第七章_微生物的生态

水体中的微生物群落 海洋中微生物群落： 海洋中微生物群落： 海洋微生物群落分布：沿海带含量较高， 海洋微生物群落分布：沿海带含量较高，外海 则含量较低；一般都为耐盐/嗜盐菌 则含量较低；一般都为耐盐 嗜盐菌 海洋微生物群落的生态特征： 海洋微生物群落的生态特征： 底栖性微生物：不同地质结构， 底栖性微生物：不同地质结构，有机质含量不 微生物分布不同。 同,微生物分布不同。 微生物分布不同 岩礁海岸底部：芽孢杆菌、 岩礁海岸底部：芽孢杆菌、溶胶杆菌等 沉积土有机物丰富： 沉积土有机物丰富：以腐败细菌为主 浮游性细菌： 浮游性细菌：具鞭毛 附着性细菌： 附着性细菌：异养菌
土壤修复： 土壤修复：利用土壤中天然的微生物资 源或人为投加目的菌株， 源或人为投加目的菌株，甚至用构建 的具特异降解功能菌投加到各污染土 壤中， 壤中，将滞留的污染物快速降解和转 使土壤恢复其天然功能。 化，使土壤恢复其天然功能。
土壤修复的工作步骤： 土壤修复的工作步骤： 调查污染地的本底资料， 调查污染地的本底资料，包括土壤的 理化性质、土壤结构如孔隙率、 理化性质、土壤结构如孔隙率、含氧 量和温度， 土著” 量和温度，“土著”微生物种群和数 量等； 量等； 制定治理方案，进行适当的可行性试 制定治理方案， 验； 技术实施
空气微生物的检测点数 20－30个测点数为宜 － 个测点数为宜 空气微生物的培养温度和时间 37℃ 48h （B） 25℃ 90h （真菌） ℃ ） ℃ 真菌） 浮游菌最小采样量和最小沉降面积 确保测定结果的可靠性， 确保测定结果的可靠性，要考虑最小采 样量
第三节 水体微生物生态
• • • • • 水体微生物来源： 水体微生物来源： 固有微生物； 固有微生物； 来源于土壤的微生物； 来源于土壤的微生物； 来自生产和生活的微生物； 来自生产和生活的微生物； 来自空气微生物
第二节
空气微生物生态
• 空气的生态条件：较强的紫外、比较干 空气的生态条件：较强的紫外、 温度变化大、缺乏营养等。因此， 燥、温度变化大、缺乏营养等。因此， 空气只是微生物的暂留场所 • 空气微生物的种类、数量和分布：微生 空气微生物的种类、数量和分布： 物来自于土壤、水体、动物排泄物等； 物来自于土壤、水体、动物排泄物等； • 室外空气中微生物数量与环境卫生状况、 室外空气中微生物数量与环境卫生状况、 绿化程度等因素有关。 绿化程度等因素有关。
淡水微生物群落： 淡水微生物群落： 影响微生物的因素有水体类型(是否流 影响微生物的因素有水体类型 是否流 ）、受污染程度 溶解氧、温度、 受污染程度、 动）、受污染程度、溶解氧、温度、 pH等 pH等
水体自净和污染水体的微生物生态
• 水体自净：水体中的微生物分解其中的有 水体自净： 机质净化水体的过程
•种类比较繁多，类群不固定，主要是芽 种类比较繁多，类群不固定， 种类比较繁多 孢杆菌、霉菌和放线菌的孢子等。 孢杆菌、霉菌和放线菌的孢子等。而室 内空气中存在大量的致病微生物， 内空气中存在大量的致病微生物，如金 黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、沙。
空气微生物的排放标准及生物净化技 术 500－1000个/m3以上为污染空气。空 － 以上为污染空气。 个 气微生物卫生标准可以浮游细菌数为 指标或以降落细菌数为指标。 指标或以降落细菌数为指标。空气污 染的指示菌以绿色链球菌为最合适。 染的指示菌以绿色链球菌为最合适。
