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1、第九章 微生物对环境的污染与危害第一节 环境中病原微生物的传播与危害大气微生物污染 室外空气中微生物的数量与所在地区人口密度、植物数量、土壤和地面的铺垫情况以及气温、大气湿度、气流和日照等因素有关。室内微生物较多。微生物污染空气，可使空气成为传播呼吸道传染病的媒介，造成某些传染病的流行。主要传染病的空气传播方式:尘粒传播和飞沫传播室内空气细菌卫生标准（个m3）（前苏联）清洁度细菌总数溶血链球菌清洁200010尚满意200040001114轻污染4000700014120重污染7000120空气细菌卫生标准（个血）（日本，沉降法） 细菌数判定30清洁3050轻污染50100中污染100容许值10
2、0高度污染防止大气微生物污染的措施： o 室内通风 o 空气过滤 o 空气消毒：物理法和化学法 水体微生物污染 水体微生物污染是指致病微生物进入水体，或某些藻类大量繁殖，使水质恶化，直接或间接危害人类健康或影响渔业生产。 o 细菌 肠道细菌（大肠杆菌、粪链球菌、梭状芽孢杆菌等） 病原菌（沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌、致病性大肠杆菌和结核杆菌等） o 钩端螺旋体 o 病毒肝炎病毒、呼肠弧病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒、柯萨奇病毒等 o 其他微生物 o 防治水体的微生物污染主要措施 加强污水处理，主要是加强医院、畜牧场、屠宰场等部门的污水处理。 加强对饮用水的处理，保证所供给的生活饮用水符合水质
3、标准。 土壤微生物污染 土壤微生物污染是指一个或多个微生物种群，从外界环境侵入土壤，大量繁衍，破坏原来的动态平衡，对人体健康或生态系统产生不良影响。 第二节 水体富营养化耗氧有机物对水体的污染 o 由于微生物的好氧呼吸，造成水体的DO下降。当水体的DO降到3-4mg/L，鱼类会窒息死亡，对养殖业将造成严重损失。 o 由于有机物分解释放出大量氮、磷等无机养分，使水域发生富营养化。蓝细菌、绿藻等大量繁殖，进而死亡，腐败分解，生物残体的难降解部分在微生物等各种因子作用下转变成腐殖质，使水质进一步恶化。 o 若DO进一步下降，造成缺氧环境，使厌氧微生物迅速生长，对有机物（底泥）进行发酵分解，产生腐胺、
4、尸胺、H2S、CH4、NH3等物质，使水质发臭；H2S与Fe作用产生黑色的FeS。因而使水体发黑发臭。 思考题 假如河流或池塘发臭，如何能使其在短期内解决发臭问题？ 水体富营养化 o 水体富营养化的概念 水体富营养化（eutrophication）是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类和浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。 其指标为：水体含氮量大于0.2-0.3mg/L，含磷量大于0.01-0.02mg/L，生化需氧量大于10 mg/L，pH值7-9的淡水中细菌总数达10万个/ml，叶绿素a(藻类生
5、长量的标志)大于10g/L。 o 富营养化水体中的主要生物种群 海洋赤潮中主要是一些微型藻类，已知有60多种。湖泊水华中以蓝藻为主，约20多种。 o 水体富营养化的形成和影响因素 水体富营养化的形成 影响因素 营养物质：C106H263O110N16P1 季节与水温 光照 pH值 其他生物影响 o 水体富营养化的评价 光合作用（P）强度与呼吸作用（R）强度之比P/R的比值 藻类生产潜力（AGP） o 水体富营养化的危害 藻类大量繁殖，覆盖水面，使景点的功能变差，透明度下降，水色不良，表面有水花。 消耗溶解氧。导致鱼类等水生生物窒息死亡，给水产养殖带来危害。 某些藻类产毒素，引起水生生物病变或中
