天然水体中的微生物生境
水质微生物检测
第二节饮用水种类及卫生微生物指标
一、饮用水分类 1、生活饮用水：供人生活的饮水和生活用水 2、包装饮用水： • 饮用天然矿泉水 • 饮用天然泉水 • 其他天然饮用水 • 饮用纯净水 • 饮用矿物质水 • 其他包装饮用水
二、饮用水介绍
（一）、生活饮用水 • 新发布的产品标准 GB5749-2006 • 标准检验方法为 GB/T5750-2006 • 水质检验项目由原35项增加至106项，旧标准微生
0 MPN/100mL
0 CFU//250mL 0 CFU//250mL 0 CFU//50mL
各类水质的微生物指标要求(续)
瓶 装 饮 用 纯 净 GB17324 － 水卫生标准 1998
菌落总数 ≤ 大肠菌群 ≤
霉菌和酵母 ≤
致病菌（沙门氏菌、
志贺氏菌、金黄色葡萄
球菌）
瓶（桶）装饮用 GB19298 － 水卫生标准 2003
• PH：水中微生物适宜范围是pH6.5～8.5，这与一般自然水 的pH值范围相适应。 海水的pH7.5～8.5，海水中多数微生 物生长的最适pH7.2～7.6；
• 化学物质：有机物，无机物：氨、硝酸盐、磷酸盐、硫酸 盐、碳酸盐，金属离子：汞、铜；
• 营养物质：异养微生物，营养贫乏时，微生物倾向吸附颗 粒。
第三节生活饮用水微生物检测
一、水样中微生物项目检测方法 GB/T 5750.12
1 菌落总数
1 平皿计数法
2 总大肠菌群大肠菌群
1 多管发酵法
2 滤膜法
4大肠埃希氏菌
二、水微生物的种类
• 水微生物的种类很多，有细菌、真菌、病毒、藻 类和原生动物；
• 水中大多数微生物属于异养微生物，它能利用水 中有机物质生长，另一类为自养微生物，它只需 无机物质就能合成新的细胞。
水微生物的种类1原生动物
水微生物一章主要内容
第一节 水的生境特征 第二节 水微生物的来源、分类、分布及其
卫生学意义 第三节 水微生物的检测与卫生标准 第四节 水微生物污染及其预防与控制 第五节 水微生物研究的前景
第一节 水的生境特征
稳定，水体积庞大，有流动性，能起缓冲、稀释和混合 作用，有利于保持水体的平衡自净能力。
利用
硫酸盐，碳酸盐可作为无机化能营养菌的无氧呼 吸电子受体等。
汞、铜等金属离子可抑制一些微生物的生长，但 某些假单胞菌因带有抗性质粒，不仅有抗性还能 浓集这类金属被用于废水处理。
水中CO2的浓度对藻类的生长繁殖影响比较大， 影响藻类的光合作用，引起pH值发生变化。
七、营养物质
水中微生物的共同特征之一是能在低营养物浓度 的条件下生长繁殖，但水中微生物数量与营养物 质浓度的水平仍有较大关系。
6.人和家畜的粪便和尿液直接污染水体；
7.生物实验室特别是微生物实验室，实验 操作过程不严格，废弃物处理不当等均可 污染室外水体。
水微生物的种类
1.原生动物、藻类、真菌、细菌和病毒， 其数量和种类主要取决于水体生境特征的 不同以及微生物能够进入水体的条件。
2.水中大多数微生物属于异养微生物，少 数种类为为自养微生物。
本节主要内容
水微生物的来源 水微生物的种类和分布
自然水体中外来微生物污染的来源
1.日常生活污水和医院污水； 2.厕所、粪缸不合理设置，在水源水中清洗马桶
和衣物； 3.水中养殖水生动植物时用粪便施肥，粪船装卸
和行驶过程中的溢漏，船民等的粪便； 4.地表径流和雨水冲刷；
5.水边建造猪、鸭、鸡等动物的养殖场， 或直接在水中养殖畜禽，使动物的粪、尿 等污染物流入水体；
水体微生物
水域中的微生物（一）水域是微生物的天然生境水体含有微生物所需的各种营养，因而也是微生物的天然生境。
水体中微生物除天然栖居者外，还有外来的，其中包括某些病原微生物。
由外界进入水体的微生物，由于环境条件不适应而逐渐死亡，也有一小部分较长期地生存下来。
某些病原微生物污染水体后，可引起传染病暴发流行。
从水环境中分离到的细菌大多是革兰氏阴性杆菌。
有鞘和附属物的细菌大多是水生的。
光合细菌作为初级生产者在水体元素循环中特别重要。
（二）水域微生物的数量和分布微生物在水域中的数量和分布受水体类型与层次、污染情况、季节等各种因素影响。
在洁净的湖泊和水库中，有机物含量低，因此微生物数量很少，为10个/ml～103个/ml，主要是化能自养和光能自养菌。
流经城市的河水、港口附近的海水以及滞留的池水中，有大量有机物和腐生性细菌，每毫升水样含菌量达107个到108个。
海水温度低，含盐，故海洋中存在嗜冷、嗜盐菌，深海微生物还能耐很高的静水压。
在海洋动物的体内外，栖息着大量发光细菌。
（三）研究水域微生物的一般方法研究土壤微生物的基本方法大多适用于水体微生物，主要问题是：①采集不同断面、不同深度的水样而不污染。