污 水
水体自净过程
衡量水体自净的指标
P/H：P代表光合自养型微生物；H代 ： 代表光合自养型微生物 代表光合自养型微生物； 代 表异养型微生物 P/H指数反映水体污染和自净程度。受 指数反映水体污染和自净程度。 指数反映水体污染和自净程度 污染时，异养型微生物大量繁殖， 污染时，异养型微生物大量繁殖，则 P/H低；自净过程中，有机物减少，自 低 自净过程中，有机物减少， 养型微生物数量增加， 升高， 养型微生物数量增加，则P/H升高，最 升高 终维持一定水平。 终维持一定水平。
土壤污染和土壤修复
土壤污染：土壤中的污染物含量超过土壤 土壤污染： 自净能力而影响土壤的生态条件。 自净能力而影响土壤的生态条件。污染物 主要有农药、石油烃类、重金属等。 主要有农药、石油烃类、重金属等。
土壤污染的后果
改造土壤理化性质、使土壤盐碱化、 改造土壤理化性质、使土壤盐碱化、板结 ， 从而破坏土壤生态平衡； 从而破坏土壤生态平衡； 植物吸收、富集污染物质， 植物吸收、富集污染物质，随食物链迁移 进入人体； 进入人体； 或是被雨水冲刷进入水体，也会进入人体； 或是被雨水冲刷进入水体，也会进入人体； 体质量， 进入河流等水源破坏水 体质量，含有各种 病原微生物进入水体， 病原微生物进入水体，从而进入人体
空气微生物检测
•空气微生物的测定方法 空气微生物的测定方法 固体法： ）平皿菌落法： 固体法：1）平皿菌落法：将营养琼脂培 养基铺入到90mm的无菌培养皿中，凝固 的无菌培养皿中， 养基铺入到 的无菌培养皿中 后打开皿盖置于待测点（通常设5个待测 后打开皿盖置于待测点（通常设 个待测 ），5－ 后盖好皿盖， 点）， －10min后盖好皿盖，于培养箱 后盖好皿盖 中培养48h后计菌落数。 后计菌落数。 中培养 后计菌落数 奥梅梁斯基公式（ 奥梅梁斯基公式（个/m2) C=N/(A×t）×5×10000 ×） × 用奥氏公式计算的浮游菌数比实际细菌数 少
微生物在土壤中的分布 横向： 横向：肥沃土壤中含有的微生物量高于贫瘠土 壤，可以利用微生物含量表征土壤的肥沃度 同时具体微生物种类分布与土壤中物质含量有 如森林中分解纤维素的微生物多，如霉菌、 关，如森林中分解纤维素的微生物多，如霉菌、 芽孢杆菌等； 芽孢杆菌等；生产果胶酶的菌株多分布在蔬菜 地或是果园土壤中。 地或是果园土壤中。 纵向：最表层微生物含量低， 纵向：最表层微生物含量低，但随着深度的增 微生物含量增加， 加，微生物含量增加，60cm以下微生物量有 以下微生物量有 所降低。 所降低。
土壤修复工程
原位处理：两组泵完成， 原位处理：两组泵完成，一组向土壤中注 入微生物、水、营养及空气；另外一组则 入微生物、 营养及空气； 从土壤中向外抽取水， 从土壤中向外抽取水，使微生物及营养在 土壤中流动达到降解有机物的目的。 土壤中流动达到降解有机物的目的。 生物通风：针对污染较为严重的土壤， 生物通风：针对污染较为严重的土壤，特 别是原油泄漏的区域，需要溶解氧量大。 别是原油泄漏的区域，需要溶解氧量大。 与原位处理不同的是空气流动来完成。 与原位处理不同的是空气流动来完成。 挖掘堆置处理和反应器处理： 挖掘堆置处理和反应器处理：类似于固体 废弃物的堆肥化。 废弃物的堆肥化。
土壤自净和污染土壤微生物生态
