第二章微生物与污染物在环境中的行为2精Word文件下载.docx

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由于液滴的飞散或污水中气泡上浮破裂,都可产生带菌的气溶胶,并随风飘散。

试验证明,在上浮的气泡表面所含有菌数要比污水中多10~1000倍。

有报道,在污灌的下风350m处,检出肠道病毒。

有的国家禁止污水灌溉,减少含菌气溶胶的传播。

空气中微生物的数量与环境状况、环境绿化程度等有关。

环境卫生,绿化程度好,尘埃颗粒少,则空气中微生物数量少;

反之,微生物就多。

一般公共场所、医院、宿舍、城市街道的空气中,尘埃多,微生物的种类和数量多。

而在高山、森林地带、终年积雪的山脉或极地上空,微生物的数量极少。

空气中的微生物没有固定的类群,其分布常因地区而不同。

常见的真菌:

曲霉、毛霉、白地霉和色串孢霉等,主要是这些真菌的孢子。

常见的细菌:

芽孢杆菌、微球菌和产色素细菌等。

还有一些人类的病原菌:

如结核杆菌、白喉杆菌、肺炎球菌、溶血链球菌、金黄色葡萄球菌、麻疹病毒、流感病毒和脊髓灰质病毒等。

微生物在空气中停留的时间和分布的范围,取决于气流的强弱、尘埃颗粒的大小、空气的相对湿度、紫外辐射的强弱以及微生物的适应性和对恶劣环境的抵抗能力。

空气中的微生物随风水平传播的距离几乎是无限的,很多微生物的分布是全球性的。

二、水体中的微生物

1、水体中的病原微生物对水质的影响

（a致病菌:

一般对营养要求苛刻,因此一般在水中只能存活2-3天;

（b水表微生物,会受辐射等作用而被杀灭;

（c原生动物的吞噬作用,使水体中的病原微生物数量减少。

饮用水的微生物指标:

总菌数:

<

100个/ml:

大肠杆菌:

3个/L。

2、水体的微生物污染

水体中的病原体主要来自动物的粪便。

A、沙门氏菌:

一类能运动、无芽孢、阴性,需氧微生物。

污染的水源,导致人体肠、胃病,伤寒暴发流行。

B、志贺氏菌属:

一类不能运动、不产芽孢、阴性,需氧微生物。

引起细菌性痢疾。

C、霍乱弧菌:

历次大的霍乱暴发,与饮用水的污染有关。

D、肠道病毒:

主要有脊髓灰质炎病毒等。

E、甲型肝炎病毒等,都能引起水体污染。

3、水体中微生物的种类和分布规律

水体:

有天然水体和人工水体两种。

天然水体包括:

海洋、江河、湖泊等。

人工水体:

有水库、河流、下水道、各种污水处理系统等。

水体是微生物分布的第二天然场所。

（1淡水中微生物的种类和分布

土壤中大部分细菌、放线菌和真菌,在水体中都能找到,成为淡水中的固有种类。

一些能分解各种有机物的腐生菌,如芽孢杆菌、变形杆菌、大肠杆菌、粪链球菌等;

甚至还含有:

引起伤寒、痢疾、霍乱、肝炎等人类病原菌。

（2在较清洁的河流、湖泊等水域

常见细菌有:

绿硫细菌、紫色细菌、蓝细菌、柄细菌、赭色纤发菌、球衣菌和荧光假单胞菌等。

藻类（如绿藻、硅藻等、原生动物（如钟虫及其他固着型纤毛虫、变形虫、鞭毛虫等

和后生动物（如枝角类、桡足类等。

（3地下水、自流井、山泉及温泉:

石油岩石地下水含分解烃的细菌;

含铁泉水有铁细菌;

含硫温泉有硫黄细菌。

（4微生物在静水水域的垂直分布规律

上层水体（水面下0~10m深处:

主要有好氧细菌（如假单胞菌、柄杆菌、浮游球衣菌等、真菌和藻类;

中层水体（水深20~30m:

主要有光合细菌（如红硫细菌和绿硫细菌以及厌氧细菌;

底层水体（30m以下及湖底泥:

主要有脱硫弧菌属、甲烷杆菌属和甲烷球菌属等厌氧细菌和放线菌。

微生物的数量:

以5~10m深处为最多,随着深度的增加而减少。

微生物在淡水体中水平分布规律

沿岸水域有机物较多,微生物种类和数量也多;

离岸越远的水域,微生物种类和数量越少。

（5海洋微生物的分布

生活在海水中的微生物,绝大多数是耐盐、嗜冷、耐高渗透压和耐高静水压力的种类。

常见的微生物有:

假单胞菌属、弧菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属及芽孢杆菌属等。

在海水中垂直分布规律:

距海面0~lOm以下至25~50m处:

微生物数量较多;

50m以下:

微生物的数量随海水深度的增加而减少;

在海底沉积物上,因有很丰富的有机物,微生物的数量增多。

垂直分布:

海面有好氧的异养菌;

再往下为兼性厌氧微生物;

海底有兼性厌氧菌、厌氧异养菌及硫酸还原菌等。

水平分布:

在近海岸由于有机物含量多,微生物较多;

离海岸越远,微生物越少。

4、水体污染物的转归

是指污染物在水环境中的空间位移和形态改变。

（前者表现为量的变化,后者则是质的转化。

（1污染物的迁移

是指污染物从某一地点转移到另一地点,从一种介质转移到另一种介质的过程。

转归形式:

生物富集:

指某些重金属或有毒物质在环境中起始浓度不一定很高,但是随食物链逐级传递的过程中,该物质在生物体内的浓度逐渐升高的现象.发生浓集作用的必备条件

1环境中化学物质易为生物吸收;

2进入生物体内的化学物质较难分解和排泄;

3在生物富集过程中多通过食物链进行;

4污染物在生物体内富集和逐渐积累时,尚不对该生物造成致命伤害。

（2污染物的转化:

主要指污染物在水体中所发生的物理、化学、光化学和生物学作用。

通过此等作用,污染物改变了原有的形态或分子结构,以至改变了污染物固有化学性质、毒性及生态学效应。

水体中有机物的自净过程分三阶段

第一阶段化学氧化分解,数小时;

第二阶段生物化学氧化分解,数日;

第三阶段含氮有机物的消化过程,数月。

三、土壤中的微生物

土壤是固体无机物（岩石和矿物质、有机物、水、空气和生物组成的复合物,是微生物的合适生境。

土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大,是主要的微生物源,是微生物的大本营。

1、土壤中微生物的数量和分布

（1土壤中微生物的数量和分布:

主要受营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响,并随土壤类型的不同有很大变化。

（2土壤微生物的数量和分布受季节影响;

（3微生物的数量与土层的深度有关,一般土壤表层微生物最多,随着土层的加深,微生物的数量逐步减少。

2、土壤的微生物污染用未经彻底处理的动物粪便施肥。

用未经处理的生活污水、医院污水和含有病原体的工业废水进行农田灌溉;

利用污泥施肥。

带病动物尸体处理不当。

细菌:

生物量:

单位体积内活细胞的重量。

每克肥土可含25亿个细菌。

以每亩半尺深为耕作层土壤计,细菌活重约100-450斤。

放线菌:

土壤中放线菌数量仅次于细菌。

（几万-几百万/克土壤。

多分布在有机物较丰富的碱性土壤中。

由于菌体大,其生物量与细菌接近。

真菌:

真菌主要分布在接近地面的土层中。

以丝状体和孢子体形式存在于土壤中。

（几千-几十万个/每克土壤。

由于菌体粗大,其生物量不低于细菌。

如酵母在果园土壤里含量几十万个/g土壤。

藻类和原生动物:

藻类:

（5万个/克土。

原生动物:

（3万个/克土。

以纤毛虫,鞭毛虫、肉足虫等为主。

它们以其它微生物和有机物碎片为食,对其它几类微生物的数量起调节作用。

3、土壤污染的自净过程

1病原体的死灭:

2有机物的净化;

有机物的无机化:

（1、含氮有机物微生物氨或氨盐（氨化阶段氧、亚硝酸盐菌亚硝酸盐硝酸盐菌硝酸盐;

（2、含碳、硫、磷的有机物亦有各自的无机化途径。

有机物的腐殖质化:

有机物在土壤微生物的作用下分解成为简单的化合物的同时,又重新合成复杂的高分子化合物,称为腐殖质。

3化学污染物在土壤中的迁移、转化和残留。

四、微生物代谢产物与环境

1、硫化氢

产硫化氢的微生物,主要有两种:

一是,反硫化细菌,将硫酸盐还原为硫化氢;

二是,异养微生物,在分解有机硫化物时,释放硫化氢。

下水道中淤泥,其中的厌氧菌产生硫化氢、二氧化碳等气体,使维修工中毒和窒息死亡。

每年陆地有机质腐烂分解而产生的硫化氢有11.2×

107吨。

大气中硫化氢的主要来源是微生物。

微生物产生的硫化氢要比工业产生量大得多。

2、生物毒素

生物毒素:

是一大类生物活性物质的总称,是由动物、植物和微生物等产生的对其它生物物种有毒害作用,并不可复制的化学物质,也称为天然毒素。

依据来源:

分为动物毒素、植物毒素和微生物毒素。

动物毒素的主要成分:

是多聚肽、酶和胺类等。

植物毒素:

分为酚类化合物、氰化合物、生物碱、萜类化合物以及酶、多肽和氨基酸等。

微生物毒素:

是微生物在生长繁殖过程中产生的一种次级代谢产物。

2、1、植物毒素对空气的污染

植物把大量毒素释放于大气中,形成大气污染,使其它植物中毒,甚至死亡。

洋槐树皮:

挥发一种能杀死周围杂草的物质,使根系范围内的草不能生长;

丁香、薄荷、月桂等:

能分泌大量芳香物质,对相邻植物的生长有抑制作用。

桧柏的挥发性油,含醚和三氯甲烷,使其他花卉植物的呼吸减缓、生长停止。

植物抑制剂

A芥菜类:

芥菜油、异硫氰酸烯丙酯和β-苯乙基异硫氰酸;

B鼠尾草:

能产生挥发性单萜烯;

C胡桃树:

产生5-羟萘醌,对一些草本和木本植物有剧毒。

2、2、植物毒素对土壤的污染

有些植物把毒素通过根尖大量排放于土壤中,对其它植物的根系吸收,加以抑制。

牛鞭草:

根部分泌醛类物质,对豆科植物,绿豆生长进行封锁,使之根系生长差,根瘤菌也明显减少。

胡桃树:

树根会散发一种5-羟萘醌的化学物质,在土壤中水解氧化后,具有极大的毒性,能造成其他植物（如松树、苹果、马铃薯、西红柿、桦木及多种草木植物的受害或致死。

3、微生物毒素

3、1霉菌毒素

已确定结构的黄曲霉毒素有17种,其中以黄曲霉毒素B1毒性最大,致癌性最强。

其毒性比砒霜大10倍以上;

比敌百虫大25倍。

其致癌性比奶油黄强900倍;

比二甲基亚硝胺大75倍。

是已知致癌物中最强的一种肝癌致癌剂。

对-二甲氨基偶氮苯又称奶油黄,作食用色素,它在体内代谢产生致癌物。

已停止使用。

3、2黄曲霉毒的消除

黄曲霉繁殖的温度为30~38℃,最适宜37℃。

耐热,在0.1MPa压力下,加热到100℃,2小时,约减少80%,裂解温度为280℃,一般烹调难以消除。

黄曲霉毒素污染粮食、豆类、蔬菜、肉类、乳品、水果等。

NaOH可打破黄曲霉毒素B的六碳环内酯,形成香豆素钠盐。

加盐酸,香豆素钠盐又可变成B。

香豆素钠盐溶于水,在水洗时可被洗去,所以植物油可采用碱炼去毒。

五、微生物与生物环境间的相互关系

1、互生

二种可以单独生活的生物,当它们生活在一起时,通过各自的代谢活动而有利于对方,或偏利于一方的一种生活方式。

“可分可合,合比分好”。

金黄色葡萄球菌的生长为本来在平板上不能生长的嗜血流感菌提供生长因子,后者在其菌苔周围形成卫星菌落。

又如:

本来不能在含青霉素的平板上生长的受体菌在转化子（含有Ampr质粒周围形成卫星菌落（b-内酰胺酶分泌到胞外所致。

2、共生

二种生物共居在一起,相互分工协作、相依为