(huì)低于有關(guān)規(guī)定的下限值，甚至在排放點(diǎn)下游出現(xiàn)無(wú)氧區(qū)，使氧垂曲線中斷，水體失去自凈能力。在無(wú)氧條件下，有機(jī)污染物可被厭氧微生物分解，產(chǎn)生硫化氫、甲烷等，使水質(zhì)惡化變黑發(fā)臭。第七章微生物生態(tài)（二）污染水體的微生物生態(tài)1、污化系統(tǒng)：

自然水體中的腐生細(xì)菌數(shù)與有機(jī)物濃度成正比。因此，測(cè)得腐生細(xì)菌數(shù)或腐生細(xì)菌數(shù)與細(xì)菌總數(shù)的比值，即可推斷水體的有機(jī)污染狀況。研究證明，這種推斷與實(shí)測(cè)結(jié)果十分吻合。根據(jù)水體中腐生細(xì)菌的數(shù)量，可以將水體劃分為多污帶、中污帶和寡污帶。第七章微生物生態(tài)污化系統(tǒng)將污染水體劃屬為不同的污染帶類型。分多污帶、α中污帶、β中污帶、寡污帶多污帶第七章微生物生態(tài)α中污帶第七章微生物生態(tài)β中污帶第七章微生物生態(tài)寡污帶第七章微生物生態(tài)2、、水體有機(jī)污染指標(biāo)（1）BIP指數(shù)：水污染生物指數(shù)它是一種定量評(píng)價(jià)方法

水體有機(jī)污染指標(biāo)：BIP指數(shù)用來(lái)衡量水體有機(jī)污染程度。BIP=×100%BA+B式中：A為有葉綠素的微生物數(shù)；B為無(wú)葉綠素的微生物數(shù)利用BIP值可以判斷水體的污染程度。如下表所示：污染程度清潔水輕度污染水中等污染水嚴(yán)重污染水BIP值0~88~2020~6060~100第七章微生物生態(tài)（2）細(xì)菌菌落總數(shù)(CFU)：細(xì)菌菌落總數(shù)是指1ml水樣在營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中于37℃培養(yǎng)24h后所生長(zhǎng)出來(lái)的菌落總數(shù)。由于糞便的污染，水源水中通常含有致病菌，其典型的代表有：痢疾桿菌——痢疾賀氏菌(Shigelladysenteriae)、副痢疾賀氏菌(Shigellaparadysenteriae)、傷寒沙門(mén)氏菌(Salmonellatyphi)、甲型、乙型和丙型的副傷寒沙門(mén)氏菌(Salmonellaparatyphi)及霍亂弧菌(Vibriocholerae)等。水源水中細(xì)菌菌落總數(shù)不能說(shuō)明污染物的來(lái)源，因此通常用大腸菌群數(shù)來(lái)判斷水的污染源。大腸菌群數(shù)被選作致病菌的間接指示菌是因?yàn)榇竽c菌群是人腸道中正常寄生菌，數(shù)量大，對(duì)人較安全，在環(huán)境中的存活時(shí)間與致病菌相近，而且檢驗(yàn)技術(shù)較簡(jiǎn)便，因而被選中，一直沿用至今。第七章微生物生態(tài)（3）總大腸菌群：

大腸菌群：指一群需氧及兼厭氧性、革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌，能在37度培養(yǎng)24小時(shí)使乳糖發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)氣。第七章微生物生態(tài)（1）大腸菌群的生理習(xí)性與病原菌相似，并且外界存活時(shí)間基本一致；腸球菌在外界存活時(shí)間比病原菌短；產(chǎn)氣腸桿菌存活時(shí)間時(shí)間長(zhǎng)。（2）大腸菌群在人糞便中數(shù)量很大。健康人5000萬(wàn)個(gè)/克糞便生活污水3萬(wàn)個(gè)/毫升（3）檢驗(yàn)技術(shù)不復(fù)雜。大腸菌群作為檢驗(yàn)水的衛(wèi)生指標(biāo)第七章微生物生態(tài)

人畜糞便中攜帶有大量致病性微生物。如果將這類污染物排人水體，就可能引起各種腸道疾病和某些傳染病的暴發(fā)流行。因此，對(duì)水體的糞便污染狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有重要意義。第七章微生物生態(tài)第七章微生物生態(tài)

腸道細(xì)菌中的大腸菌群是普遍采用的糞便指示菌。在水質(zhì)衛(wèi)生學(xué)檢查的結(jié)果中，常用“大腸菌群指數(shù)”和“大腸菌群值”作指標(biāo)。大腸菌群指數(shù)是指每L水中所含的大腸菌群細(xì)菌的個(gè)數(shù)。大腸菌群值則是指檢出一個(gè)大腸菌群細(xì)菌的最少水樣量（ml數(shù)）。兩者間的關(guān)系可表示為：大腸菌群值=1000／大腸菌群指數(shù)我國(guó)飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，大腸菌群指數(shù)不得大于3，大腸菌群值不得小于333ml。第七章微生物生態(tài)

生活飲用水的細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-85中關(guān)于生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定如下：1

細(xì)菌總數(shù)1ml水中不超過(guò)100個(gè)。2

大腸桿菌數(shù)1L水中不超過(guò)3個(gè)。3

若只經(jīng)過(guò)加氯消毒即供作生活飲用水的水源水，大腸菌群數(shù)平均每升不得超過(guò)1000個(gè)；經(jīng)過(guò)凈化處理及加氯消毒后供作生活飲用水的水源水，大腸菌群數(shù)平均每升不得超過(guò)10000個(gè)。第七章微生物生態(tài)

大腸菌群的測(cè)定兩種方法：發(fā)酵法★

濾膜法發(fā)酵法測(cè)定水中的大腸菌群數(shù)（以乳糖作有機(jī)物分解）三步：初步發(fā)酵試驗(yàn)平板分離復(fù)發(fā)酵試驗(yàn)第七章微生物生態(tài)1初步發(fā)酵試驗(yàn)

方法：將水樣置于乳糖液體培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)24hr，觀察產(chǎn)酸和產(chǎn)氣情況。

產(chǎn)酸產(chǎn)氣初步確定有大腸菌群。

產(chǎn)酸：溴甲酚紫作指示劑，培養(yǎng)基由紫色

變?yōu)辄S色。

產(chǎn)氣：杜氏小管頂端有氣泡。杜氏小管產(chǎn)酸產(chǎn)氣的菌有：大腸菌群厭氧芽孢桿菌好氧芽孢桿菌發(fā)酵法測(cè)定水中的大腸菌群數(shù)（以乳糖作有機(jī)物分解）第七章微生物生態(tài)2