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1、环境微生物学,主讲教师：崔明超办 公 室：行政西楼627室电 话：13342882171电子信箱：,第一篇 环境微生物学基础第二篇 微生物治理环境第三篇 微生物污染环境第四篇 微生物监测环境,第三篇 微生物污染环境,第13章 环境中的致病微生物第14章 微生物的代谢产物与环境污染第15章 微生物与水体富营养化,第十三章 环境中的致病微生物,第一节 空气的微生物污染第二节 水体的微生物污染第三节 土壤的微生物污染第四节 食品的微生物污染第五节 医院内感染第六节 血源性感染,第一节 空气的微生物污染,空气中的病原微生物及其传播微生物气溶胶：指含有微生物的固体或液体微粒分散在空气介质中的分散体系。粒
2、子直径在10-3 100m之间。,感染性：粒子直径大于5 m时，60%可受阻于鼻腔；粒子直径为45 m时，被吸入可达支气管和次级支气管；粒子直径为14 m时，大部分可直接到达肺深部，传播疾病；粒子直径小于1 m时，被吸入并大部分停留于肺部。也可造成疾病传播。,空气中微生物引起呼吸道感染的条件：粒子大小适宜有足够的数量该类微生物对温度、湿度、光照等因素有一定的耐受力机体的免疫力降低,微生物气溶胶对人类健康的影响：呼吸道传染病的确传播引发变态反应性疾患医院内感染,空气微生物的传播途径：尘埃：飞沫：上呼吸道分泌的液体爆破形成，95以上直径小于5 m，长期漂浮空气中，传染意义重大飞沫核：由唾液中的粘液
3、素、Pr、盐类及各种微生物组成，极少受理化因素影响，存活久，停留长，对某些抵抗力强的微生物传播疾病有更大的危险性飞沫和飞沫核中微生物低温低湿存活率高，所以经空气传播的传染病多在寒冷季节发病,通过空气传播的代表性病原微生物：流感病毒分甲乙丙三型，甲型多引起世界大流行，乙丙两型多引起地区性流行具有囊膜，对有机溶剂敏感；对热敏感抗原易变异禽流感病毒与人流感病毒在一定条件下存在交叉感染现象,1918年2000万人死于流感,军团菌属1976年美国费城的一次退伍军人聚会，表现为肺部感染症状，1978年正式命名属水生菌群，微好氧，无芽孢和荚膜，有菌毛和鞭毛，存在于天然淡水和人工管道水中人工培养条件苛刻，在环
4、境中与单细胞原生动物形成细胞内共生体,结核杆菌“浪漫的白色瘟疫”；痨病，我国解放前死亡率达200300/10万人，居各种疾病死因之首；2000年数据表明，活动性肺结核患病率达366.9/10万人，传染性肺结核患病率达122/10万人1882年由科赫发现；卡介苗经过13年的230代的特殊移种培养，1920年，法国微生物学家卡默特赫介兰研制出减毒结核杆菌疫苗；6个月内婴儿接种抗结核药：异烟肼；链霉素；对氨基水杨酸；利福平等20世纪末死灰复燃原因：,忽视对结核病的防治，防治体系遭到破坏耐药病菌的出现和广泛传播人口迅速增长和大量移、难民造成传播全程督导短程化学疗法（DOTS）在大多数国家和地区未能被采