采上层水样时，用手握水样瓶的下部，瓶口要对着水流方向；采5m以内深水时，可用溶解氧采样器；几百米以下的水样需用深水采样器采集。
③清洁的江河、湖泊、水库水和海洋水，含微生物稀少，水样需浓缩。
最简易的方法是把微生物细胞截留在孔径为0.45 μm或0.22 μm的微孔滤膜上，滤膜贴放在用固体培养基制成的平板上培养。
2004-06-17 顾宗濂《环境微生物工程》，南京大学出版社腐植酸对水体微生物和低等植物的影响文章作者:中国腐植酸工业协会发布日期:2011-1-21天然水体中存在着微量HA，滋润着水中的微生物和低等植物。
当人们在水域中大量养殖水产时，水池内环境很快恶化，相继引发多种鱼虾病害或死亡，向水体投放各种化学药剂或非环保型饲料，不但病没遏止，更是雪上加霜，使水体环境更加恶化，病害也越加厉害，水产养殖走进恶性循环。
卫生微生物--2018(4-1)卫生微生物-水微生物
一、水微生物的检验
(一)生活饮用水微生物评价指标
菌落总数 总大肠菌群 粪大肠菌群(耐热大肠菌群) 大肠埃希菌 铜绿假单胞菌 贾第虫 隐孢子虫 肠球菌（粪链球菌） 产气荚膜梭菌
常规指标（细菌学）
非常规指标（寄生虫） 参考指标（细菌学）
菌落总数
总大肠菌群
粪大肠菌群
产气荚膜 梭菌
大肠埃希菌 铜绿假单胞菌
意义：含量表明水被粪便污染的程度，并间接提 示有肠道致病菌存在的可能性
标准： (MPN /100ml)不得检出(生活饮用水)
（3）粪大肠菌群（耐热大肠菌群）
在培养温度为44-45℃能生长，并能发酵乳糖产酸产气、 需氧或兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌
粪大肠菌群的菌绝大多数均为埃希菌属的成员，更能表 示样品被粪便污染的情况
肠球菌
（1）菌落总数
水样在营养琼脂上有氧条件下37℃培养18～24h后，所 得1ml水样所含菌落的总数。
意义：是判定水质被污染程度的指示菌。但不能说明污 染来源。
采样 （1）容器洗涤 （2）容器灭菌：干热 湿热-压力蒸气灭菌 （3）同一水源、同一时间采集几类检测指标的水样时， 应先采集供微生物学指标检测的水样。采样时应直接采 集，不得用水样刷洗已灭菌的采样瓶
选择原则与选择标准
检测指示微生物反映样品卫生安全性的原因
•
。
粪便污染指示菌的合理性及其要求
在污染的水中有致病菌存在时指示菌亦应存在 不存在于未污染水中 指示菌在数量上应大于致病菌数量 指示菌的密度应与污染程度有一定的相关 在水中生存寿命要比致病菌长，并对消毒剂有相同的抵
抗力 作为微生物学标准，应适用于各种水源 指示菌的特性应是稳定的，在水中不能繁殖 检测方法简单、能定量、准确性高、需时短
微生物的生态
作用，藻类对无机元素的吸收利用，以及浮游动物和一发低系生，列变但后化不生，减使少动水污物体染通中物过的总存量食在。物浓而链度生对降物
有机体的摄取和浓缩作用等。
化学净化可使污染物的总量降低，
使水体得到真正净化。
一、水体中的微生物 4.污染水体的微生物生态学特征
当有机污染物排入河流后， 在排污点的下游进行着正 常的自净过程。沿着河流 方向形成一系列连续的污 化带，包括四个污染带： 多污带、α-中污带、β中污带、寡污带，这四个 带是根据指示生物的种群、 数量以及水质划分的。
二、微生物与生物环境间的关系 2.生物因子
③共生(mutualism) 微生物与动物间的共生 ★瘤胃微生物与反刍动物的共生
牛羊等反刍动物，草食，但它们本身没有分解纤维素的能力，而是靠瘤胃微生物帮 助分解，使纤维素变成能被牛羊吸收的糖类。瘤胃中生活着多种细菌和原生动物。 共生原理如下：
二、微生物与生物环境间的关系 2.生物因子
两种微生物紧密生活在一起，彼此依赖，相互为对方创造有利条件，有的达到了难以分 离的程度。生理上相互分工，组织上形成了新的结构，彼此分离各自就不能很好地生活。
微生物间的共生地衣:由菌藻（子 囊类真菌与藻类） 共生或菌菌（真 菌与蓝细菌）共 生的地衣。
二、微生物与生物环境间的关系 2.生物因子
地衣中的真菌和藻类已形成特殊形态的整体，在生理上相互依存。其中的藻类或蓝 细菌进行光合作用，为真菌提供养料，真菌以产生的有机酸分解岩石为藻类或蓝细 菌提供矿质元素。
一、水体中的微生物 1.淡水中的微生物
★腐败型水生微生物
随着人畜排泄物或病体污物而进入水体的动植物致病菌，一般难以长期生存，但由 于水体的流动，也会造成病原菌的传播甚至疾病的流行。
乌梁素海富营养化不同程度湖区水体和沉积物微生物群落多样性与进化分析
--------------摘要湖泊水体富营养化已成为当前全球最突出的环境问题之一。
