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1、第八章 微生物生态,第一节 微生物生态系统的概念及其特点 第二节 微生物在自然及人为环境中的分布第三节 微生物之间的相互作用第四节 自然界物质循环中微生物的作用,第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,一、大气中的微生物,1、微生物的暂时存在场所2.人类活动对空气质量的影响3.微生物在空气中的传播3.空气传播的疾病 结核、流感、“非典”4.空气质量与人类健康,.空气微生物污染的评价标准 洁净空气：30个以下/m3 普通空气：30-150/m3 污染空气：500以上/m3 空气中微生物的检测沉降平板法、液体撞击法、撞击平板法、滤膜法.空气消毒方法 紫外线、福尔马林等药物熏蒸或喷雾,二、水圈中的微
2、生物,（一）淡水微生物1、来源：土壤、空气、污水及有机残体2、种类：自养菌3、影响微生物在淡水中分布的因子：营养物质、温度、溶解氧等。,第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,二、水圈中的微生物,蓝细菌、藻、水生植物,层次化湖泊生态Ecology of a Stratified lake,水体不同层次微生物分布,第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,二、水圈中的微生物,（三）水体自净及污染水体的微生物生态1、水体自净过程,水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的及生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态。,衡量指标：P/H指数氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线,1水体自
3、净自然净化物理作用：稀释、沉淀（强）化学作用：日光、氧气等对污染物的分解（弱）生物作用：生物降解（食物链）（强）,自净的过程,水体自净过程大致如下a.物理作用有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机固体沉降到河底；,如下图河流污染和自净过程,2衡量水体污染与自净的指标,提问：用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段?,水体外观、化学指标、生物种类、数量及比例关系、溶解氧等等,山东小清河,APH指数与BIP指数P代表光合自养型微生物（如藻类）H代表异养型微生物（如细菌等），两者的比即PH指数。P/H=（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量）BIP=（无叶绿素的微生物数量）/（全部微生物
4、数量）H/（P+H）100%,B氧浓度昼夜变化幅度,河流污染中氧浓度昼夜变化示意图,提问：为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此与P/H或BIP有关。,污染前 污染 净化开始 持续 结束 溶氧变化：幅度 0 0 增大 减小,这种指标与BIP从根本上是相同的但由于溶解氧可以用溶解氧测定仪随时测定并迅速地得出结果，而BIP指标需要细菌鉴定、培养、显微镜观察，周期长操作不便，因此实际操作中溶解氧变化幅度比BIP指标更为实用。,C水体外观,外观特征：混浊程度、颜色及气味等原 因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量,D指示生物,例如 污染前 污染 净化
5、开始 持续 结束 生物:植物 消失 藻类、原生 鱼虾 植物、鱼 动物出现 出现、鱼,可作为指示生物的生物种类很多，包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物有寡毛类的颤体虫、软体动物和植物和水生昆虫等。,污化系统将污染水体划属为不同的污染带类型。分多污带、中污带、中污带、寡污带,多污带,中污带,中污带,寡污带,提问：水体能自净我们为什么还要进行废水的控制与处理呢？自净速度有限，我们常常没有足够的时间去等待，各行各业都需要合格的水源，而可供选择的水源又是十分有限的。,预防为主各国制定的污废水排放标准主要依据就是自然水体中微生物的净化能力。,微生物在净化不同污染物的具体机理是人工