5、纳艾滋病流行造成特定人群免疫力下降,既颀长又苗条，周身荡漾着一种难以描绘的风韵法国小仲马茶花女中对女主人公玛格丽特的描写,SARS病毒严重急性呼吸道综合症，2002年11月发现首例，截止2003年6月25日，波及32个国家和地区，发病8458例，死亡807例,污水处理与污水灌溉引起的空气污染液滴飞散或污水中气泡上浮破裂产生带菌气溶胶污水喷灌时，因水量、水压、水滴分散程度、风向、风速、气温、日照等条件不同，其散布范围与距离也各不相同可采取塑料薄膜覆盖曝气池、改喷灌为滴灌、灌溉前适当消毒等措施,空气微生物污染的防治措施隔离病人，控制污染来源加强通风换气空气过滤空气消毒负离子发生器,第二节 水体的微
6、生物污染,水细菌的特点：多有鞭毛，能运动，有利于在水中活动，在适宜的场所栖居常彼此聚合一起形成星状、片状、带状及球状具有粘附特性专门生活于水中细菌能利用很低浓度的营养物,水体中病原微生物：沙门氏菌：“伤寒玛丽”志贺氏菌：“细菌性痢疾”，生存力较弱，感染剂量小，只需10个细菌即可产生症状霍乱弧菌：“瘪螺痧”、“吊脚痧”、“急痧”，“淘米水样排泄物”,沙门氏菌,100年前的伤寒玛丽,沙门氏菌培养特征,志贺氏菌,霍乱弧菌,固执的德国卫生学家佩藤科弗为了否定科赫的结论，亲自喝下数百万个“逗号”，但那是科赫经过多次稀释、毒性已减弱到极点的培养物,致病性大肠杆菌：温血动物肠道中的正常菌群，通过污染饮水、食
7、品、娱乐水体引起疾病爆发流行肠道病毒属：包括脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒、新型肠道病毒68、69、70（急性出血性结膜炎病毒）、71型肝炎病毒：甲、戊型肝炎病毒（可自愈）隐孢子虫,1988年上海因食用毛蚶引起甲肝爆发流行，30多万人发病,水中微生物的污染防治一级处理时微生物随固体颗粒下沉50二级处理时活性污泥法可去除6090病毒已处理废水排放前必须先经消毒处理,医院污水的微生物污染医院污水的无害化处理医院污水必须经过消毒处理灭菌后才允许排放医院污水沉淀产生的活性污泥可用熟石灰消毒7天后正常处理污泥无害化标准：蛔虫卵死亡率95以上粪大肠菌群值不小于102每10g污泥原检样中，不得检出肠道
8、致病菌和结核杆菌如采用高温堆肥法无害化时，要求堆温55，并持续5d以上,饮水安全与消毒饮用水源的卫生防护饮水消毒氯化消毒：次氯酸是强氧化剂，可渗入细胞壁氧化破坏某些酶引起微生物死亡；管网末梢余氯不低于0.05mg/L臭氧消毒：无持续杀菌作用二氧化氯消毒：易爆炸；消毒副产物亚氯酸离子可引起溶血反应,饮水消毒生成的微量致癌物及致突变物问题加氯消毒易生成致癌物及致突变物：如三卤甲烷类有机物饮水致癌物及致突变物的防治：消毒前尽量消减致突变物前体改用其他适宜的消毒剂，如二氧化氯通过理化生物等方法吸附或破坏饮水中已生成的含卤素有机物,第三节 土壤的微生物污染,土壤中的病原微生物及其传播土壤生物性污染来源用
9、未经彻底无害化处理的人畜粪便施肥用未经处理的生活污水、医院污水等灌溉农田或利用其污泥施肥病畜尸体处理不当土壤并非病原微生物生存的适宜环境传播途径：人土壤人；动物土壤人；土壤人,土壤生物性污染的预防固体废弃物的无害化处理,第四节 食品的微生物污染,几种典型的食品微生物污染沙门氏菌食物中毒：胃肠炎弯曲菌属：动物源性传染病；粪口途径；肠炎副溶血弧菌：海产品及盐盐渍品；肠炎；对低温敏感朊毒体：感染瘙痒病动物脑中发现的传染性蛋白组分，没有核酸；疯牛病及人类早老痴呆症,羊瘙痒病PrPC与PrPSC分子的三维结构,食品微生物污染的防治,第五节 医院内感染,葡萄球菌：化脓性感染链球菌：溶血作用厌氧菌：医源性内