乌梁素海做为我国黄河内蒙古段最大的淡水湖泊，具有重要生态意义，但其富营养化程度正在日益加剧，水质不断变差，生态系统遭到了严重破坏。
在自然界中，微生物之间及其与环境之间有着特定的关系，彼此影响，相互依存。
但是，目前富营养化湖泊中微生物群落进行系统性研究却非常有限。
研究乌梁素海水体和沉积物微生物群落结构对于富营养化湖泊的生物监测和生物修复具有重要意义。
淡水生境中存在大量不可培养的细菌，使用传统的培养技术无法对细菌群落结构的多样性进行深入而全面的研究，而分子生物学技术的发展却为此方面研究开辟了新的路径。
本文以乌梁素海富营养化不同程度的小口、红圪卜、沙尖北湖区水样及沉积物为样本，提取细菌总 DNA，采用细菌 16S 通用引物 63F 和 1387R 进行 PCR 扩增，构建细菌 16S rRNA 文库，对乌梁素海水体和沉积物中的微生物群落结构和丰度进行研究，旨在揭示乌梁素海水体和沉积物微生物的群落结构和数量的动态变化规律，以及增进了解微生物与富营养化的关系，为治理和控制乌梁素海的富营养化问题提供理论依据。
研究结果表明，α, β, γ-proteobacteria、Bacteroidete s 和Actinobacteria 为小口和红圪卜水体中优势类群有，而沙尖北的优势菌群缺少了β-Proteobacteria。
小口沉积物中类群有α, γ, δ-Proteobacteria、Acidobacteria 和Chloroflexi；沙尖北的为β, γ, ε-Proteobacteria、Firmicutes 和Chloroflexi；而红圪卜的有β, δ-Proteobacteria、Chloroflexi、Bacteroidetes 和Firmicutes。
多样性分析发现，水体中富营养最重的红圪卜位点细菌较其他两个位点多样性较完整，操作分类单元（OTU）数量较多，分布较均匀，富营养化最轻的小口位点细菌多样性最低，OTU 数量最少，分布最不均匀。
微生物的分布
微生物种类繁多。
它们在自然界的分布非常广泛，它们存在于土壤、水、空气、动植物体和人体中，一些极端环境中也有微生物生存。
一、大气圈中的微生物大气圈中含有微生物，但因为大气中缺乏必需的营养物质和水分，加上太阳光中的紫外线照射，致使大气圈不能成为微生物生长繁殖的良好场所。
大气圈中的微生物主要是随尘埃飘浮到空中去的，而且多数以孢子或其它休眠体形态存在。
凡含尘埃较多的空气，其中所含的微生物种类与数量亦较多。
一般在禽畜舍、公共场所、医院、厕所、宿舍、城市繁华街道和居室内的空气中，微生物含量较高，而在海洋、高山、森林地带、终年积雪的山脉或极地上空的空气中，微生物的含量就极少。
空气中的微生物与空气中的温度、湿度等因素密切相关。
南方梅雨季节，空气中湿度大，霉菌含量很高，衣服等日用品极易发霉，而到了秋冬季，空气中的霉菌含量很少。
微生物在大气中的种类和数量随地区不同而有很大差异，同尘埃的总量和性质也有密切关系。
有些微生物类群经常出现于大气中，如霉菌、酵母菌、芽胞杆菌。
城市上空还经常出现病原微生物。
它们的数量和种类随季节的更替和气候的变化而有不同，如降水可以将微生物从空气中移走。
气流是空气中微生物传播的主要因素，有些种类可以借气流跨过大洋，造成世界性的分布。
大气微生物是环境和卫生科学工作者的重要研究对象。
二、岩石圈中的微生物岩石圈是生物学上不活跃部位。
地壳的岩石分为火成岩、沉积岩和变质岩，火成岩内部没有微生物生活的条件。
在岩石的裂隙中和岩石同水分与空气相接触的表面则是少数微生物的生境，常有细菌、藻类、真菌、地衣生长，称为岩生(rock inhabiting)微生物。
它们之中有些种类产生有机酸和螯合物，可以溶解硅酸盐和其它矿物，获得养料。
有些叫内岩生的微生物(endoliths)可以生活在某些岩石碎片层之下，甚至在深达450m岩层中也有生活着的微生物(Amg等，1993)。
20世纪90年代有些研究者配合地质勘探进行地下微生物研究，发现岩层中有多种微生物生存。
环境中微生物检测方法
环境中微生物检测方法微生物体积小、重量轻，因此可以到处传播以致达到“无孔不入”的地步。
微生物种类繁多，对外界环境的适应能力又很强，只要生活条件合适，它们就可以迅速繁殖起来。
因此，它们是自然界分布最广的一群生物。
无论是南极、北极、高山、海洋、陆地、淡水，还是土壤、空气、动植物体内外，几乎到处都有它们的踪迹。
空气、水是维持人类生命不可或缺的物质。
它们直接进入人体或与人接触。
如果带有病原微生物，将成为传染疾病的媒介。
通过空气和水中微生物的检验，对环境质量进行控制。
1.1土壤中的微生物1.1.1土壤是微生物生活的良好环境在自然界，土壤是微生物生活的良好环境。