• 土壤自净：土壤对施入其中一定负荷的有 土壤自净： 机物或是有机污染物具有吸附和生物降解 能力，通过物理、 能力，通过物理、生化过程自动降解污染 物使土壤恢复原有水平的净化过程。 物使土壤恢复原有水平的净化过程。 自净能力的大小取决于：微生物的种类、 自净能力的大小取决于：微生物的种类、 数量及其活性；土壤结构、 数量及其活性；土壤结构、通气状况等理 化性质。 化性质。
自净过程： 自净过程： 污染物质进入水体后会沉淀至河底 好氧微生物把有机物分解为简单有机物 和无机物，溶解氧下降，导致鱼类、 和无机物，溶解氧下降，导致鱼类、原 生动物等死亡；厌氧微生物大量繁殖， 生动物等死亡；厌氧微生物大量繁殖， 进一步分解有机物，产生CO2、 H2O 、 进一步分解有机物，产生 、 PO4-3 、NH3 、H2S等无机物。藻类利用 等无机物。 等无机物 无机物进行生长，释放氧气。 无机物进行生长，释放氧气。 有机物进一步缺乏及其他条件影响致使 细菌死亡
污染土壤的微生物生态： 污染土壤的微生物生态： 土壤中的“土著”微生物 会因土壤受 土壤中的“土著”微生物,会因土壤受 到污染而发生改变， 到污染而发生改变，出现大量耐受甚至 利用污染物的微生物群体。 利用污染物的微生物群体。 同时，可以利用土壤法对废水和生活污 同时， 水进行生物处理。 水进行生物处理。
第七章 微生物生态
目
录
• 第一节 土壤微生物生态 • 第二节 空气微生物生态 • 第三节 水体微生物生态
• 生态系统：是在一定时间和空间内由生物和 生态系统： 它们地生境通过能量流动和物质循环组成的 一个自然体。 一个自然体。
第一节 土壤微生物生态
• • • • 土壤的生态条件 微生物在土壤中的种类、 微生物在土壤中的种类、数量和分布 土壤自净和污染土壤微生物生态 土壤污染和土壤修复
•氧气和水：团粒结构可以提供通气条 氧气和水： 氧气和水 件同时可以保持水分 •温度：土层保温性较强 温度： 温度 •保护层避免紫外的照射 保护层避免紫外的照射
微生物在土壤中的种类、 微生物在土壤中的种类、数量和分布 • 土壤中微生物的种类和数量 微生物总数为10 微生物总数为 8－ 109个/g土（肥土） 土 肥土） 106－ 107个/g土（贫瘠土） 土 贫瘠土） 微生物的种类分布规律为： 微生物的种类分布规律为： 细菌>放线菌 真菌>藻类 放线菌>真菌 藻类>原生动物 细菌 放线菌 真菌 藻类 原生动物
影响土壤修复的因素： 影响土壤修复的因素： 微生物种：土著微生物； 微生物种：土著微生物；选育出的优势 菌株； 菌株；利用质粒育种或基因工程构建工程 菌等； 菌等； 微生物营养：C/N/P，C/N＝25：1 微生物营养： ， ＝ ： 溶解氧： 鼓风时， － 溶解氧：5mg/L;鼓风时，8－12mg/L； 鼓风时 ； 含苯及低烷基苯时需要溶解氧为20－ 含苯及低烷基苯时需要溶解氧为 － 200mg/L 微生物的环境因子：适量的水、 和温 微生物的环境因子：适量的水、pH和温 度
土壤的生态条件 • 营养：动植物的残体、分泌物、排泄物 营养：动植物的残体、分泌物、 等提供丰富的无机营养及有机质以满足 微生物生长发育的需要。 微生物生长发育的需要。 • pH 3.5－8.5（大多数为 －8.5）适合 － （大多数为5.5－ ） 大多数微生物生长需要。 大多数微生物生长需要。 • 渗透压 0.3－0.6Mpa 其中 G－为0.5－ － － 0.6Mpa ，而G＋则为 －2.5Mpa，因 则为2.0－ ， 此土壤的渗透压利于微生物摄取营养