6、强化的依据第七章,需要人工手段控制污染物排量及强化水体污染物去除速度。,水体自净及污染水体的微生物生态污染水体的微生物生态,第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,3.饮用水的卫生标准 大肠菌群：3个/L 细菌总数：100个/ml4.水体中微生物的影响因素 营养、温度、溶解氧5.人类活动对水体的影响6.保护水资源,通常不直接检测水中存在病原菌的可能性很小，其他各种细菌的种类却很多，要排除一切细菌而单独直接检出某种病原菌来，在培养分离技术上较为复杂，需较多的人力和较长的时间。间接病原菌测定：测定水中是否有肠道正常细菌的存在若检出，则表明水被粪便所污染，则有肠道病原菌的可能。,通常检测大肠菌群（作
7、为肠道正常菌的代表）的存在及数量。,为何选大肠菌群做为指示菌?,致病菌数量少,检测不便,所以选和它相似的非致病菌作间接指标大肠菌群是人肠道中的正常寄生菌,数量最大,对人较安全在环境中的存活时间与致病菌相近检测技术简便,生活饮用水卫生标准,我国饮用水卫生标准：,3个大肠菌群/1L饮水 100个细菌总数/1ml饮水,提问：你知道的水的消毒方法有哪些？,（一）煮沸法原理：直接破坏病原菌的蛋白质,水的消毒方法(了解),（二）加氯消毒,原理：氧化作用氯、氯胺、二氧化氯及漂白粉我国水厂经常使用的消毒剂是液氯，欧美国家有些用ClO2或用臭氧消毒。,常用的含氯消毒剂有哪些？,（三）臭氧消毒优点：速率高，不造成
8、异臭、异味、提高溶解氧量。缺点：无余量，无后续杀菌能力；须使用臭氧发生器，费用高（四）H2O2消毒主要用于净化程度高的饮用水消毒（五）紫外辐射消毒适用于小规模水厂饮用水或游泳池循环水的消毒（六）微电解消毒微电解水产生具有强氧化能力的活性氧应用于优质水的消毒,三、土壤中的微生物,（一）土壤与微生物相互作用1、微生物对土壤的作用：（1）微生物是土壤形成的先驱生物（2）为植物生长提供有效氮源。,第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,2、土壤对微生物的作用 土壤是微生物良好的生活场所。,（二）土壤中微生物的分布1、土壤剖面结构与微生物垂直分布,有机质层,淀积层,碳酸盐积累,疏松母质,淋溶层,土体层,
9、第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,三、土壤中的微生物,微生物对土壤的作用：土壤自净 和土壤生物修复,（三）土壤微生物的分离和计数,稀释平板法稀释法（四）土壤的卫生微生物学检测细菌总数大肠菌群值产气荚膜杆菌嗜热菌芽胞菌和非芽孢菌的比值测定,第二节 微生物在自然及人为环境中的分布,五、活性污泥中的微生物,、活性污泥中的原生动物,活性污泥的成熟度与原生动物的种类分布,活性污泥逐步成熟,游动型纤毛虫,肉足类鞭毛类,爬行型纤毛虫,附着型纤毛虫,1、偏利共栖：一群微生物得益，而另一群体不受影响。（普遍）,氨化细菌,亚硝酸菌,有机氮,氨态氮,亚硝酸,氨化作用,硝化作用,第三节 微生物之间的相互作用,2
10、、互利共栖：两个群体相互协作，达到在某一生境中共同生存的目的。,H2S,硫酸盐,硫酸盐还原菌,绿硫细菌,第三节 微生物之间的相互作用,3、共生：两个群体形成具有特殊结构、功能和绝对互利关系的高度专一的共生体。地衣：是由藻类或蓝细菌与真菌形成的共生体,光合作用,运输矿质营养,第三节 微生物之间的相互作用,4、竞争：两个或多个群体共同依赖同一个生长基质或环境因素，结果一方或两方的群体大小或生长率受到限制的现象。,根瘤菌接种剂与土壤中的土著性根瘤菌的竞争关系,第三节 微生物之间的相互作用,5、偏害或拮抗：某一微生物群体产生某种物质，使另一微生物群体生长受到抑制，而本身不受影响的现象。,酸泡菜与酸牛奶
11、：水体中的产氧藻类：抗生素产生菌：,第三节 微生物之间的相互作用,6、寄生：一种微生物寄生在另一种微生物细胞中或细胞表面，从寄主中取得养料，并引起寄主病害或死亡。噬菌体与细菌 蛭弧菌寄生于革兰氏阴性菌（蛭弧菌被噬菌体寄生超寄生现象）粘细菌对细菌的寄生：依靠胞外酶溶解敏感菌群，释放出营养物,第三节 微生物之间的相互作用,7、捕食：一种微生物直接吞食另一种微生物的现象。原生动物对细菌的捕食 藻类对细菌和其它藻的捕食,各种捕食线虫的真菌和捕捉器,1,2,3,4a,4b,5a,5b,1 梯状捕捉网 2 环状捕捉网3 环状捕捉网 4a 三环菌丝网4b 绞环和被勒死的昆虫5a 环状网 5b 被两个环状网勒死的线虫和侵入虫体的菌丝,第三节 微生物之间的相互作用,