因为土壤具有微生物生长繁殖所必需的各种环境条件。
1.1.1.1营养土壤中有大量动植物残体、植物根系的分泌物、人和动物的排泄物，这些有机物为微生物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤中丰富的矿质元素可以满足微生物对矿质营养的要求。
1.1.1.2水分和渗透压土壤中具有一定的持水性，可为微生物提供水分；土壤的渗透压对微生物是等渗或低渗环境，有利于微生物摄取营养。
1.1.1.3空气土壤团粒结构中的小孔隙充满空气，土壤中氧的含量比大气少，平均为土壤空气体积的7%-8%。
通气良好的土壤，氧的含量高些，有利于好氧微生物的生长。
1.1.1.4pH值土壤的pH多接近中性，且缓冲能力强，适合大多数微生物生长的需要。
在酸性或碱性的土壤中，亦有与之适应的微生物生长繁殖。
1.1.1.5温度土壤还具有保温性，与空气相比，昼夜温差和季节温差要小得多。
即使冬季地面冻结，一定深度的土壤中仍保持一定的温度。
一般是10～25℃，适宜多种微生物生长的需要。
1.1.2土壤微生物的种类、数量及其分布土壤中微生物的种类和数量都很多。
土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层深度与层次等不同而异。
如有机物含量丰富的黑土、草甸土等肥沃土壤，微生物含量较高，每克土可含几亿至几十亿个微生物；而红壤、棕钙土、盐土等贫瘠土壤，微生物的含量很少，每克土也含几百万至几千万个微生物。
微生物生态与环境污染
微生物生态与环境污染微生物是地球上最早出现的生物之一，它们广泛存在于自然环境中，不仅是土壤中的重要组成部分，还生活在水，空气甚至咱们人体内，这些微生物不仅在自然生态环境中扮演着重要的角色，也受到了环境污染的影响。
微生物的多样性微生物是一类与人类生活息息相关的生物，成千上万种不同种类的微生物在自然环境中繁衍生息，这种多样性对于人类的生存具有重大的意义。
微生物的多样性对于维护生态平衡和携带维持稳定的生态功能具有重要的作用。
微生物生态环境微生物所处的环境在自然界中非常广泛，因为它们具有很高的适应性，例如能够在不同的温度，pH值，压力强度和水分环境下的存活。
因此，许多微生物能够适应不同水平的条件，这使得它们存在于更广泛的环境中，例如土壤，水，空气等自然环境中。
微生物与环境污染虽然微生物在自然界中生存存在多样性和适应性，但环境的污染作用仍然会对其产生影响。
环境中的化学物质，化学物质的特性和环境的生态环境导致微生物生存在不同的条件下受到了影响。
微生物由于其特有的微观结构，可感染和引起感染，因此微生物在控制环境污染中有很重要的作用。
微生物与水污染水是微生物繁殖的重要场所，各种微生物在水中繁殖的速度以及数量都很高。
但是，水污染会使水体中微生物的数量，种类和繁殖速度发生变化。
污染物，特别是重金属和有机物，可以进入水中并且降低微生物的活性，造成水体生态和健康方面的问题。
微生物与土壤污染土壤是微生物最主要的生活场所之一，维护着土壤生态系统的平衡。
土壤中的微生物群体可以转化和解析化合物，促进土壤营养和生态系统的合适平衡。
当土壤中有害物质过多并污染了这个生境时，维持土壤生态系统平衡的微生物群体就会受到极大的影响，即土壤酸化，养分流失等。
微生物与空气污染空气和水一样，是微生物繁殖和生存的场所，然而空气污染会改变空气中的微生物群落。
空气污染的化学物质和粒子会对微生物的生长和繁殖产生极大的影响。
当气体污染物进入到室内环境中时，房间中的微生物群落数量和种类都会受到影响。
水体微生物
水域中的微生物（一）水域是微生物的天然生境水体含有微生物所需的各种营养，因而也是微生物的天然生境。
水体中微生物除天然栖居者外，还有外来的，其中包括某些病原微生物。
由外界进入水体的微生物，由于环境条件不适应而逐渐死亡，也有一小部分较长期地生存下来。
某些病原微生物污染水体后，可引起传染病暴发流行。
从水环境中分离到的细菌大多是革兰氏阴性杆菌。
有鞘和附属物的细菌大多是水生的。
光合细菌作为初级生产者在水体元素循环中特别重要。
（二）水域微生物的数量和分布微生物在水域中的数量和分布受水体类型与层次、污染情况、季节等各种因素影响。
在洁净的湖泊和水库中，有机物含量低，因此微生物数量很少，为10个/ml～103个/ml，主要是化能自养和光能自养菌。
流经城市的河水、港口附近的海水以及滞留的池水中，有大量有机物和腐生性细菌，每毫升水样含菌量达107个到108个。
海水温度低，含盐，故海洋中存在嗜冷、嗜盐菌，深海微生物还能耐很高的静水压。
在海洋动物的体内外，栖息着大量发光细菌。