6、毒死亡。 产生气味化合物，使水体散发不良的气味。 给水的影响，污染自来水源，造成运行成本增加。 加速湖泊衰亡。 o 水体富营养化的防治 切断外源，防止氮、磷进入水体；减少外来污染物的带入（饲料、垃圾） 控制藻类的生长 底泥疏浚 第三节 微生物代谢物的污染 生物毒素 o 细菌毒素肉毒梭菌毒素 o 真菌毒素 黄曲霉毒素 黄曲霉毒素的毒性 按照毒理学标准，半数致死剂量（LD50）1 mg/kg的毒物即属特剧毒物。黄曲霉毒素B1的半数致死剂量为0.294 mg/kg，因此它是特剧毒物。 黄曲霉毒素产生菌 黄曲霉（Aspergillus flavus）和寄生曲霉（Asp. parasiticus） 黄曲
7、霉毒素的理化性质 黄曲霉毒素的防治 世界卫生组织1966年的标准为30 g/kg，1970年降为20 g/kg，至1975年再次降为15 g/kg。我国标准是：玉米、花生油、花生及其制品不得超过20 g/kg；大米及其它食油不得超过10 g/kg；其它粮食、豆类、发酵食品不得超过5 g/kg；婴儿代乳食品不得检出。 o 藻类毒素 o 放线菌毒素 气味代谢物 o 产生气味代谢物的微生物 o 气味代谢物的化学本质 耐酸细菌与酸性矿水的污染 o 黄铁矿、斑铜矿等无机矿床内都含有硫化铁，硫化铁暴露在空气中会发生自然氧化产生FeSO4和H2SO4。 缺水时：FeS2 + 3O2 FeSO4 + SO2
8、有水时：2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4o 通过氧化硫亚铁杆菌（Ferrobacillus sulfooxidans）和氧化亚铁亚铁杆菌（F. ferrooxidans）等铁氧化细菌的作用，使硫酸亚铁氧化成硫酸高铁。 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe(SO4)3 + 2H2O o 硫酸高铁是强氧化剂，它与黄铁矿继续作用，产生更多的H2SO4和FeSO4。 FeS2 + 7Fe(SO4)3 + 8H2O 15FeSO4 + 8H2SO4 +2S o 产生的元素硫在氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans）作用下生成硫酸。2
9、S + 3O2 + 3H2O 2H2SO4以上过程表明，经化学氧化使矿水变酸，在酸性条件下促进了耐酸细菌的发育，通过这些耐酸细菌，加剧了矿水的酸化。通过化学氧化与生物氧化的反复作用，形成大量硫酸，使矿水极度酸化，pH可降至1.50.5。o 防治措施： 加纤维素物质使好氧分解菌发育，造成厌氧环境，促使反硫化菌活动，使硫酸盐还原成硫和硫化物沉积下来。 加硫杆菌抑制剂（如a-酮酸类和羧酸类）防止硫氧化。 层层覆盖，防止FeS2的自然氧化 加石灰，提高pH，并形成CaSO4沉淀。 甲基汞 o 生物体内的甲基化反应 与SAM（S腺苷甲硫氨酸）有关的反应系 与THF（N15甲基四氢叶酸）有关的反应系 与甲
10、基钴胺素（即甲基维生素B12）有关的反应系o 汞的甲基化在汞的生物甲基化过程中，需要有一种甲基传递体的存在，甲基钴氨素（即甲基VB12）中的甲基是活性基团，易被亲电子的汞离子夺取而形成甲基汞。汞的甲基化过程如图所示。 o 参与汞的生物甲基化的微生物 匙形梭状芽孢杆菌Clostridium cochlearium 该菌以甲基钴胺素作为甲基的传递体参与反应。而且该菌只能从水溶性的汞化合物生成甲基汞，而不能从HgS（不溶性）生成甲基汞。o 甲烷生成菌；萤光假单胞菌；草分枝杆菌；大肠杆菌；巨大芽孢杆菌；黑曲霉；短柄帚霉；酿酒酵母；粗糙脉孢菌等。 硫化氢微生物产生H2S的主要途径：o 反硫化弧菌（Des
11、ulfovibrio）等厌氧菌将硫酸盐还原为H2S； o 异养型微生物分解有机硫化物释出H2S。反硫化弧菌广泛存在于污泥、水洼及排水不良的土壤中。 第四节 微生物的风险评价 风险与风险评价的概念 风险评价基本内容 危害识别 暴露评价 暴露反应关系评价 风险表征 微生物的风险评价 微生物危害的识别 微生物的暴露评价 微生物的暴露反应关系评价 案例分析 简述大气微生物污染的特点及其防治措施。 什么是水体微生物污染？引起水体微生物污染的常见的病原菌有哪些？ 什么是土壤微生物污染？土壤病原体危害人类的主要途径有哪些？ 简述水体富营养化的形成原因、种群特点以及评价方法。 简述水体富营养化的危害与防治措施。 生物毒素有哪些类型？试举例说明其危害。 简述酸性矿水的成因和危害。