10、源性感染幽门螺杆菌：慢性胃炎的重要致病因子,第六节 血源性感染,乙型肝炎病毒丙型肝炎病毒,人类免疫缺陷病毒（HIV）获得性免疫缺陷综合症（AIDS）,1981 年美国报告首例1988年全球卫生部大臣高峰会议提出每年12.1为AIDS日2005年有310万左右（280万360万之间）人死于艾滋病，其中约57万人是儿童河南上蔡县后杨村，900多户，4000多人，1655岁村民90在2001年卖过血，结果90卖血者都感染了HIV，发病者达400多人,主要有两型：HIV-和HIV-，前者世界流行，后者只在西非呈地区性流行；主要死侵袭T-淋巴细胞HIV在自然环境中抵抗力不强有8长期生存者，对HIV天然免
11、疫传播途径：性传播、血液传播、母婴垂直传播,病毒的源头在哪里？1944年纳粹科学家制造出“病毒Q”，可通过性或血液接触传染1986年，东德专家暗示是美国迪特里克堡生物实验室研制出HIV以色列科学家道布鲁夫认为是外星人带来来源于非洲灵长类动物，型来自非洲中部和西部的一种黑猩猩，来自中非的绿猴,黑猩猩的病毒如何传染给人类的？捕食黑猩猩，被黑猩猩抓伤在灵长类动物间传播，但只引起人类发病人兽共患病，但HIV是突变株HIV如何从非洲向欧美扩散的？曾在中非服务过的欧美福利、医疗人员70年代后期扎伊尔的海地人传递给欧美古巴人在扎伊尔感染在偷渡到美国,刚果境内的一名班图族男子于1959年抽取的血样中就有HIV
12、-,第十四章 微生物的代谢产物与环境污染,第一节 微生物毒素的污染与危害第二节 微生物一般代谢产物的污染与危害,第一节 微生物毒素的污染与危害,微生物毒素：是微生物的次级代谢产物，是一大类具有生物活性，常在较低剂量时即对其他生物产生毒性的化合物总称细菌毒素内毒素：脂多糖，耐高温外毒素：蛋白质，毒力强,细菌毒素,肉毒梭菌毒素：极强的神经毒素，剧毒对热极不稳定，肠道蛋白酶不能分解A型具有除皱美容作用预防措施：厌氧菌，高压湿热灭菌产生难闻气味作为报警食物贮存：pH10%或3已产毒素弃之不用，或90加热2030min,1mg可杀死100万只豚鼠对人致死剂量0.1g,细菌毒素,葡萄球菌肠毒素婴幼儿因此患
13、急性胃肠炎可致死在奶类及米粥等食品中2030经48h即产生毒素耐热，食物被污染后无异样变化预防中毒的唯一办法：防止一切污染该菌的机会,细菌毒素,椰毒假单胞菌毒素酵米面中毒，也感染银耳中毒细菌抵抗力弱，但毒素煮沸、高压均不能破坏攻击胃肠道，后期有实质脏器损害，病死率达40，无特异治疗方法，主要是对症治疗,放线菌毒素,放线菌毒素放线菌素和链脲菌素既可诱发肿瘤，又有抗癌作用洋橄榄霉素为诱发肿瘤的前致癌物,真菌毒素,真菌毒素真菌毒素致病特点：真菌产毒情况的复杂性：种类多，靶器官不单一,中毒的发生常与某种食物有联系，在可疑食物或饲料中常可检出真菌或其毒素的污染发病可有季节性或地区性药物或抗生素对中毒症疗