（三）研究水域微生物的一般方法研究土壤微生物的基本方法大多适用于水体微生物，主要问题是：①采集不同断面、不同深度的水样而不污染。
采上层水样时，用手握水样瓶的下部，瓶口要对着水流方向；采5m以内深水时，可用溶解氧采样器；几百米以下的水样需用深水采样器采集。
③清洁的江河、湖泊、水库水和海洋水，含微生物稀少，水样需浓缩。
最简易的方法是把微生物细胞截留在孔径为0.45 μm或0.22 μm的微孔滤膜上，滤膜贴放在用固体培养基制成的平板上培养。
2004-06-17 顾宗濂《环境微生物工程》，南京大学出版社腐植酸对水体微生物和低等植物的影响文章作者:中国腐植酸工业协会发布日期:2011-1-21天然水体中存在着微量HA，滋润着水中的微生物和低等植物。
当人们在水域中大量养殖水产时，水池内环境很快恶化，相继引发多种鱼虾病害或死亡，向水体投放各种化学药剂或非环保型饲料，不但病没遏止，更是雪上加霜，使水体环境更加恶化，病害也越加厉害，水产养殖走进恶性循环。
《卫生微生物学试题及答案》 (1)
卫生微生物(一)一、名词解释1．指示微生物：是在常规卫生监测中，用以指示样品卫生状况及安全性的（非致病）微生物（或细菌）。
2．消毒：是指杀灭或清除传播媒介上病原微生物，使其达到无害化的处理。
3．生物战剂：在战争中用来伤害人、畜和毁坏农作物、植被等的致病微生物及其毒素称为生物战剂。
4．土著微生物：是指一个给定的生境中能生存、生长繁殖、代谢活跃的微生物，并能与来自他群落的微生物进行有效的竞争。
它们已经适应了这个生境。
5．高效消毒剂：可杀灭所有种类微生物（包括细菌芽胞），达到消毒合格要求的消毒剂，如戊二醛、过氧乙酸等。
6．微生物气溶胶：以固体或液体微小颗粒分散于空气中的分散体系称为气溶胶。
其中的气体是分散介质。
固体或液体微小颗粒如尘埃、飞沫、飞沫核及其中的微生物称为分散相，分散悬浮于分散介质（空气）中，形成所谓微生物气溶胶。
7．水分活性值：是指食品在密闭容器内的水蒸气压与相同温度下的纯水蒸气压的比值。
二、填空1．微生物与环境相互作用的基本规律有限制因子定律、耐受性定律、综合作用定律。
P122．菌落总数包括细菌菌落总数、霉菌菌落总数和酵母菌菌落总数。
P433．紫外线消毒的影响因素有照射剂量、照射距离、环境温度。
P684．生物战剂的生物学特性是繁殖能力、可传染性、防治困难、稳定性较差。
P865．生物战剂所致传染病的特点是流行过程异常、流行特征异常。
P906．用于食品霉菌、酵母菌计数的培养基为马铃薯-葡萄糖琼脂、孟加拉红和高盐察氏培养基P289 7．按微生物要求，将药品分为规定灭菌药品和非规定灭菌药品两大类。
P2338．我国评价化妆品细菌安全性指标包括、、和特定菌的检验三、简答题1. 简述水微生物的生态功能。
P101答：水微生物的生态学功能大体可概括为以下几个方面：1）能进行光能和化能自养；2）能降解有机物为无机物，这些无机物可作为生产者的原料；3）能同化可溶性有机物并把它们重新引入食物网；4）能进行无机元素的循环；5）细菌可以作为原生动物的食物；6）土著微生物能攻击外来微生物，使后者很难生存。
不同环境下微生物群落结构及其功能的比较分析
不同环境下微生物群落结构及其功能的比较分析微生物是自然界中不可或缺的组成部分，它们存在于生物体内、土壤、水体、空气等各种环境中。
微生物群落结构和功能的研究对于理解生态系统的运作和分子生物技术的应用具有重要意义。
本文将从不同环境下微生物群落结构和功能的角度进行比较分析。
一、土壤环境中微生物群落结构和功能的比较分析土壤是一个复杂的生态系统，其中微生物群落丰富多样。
微生物在土壤中发挥着重要的作用，它们分解有机物质，促进土壤团聚和有机质矿化，同时也参与了植物、动物和土壤中其他微生物的生长和代谢过程。
土壤中微生物群落结构和功能的变化对生态系统的稳定性和功能有着深远的影响。
研究表明，不同土壤中微生物群落的种类和数量存在差异，不同类型的土壤中，微生物群落的结构和功能也会发生变化。
例如，在不同pH值的土壤中，微生物群落的分布和数量也会有所不同。
在酸性土壤中，细菌和真菌数量相对较少，但是放线菌数量比较多，这些微生物对于土壤中有机质的分解和矿化有着重要的作用。
另外，不同的植被类型也对土壤微生物群落产生重要影响。
研究发现，不同植物类型对于土壤中微生物群落的多样性和数量有着影响。
例如，在森林土壤中，真菌数量相对较高，而在农田土壤中，细菌数量比较多。
这是因为不同类型的植物分泌的物质不同，对于微生物群落的多样性和数量有着不同的影响。
二、水体环境中微生物群落结构和功能的比较分析水体是一个复杂的生态系统，其中微生物群落的结构和功能对于水质和生态系统的稳定都具有重要的作用。
在不同水体环境中，微生物群落的结构和功能也会发生变化。
研究表明，在不同pH值的水环境中，微生物群落的数量和种类也会发生变化。
在酸性水体中，真菌和放线菌数量较少，而细菌数量相对较多。
这是因为酸性水体中有机物质分解速度较慢，适应酸性环境的微生物相对较少。
水体中微生物群落的结构和功能还受到水体温度、溶解氧含量、营养盐含量等多种环境因素的影响。
在不同水体温度条件下，微生物群落的数量和种类也会发生变化。
试述微生物在自然界中的分布
水 圈由淡水和海水两类水体组成 。 海洋中的水量 占地球水量 的 极端环境是指高等动物不能生长 ， 大多数微生物不能生活 的高 ９％， ７ 覆盖着地表 的 ７％， １ 冰川和极地水量 占 ２ 其余 的水分别存 温 、 、 ％， 低温 强酸、 强碱 、 、 、 高盐 高压 高辐射 、 缺氧等特殊环境 。在这些 在于湖泊 和河流 中。在海水 和淡水的界面构成河 口生境 。 环境 中生 活着能适 应极端条件 的微生物 ， 如嗜热菌 、 嗜冷 菌 、 嗜酸 ３１ 水 生境 ．淡 菌、 嗜碱菌等 ， 它们被称为极端环境微生物 ， 多数属 于古细菌 。由于 淡水 生境分为静水 （ 湖泊和池塘等 ） 和流水 （ 大小河溪 ） 两种情 它们具有不同于一般微生物的遗传机制 、 特殊 的细胞结构和生理机 况， 它们的理化特性不 同， 微生物 的组成和数量也各异 。 能， 在一些恶劣环境 中 ， 它们不仅能生存 ， 甚至很旺盛。 因此在冶金 、 湖泊在地 球上分布广泛 ， 性质差别很大 ， 多数微生物 成员为土 采矿 、 开采石油 、 境保 护等多种生产和科研领域 中具有 重要 的理 环 著性 的， 自养细菌占重要地位 。一些外来 的微生物 随着径流而进入 论意义与实践价值 。 湖泊 中。 ６微 生 物 的地 理 分 布 水体较深的湖泊中微生物具有明显的垂直分布带 ， 反映 了这一 生物地理学研究生物在全球 的分布规律。微生物地理学除 了研 生境 中光线透人的状况 、 温度和氧气浓度等理化 因素的差异 。淡水 究 上述各环境外 ， 主要研究它们分布 的地带性 ， 包括不 同经 纬度的 湖底沉降物 中的微生物 常常不 同于水层中的种类 。在浅水 池中 ， 厌 地区 、 东半球和西半球 、 南半球 和北半球等。 南极有北极冰层微生物 氧性光能 自氧细菌存在 于沉积物表面 ， 使水体具有相应的颜色 。除 群落 中一些种类属于专性 嗜冷细菌 ， 它们在温度高于 １— ０摄氏度 ５２ 土著微生 物外 ， 常有 许多外源微生物随着土壤 的侵蚀 和径流 、 物 时不 能生长 。 植 两极均有一群气泡细菌 ， 曾在温带海洋 中发现过。 未 它 枯枝落叶和城 市污水而理进入湖泊 ， 有些种类会迅速死亡而消失。 们 的起源的分布是全球性 的。 大肠杆菌在各大洲人体 中广泛存 在很 河流 中 生物 的数量和种类主要受其 流经区域 的影 响， 微 大量的 好地说 明了其全球性 。 另一方面 ， 某些细菌表现 明显地区性 ， 它们起 微生物都是外 来的 ， 在流经城市 的区段 中 ， 尤其 许多腐生微生物 和 源于某一地 ， 然后传播到它处 。微生物分布的地理性研究 是很 有意 病原菌进 人流水 。 在人海的河 口处 ， 由于海水盐分的影响 ， 淡水微生 义 的， 助于更好认识生物的多样性 ， 有 了解微生物 中是否有频危类 ， 物逐渐被海洋微生物取代。 这有助于建立资源保护措施。 ３２ ．海水生境 参考文献 海水 生境 可以区分为一些垂直带 ， 影响海洋生物的分布。有 充 【］ １李阜棣． 土壤微 生物 学［ ． Ｍ１ 北京： 中国农 业出版社， ９ ． １ ６ ９ 足阳光线射入 的区域稳定为透光带 ， 水温较高 ； 其下为无光带 ， 一般 ［ 德庆． 生物 学教程【１ ２ 惆 微 Ｍ ． 高等教 育出版社 ， ９． 北京： １ ３ ９ ２ ｍ以下就不会有光线透人 。 ５ ［】 苏声． ３ 杨 细菌分类 学『 ． Ｍ］ 北京： 中国农 业大学出版社，９ ７ １９ ． 微生物在近海 和河 口 域 中数量很高 ， 水 深然界 ； 布 分
蓝藻生长阶段
蓝藻生长阶段蓝藻（cyanobacteria）是一类早期的原核生物，也被称为蓝藻菌。
它们是一类光合作用微生物，可以在水体中生长繁殖。
蓝藻的生长过程可以分为以下几个阶段：1. 孢子阶段（spore stage）：蓝藻的生命周期从孢子开始。
当条件适宜，水体中的蓝藻孢子会进入活动状态。
孢子具有较强的抵抗力，可以在恶劣的环境中存活，并等待合适的生长条件。
2. 固氮阶段（nitrogen fixation stage）：蓝藻具有固氮的能力，可以将大气中的氮气转化为植物可利用的氨。