14、效甚微所发生中毒症无传染性常并发微生物缺乏症，但与真正的维生素缺乏症不同，用维生素治疗无效主要作用于实质器官,不同菌种可产生同样毒素同一种菌可产生不同毒素同种的不同菌株，毒性也不同同一菌株在新分离出来时产毒力强，而后可能失去产毒力；不产毒菌株在适宜天然培养基上生长可能获得产毒力活的产毒真菌进入人体特别是呼吸道以后，还能产生毒素，并诱发一定的病变,真菌毒素,黄曲霉毒素理化性质：发荧光（B族蓝色、G族绿色）17种结构以B1毒性最大，致癌力最强耐高温，抗紫外线，耐酸性和中性碱性条件下可迅速分解NaClO、Cl2、NH3、H2O2、SO2等可使之破坏,真菌毒素,黄曲霉毒素毒性：剧毒、致癌物、攻击肝脏产
15、生菌：黄曲霉、寄生曲霉防治措施：防霉、去毒防霉：选育抗霉新品种、采用适当的贮藏方法防霉、化学药剂防霉去毒：挑选、加工、搓洗、吸附、放置、食盐、氨熏蒸,真菌毒素,黄变米问题是由于稻谷收获后或贮存过程中因含水量高于1415%，被真菌污染产生霉变而呈黄色所致。产生菌：黄绿青霉、桔青霉、岛青霉（产生黄天精和环氯肽）靶器官：神经毒、肾脏毒、肝脏毒,真菌毒素,赤霉病麦毒素产生菌：禾谷镰刀菌分两种：致呕吐作用的单端孢霉烯族化合物具雌激素作用的玉米赤霉烯酮对热抵抗力强，用碱及高压蒸气处理可部分破坏主要集中在麦粒外外层，磨精粉可去除大部分,藻类毒素,藻类毒素海洋中甲藻纲所产对人类最具毒性甲藻可引起赤潮毒性急，短
16、期致死，康复则无后遗症贝类可将其富集毒性稳定石房蛤毒素是低分子毒物中最强者，已列为化学武器,藻类毒素,淡水中蓝藻所产主要使鱼类、家畜、水鸟类致死主要有三种化学结构：环肽、生物碱、脂多糖可导致肝脏、神经损害、胃肠功能紊乱和一系列免疫反应有关微囊藻毒素藻类死亡后在厌氧条件下产生的大量羟胺和硫化氢，亦具有毒性,藻类毒素,盐水中金藻纲所产使鱼类大量死亡报道最多的是小定鞭金藻引起盐湖中鱼群大量死亡尚有溶血作用及溶菌作用可用液氨使藻体膨胀而后溶去除其他藻类厥藻属：菲律宾常食用的藻类红藻门（可提取角叉藻聚糖，可治疗消化道肿瘤，长期服用可能致癌）小球藻（可合成致癌物苯并（a）芘,第二节 微生物一般代谢产物的污
17、染与危害,氨：污染空气，加剧水体富营养化硝酸与亚硝酸：婴儿正铁血红蛋白症；碱性条件下积累NO2-氮氧化物：青贮饲料发酵产生氮氧化物使人中毒硫化氢：引起急性中毒（立即虚脱，常伴呼吸停止）；对眼和呼吸道黏膜刺激作用（角膜结膜炎和肺气肿）；臭味,酸性矿水：微生物加剧含硫化铁的矿水酸化，有时能使pH下降到0.5甲基汞：神经紊乱羟胺：潜在致突变物，缺氧、含硝酸盐和铁盐条件下，微生物作用产生羟胺亚硝胺类：“三致”物,粤北大宝山河流pH常年保持在33.5，甘蔗含镉量超过国标149倍,腐殖质：保证土壤肥力，但在水中是前致突变物；分为腐殖酸、富黑酸、胡敏素三个组分农药代谢的毒性产物气味代谢物：如土腥素,材料的霉
18、腐与损害在混凝土排水管和铸铁排水管中，如有硫酸盐的存在，管底部缺氧产生H2S，逸出时与O2相遇，被硫化细菌和硫磺细菌氧化为硫酸，再与管顶部凝结水结合，腐蚀管道铁细菌氧化亚铁产生能量合成细胞物质，在铁铸水管中存在时，常因水管中有酸性水而将铁转化为溶解性的二价铁，铁细菌再将其转化为三价铁并沉积于管壁，以致堵塞水管,第十五章 微生物与水体富营养化,第一节 概述第二节 富营养化水体微生物的动态变化第三节 水体富营养化的影响及危害第四节 富营养化成因及影响因素第五节 富营养化监测指标与评价,第一节 概述,概念：大量氮、磷等营养物质进入水体，引起藻类恶性增殖，代谢旺盛耗尽溶解氧，最终导致水质急剧下降的一种