在生长早期，蓝藻主要通过固氮来获取氮源，以满足生长和代谢的需要。
3. 生长阶段（vegetative growth stage）：在适宜的环境条件下，蓝藻进入生长阶段。
蓝藻通过光合作用吸收太阳能，并利用光合色素将光能转化为化学能，用于合成有机物。
此阶段下，蓝藻的细胞会迅速增殖和扩张，水体中的蓝藻浓度会显著增加。
4. 高峰阶段（bloom stage）：当生长条件非常有利时，蓝藻可能会出现高峰阶段，也被称为蓝藻水华（blue-green algae bloom）。
在这个阶段，蓝藻的密度迅速增加，形成大面积的蓝绿色藻类堆积物。
水体呈现出明显的蓝绿色或者绿色。
由于蓝藻的群体过多，会对水体生态系统造成一定的影响，如缺氧、水体富营养化等问题。
5. 衰退阶段（decline stage）：当蓝藻的生长条件发生变化或者资源受限时，蓝藻会进入衰退阶段。
蓝藻数量逐渐减少，水体中的蓝绿色或绿色浑浊现象逐渐消失。
蓝藻的细胞会死亡或者进入休眠状态，等待再次适宜的生长条件。
需要注意的是，蓝藻生长阶段的长度和过程都受到环境条件的影响，如水体温度、光照强度、养分浓度等。
在某些条件下，蓝藻的生长过程可能会出现异常，如过度繁殖造成的水华问题。
这对于水体的生态平衡和水质安全都可能带来一定的挑战。
因此，在管理水体和防止水华发生方面，需要密切监测蓝藻的生长阶段和调控蓝藻数量，以保护水生态系统的健康。
水生生物生态学中的生境适应性研究
水生生物生态学中的生境适应性研究水生生态系统的生境适应性是指生物对环境的适应能力。
水生生物适应水生环境的能力取决于它们的生态系统学特征和物理适应性。
水生生态系统拥有独特的环境因素和生态条件，因此，水生生物生态学研究了水生生物对这些特殊环境因素的响应和适应。
1. 水生环境的特殊因素水生环境相比于陆地环境，具有许多特殊的因素，例如水的物理和化学性质，富营养化的水体和水中微生物群落。
这些特殊因素对水生生物的生长和生存都产生了重要影响。
水的物理和化学性质直接影响水生生物的体内过程，例如渗透压、氧浓度和酸碱度等。
对于一些水生生物，例如鲤鱼和草鱼等，它们的体表上分布了一层粘液，以维持身体内部的正常水分和电解质浓度。
当水中盐度和酸碱度不断变化时，粘液会逐渐变厚以抵御外部压力。
富营养化的水体中，海藻或者其他植物类生物群落的存在会使得水中氧气浓度显著降低，同时水中的生物污染物也会增加，对水生生态系统存在着很大威胁。
而生态环境严重恶化时，生态系统中的一些物种可能会快速演变，以适应这种生态环境。
2. 生境适应性和水生生物的数量许多水生生物物种在面临生态环境变化时，会产生一定的“逃逸反应”，例如转移栖息地或改变行为习惯等，这些逃逸反应会影响生物数量。
同时，生态环境变化也会反映在物种数量的变动上。
当环境变差时，物种数量逐渐减少，反之，环境变好时，生物数量也会随之增加。
然而，生态环境变动对物种数量的影响并不是单一的。
因为物种数量反应了整体生物群落的健康状态和生态脆弱性，对于一些生态环境中数量稀少的物种，它们的数量可能会很快降至极低的水平。
这种情况下，保护该物种并提高其生存质量显得尤为重要。
3. 生态系统的脆弱性生态系统的脆弱性指的是在生态环境变动时生态系统的恢复能力。
水生生态系统脆弱性问题突出，因为大多数水生动植物对环境的变化是敏感的，同时水生环境又是最易受到人类活动影响的地方之一。
如果栖息地被严重破坏，那么该区域的生态系统就会出现大幅度变动，这对物种的数量和生物多样性产生很大影响。
自然环境中微生物
“凤凰号”驻留火星的不算长久的生命 中，传回了很多有价值的数据资料。
二、淡水体中微生物的数量和 分布
洁净的湖泊中10～1000个/mL 典型的清水型微生物以化能自 养微生物和光能自养微生物为 主，如硫细菌、铁细菌和衣细 菌等，以及含有光合色素的蓝 细菌、绿硫细菌和紫细菌等。
养鱼塘中 107个/mL
腐败型水生微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖， 每毫升污水的微生物含量达到107～108个。其中主 要为各种肠道杆菌、芽胞杆菌、弧菌和螺菌等。这 些微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有 机物分解成简单的无机物污水也就逐步净化变清。
三、嗜酸和嗜碱微生物 1.嗜酸微生物 Thiobacillus ferrooxidans最适pH值2～3 其细胞内pH值6～6.5 细胞内存在着与金属抗性有关的质粒 嗜酸菌分布于酸性温泉、煤堆等酸性环境
七、环境条件对水体中微生物群落的影响 有机营养物浓度 无机盐浓度 CO2、O2浓度 温度 光照 水流…...