19、污染现象赤潮、水华一般采用判断标准：含氮量0.20.3mg/L，含磷量0.010.02mg/L，BOD10mg/L，细菌总数105个/ml，叶绿素a10mg/m3,我国水体富营养化概况水体富营养化与沙尘暴并列为我国由于人类活动而造成的两大自然灾害之一我国自1933年首次报道以来，至1994年共有194次较大规模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后则有157起新华网杭州月日电,从东海海监部门获悉，日上午，海监飞机在浙江舟山朱家尖岛以东公里海域发现一块至平方公里的赤潮，赤潮外观呈橘红色丝状。截至月底，浙江省海域今年已发现赤潮次，月下旬，浙江海域还发生了一次面积达至平方公里的大规模赤潮。,
20、06.11.13渤海大规模赤潮，大批养殖虾蟹死亡,第二节 富营养化水体微生物的动态变化,富营养化微生物种群与贫营养化相比种类减少，数量猛增主要是蓝细菌和微小藻类水华以蓝藻纲为主，赤潮以甲藻纲为主富营养化时微生物的数量变化一般发生在高温季节，藻类的数量和优势种群均发生明显变化,第三节 水体富营养化的影响及危害,自然景观的危害水体发臭难闻、透明度降低水体生态及生物的影响影响水体的溶解氧对浮游生物和底栖生物的影响对整个生态系统结构和生物分布的影响破坏正常的海洋生态系统作为水源水给饮用水厂带来的问题危害人体健康,第四节 富营养化成因及影响因素,水体富营养化的成因水域N、P来源；自然固氮微生物使之持久富
21、营养化形成的其他影响因素季节与气温光线pH：79微生物作用加速营养物质在水中的循环，加剧富营养化的程度,农田大量施用化肥，随雨水进入水体城市生活污水直接或间接排入自然水体滩涂养殖废水排入海洋土地侵蚀、淋溶出的营养盐养殖生物的粪便大气中的NO3-随降雨进入水体,第五节 富营养化监测指标与评价,富营养化指标物理指标：水体透明度、水体营养状态指数化学指标：N、P生物学指标：生物种类数量减少，优势种个体数目大量增加,富营养化的评价P/R：光合作用/呼吸作用，1表示水体健康无污染AGP：藻类潜在生产力，1L特定藻类中的干重贫营养湖1mg/L、中营养湖110mg/L、富营养湖550mg/L黑白瓶法测定光合
22、作用产氧能力：溶解氧测定瓶其它方法,第六节 控制水体富营养化措施与方法,化学药剂控制对于面积小的水域、蓄水池、池塘等很适用广泛应用CuSO4防止藻类过度生长，尤其对蓝藻浓度0.10.5mg/L生物学控制藻类病原菌，天然病原真菌、噬蓝细菌病毒搅动水层对二级生化处理的排出水进行脱氮和除磷采收藻类，综合利用生态防治法,第三编中需要掌握的单词（10）,严重急性呼吸道综合症：severe acuterespiratory syndrome,SARS致突变物：mutagen致癌物：carcinogen人类免疫缺陷病毒：human immunodeficiency virus,HIV获得性免疫缺陷综合症：acquired immunodeficiency syndrome,AIDS亚硝胺类：nitrosamines腐殖质：humus水体富营养化：eutrophication赤潮：red tide水华：water bloom,