八、微生物在水体生态系统中的作用 1.降解不溶性有机物 2.同化可溶性有机物 3.参与无机元素循环 4.作为初级生产者，支撑起水体生态系统
空气中的微生物群落
空气不是微生物生长 的合适环境 营养物质 光照 来源于土壤、水、动 植物
空气中微生物的特点 1.数量分布 微生物以附着在尘埃上为主 有的以孢子形式存在 随季节变化 借助空气传播，最高85km
2.种群特点
空气中细菌以形成芽胞、产色素为多 真菌以孢子形式为主 病毒以有机体形式存在 室内外空气中微生物种群和数量差别大
天然水体中微生物生境
浮游植物
捕食
溶解性有机物
浮游动物
吸收 食
食菌性浮游 动物
2、底栖生物生境
• 底栖生物生活在江河湖海底部动植物，及 浮游环境相比，这个区域特征是微生物浓 度显著增加。
• 微生物浓度取决于有机物和氧可利用性。 在界面去下部，微生物数量下降。
底栖生物生境是水环境一个 重要特征。
• 这个区域内基本营养物循环取 决于好氧及厌氧微生物转化结 合。底栖环境一般能提供好氧 与厌氧微生境结合条件。
• 例如，发酵细菌将DOM代谢成 为有机酸和二氧化碳。
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悬浮在水体中微生物群落被称为浮游生物
• 这个群落中包括真核生 物、原核生物两类生物 在内光自养生物统称为 浮游植物，悬浮异养细 菌群体被称为浮游植物。 悬浮异养细菌群体被称 为浮游细菌，原生动物 种群组成浮游动物。这 三类生物组成富有微生 物群落。
真菌
细菌
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浮游植物
• 食物链中初级生产者，通过光合作用 固定二氧化碳将其转化成有机物。在 浮游微生物群落中，这种初级生产是 有机碳和能源主要来源，它可以被转 移到食物链中其他营养级，浮游植物 生产有机物按他们大小分成颗粒性或 溶解性两类。
(五) 种类多、分布广、代谢类型多样 种类多 世界生物多样性现状目前地球上究竟有多少物 种还很难准确断定。据不完全统计，被科学上 描述过物种约140万种，其中脊椎动物4万余种， 昆虫75万种，高等植物25万种，其他为无脊椎 动物真菌和微生物等，还有很多物种没有被人 类发现
污染水体微生物生态
一、污化系统及其指示生物 ➢ 污化系统 (也称有机污染系统)是根据水体有机物污染程度不同，对水
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悬浮在水体中的微生物群落被称为浮游生物
• 这个群落中包括真核生 物、原核生物两类生物 在内的光自养生物统称 为浮游植物，悬浮的异 养细菌群体被称为浮游 植物。悬浮的异养细菌 群体被称为浮游细菌， 原生动物种群组成浮游 动物。这三类生物组成 富有微生物群落。
真菌
细菌
浮游植物
• 食物链中的初级生产者，通过光合作 用固定二氧化碳将其转化成有机物。 在浮游微生物群落中，这种初级生产 是有机碳和能源的主要来源，它可以 被转移到食物链中的其他营养级，浮 游植物生产的有机物按他们的大小分 成颗粒性或溶解性的两类。
多污带
• 靠近排污点下游，河水深暗、浑浊，含大量有机物，BOD 高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有机物分解产生H2S、 NH3，使河水有异味。 • 水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为主，无 鱼类、显花植物等。
• 代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大，每ml水 中可达几亿个，例如硫酸盐还原菌与产甲烷菌等，此外 还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。
(一)个体极小，比表面积大 光学显微镜的分辨率为0.2um，可以看见大部分微生物的轮 廓 (二)代谢速率快、繁殖快 生物界中，微生物具有最高的繁殖速度。尤其是以二分裂 方式繁殖的细菌，其速度更是惊人。 在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。 伤寒杆菌在含0.125％的蛋白胨培养基中的代时为800min， 而在含1.0％时仅为40min。大肠杆菌每20-30分钟可以繁殖 一代，一天内可以繁殖72代，培养4-5天，细胞的重量一地 球相仿。 在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。
浮游植物
捕食 溶解性有机物
排泄和裂解
浮游动物
吸收
二氧化碳
矿化
吸收
细菌
捕食
食菌性浮游 动物
捕食
2、底栖生物生境
• 底栖生物生活在江河湖海底部的动植物， 与浮游环境相比，这个区域的特征是微生 物的浓度显著增加。 • 微生物的浓度取决于有机物和氧的可利用 性。在界面去的下部，微生物的数量下降。
底栖生物生境是水环境的一 个重要特征。
非细胞形态的微生物
病毒（包 括噬 菌体 ）
水中的生 物
细菌
原核生物
放线菌
蓝细菌（蓝藻）
细胞形态的 微生物 真 菌
酵母菌藻类（除蓝藻 ）
微生物的特点 （一）个体极小，比表面积大 （二）繁殖快、代谢速率快 （三）数量多 （四）适应外界环境能力强；易变异 （五）种类多、分布广、代谢类型多样
缩虫；微型后生动物的腔轮虫、水蚤。
• 微生物在不同的环境中特征是不同的 • 生境：指生物生活的空间和其中全部生态因子的 总和 • 1、浮游生物环境 • 浮游生物：在海洋、湖泊及河川等水域生物钟， 自身完全没有移动能力、或者有也非常弱，因而 不能逆水流而运动，而是浮在水面生活，这类生 物总称为浮游生物。
（三）数量多 因为繁殖速度快，所以数量多 凡有微生物生存的地方，它们通常都拥有巨大的数量。 例如： （1）土壤是微生物的“大本营”，其中细菌数量达数亿个／g， 放线菌孢子达数千万个／g，霉菌孢子达数百万个／g，酵母菌达 数十万个／g; (2) 全世界海洋中微生物的总重量约280亿吨 (3) 人体肠道内菌体总数达100万亿个左右。 (4) 新鲜叶子表面微生物数量达100多万个／g (5) 每张纸币上的细菌数平均多达900万个，大肠杆菌检出率达 87．9％。 (6) 一个喷嚏约含菌4，500—150，000个，感冒患者的一个喷嚏 含细菌多达8，500万个。 一系列的调查数据表明，我们是生活在一个被大量微生物包围着 的环境中，只是因为肉眼不可见而常常“身在菌中不知菌”。
(五) 种类多、分布广、代谢类型多样 种类多 世界生物多样性现状目前地球上究竟有多少物 种还很难准确断定。据不完全统计，被科学上 描述过的物种约140万种，其中脊椎动物4万余 种，昆虫75万种，高等植物25万种，其他为无 脊椎动物真菌和微生物等，还有很多物种没有 被人类发现
污染水体的微生物生态
一、污化系统及其指示生物 污化系统 (也称有机污染系统)是根据水体有机物污染程度的不同，对 水体的一种分类法。当有机污染物排入河流，在其下游河段的自净过 程中，形成一系列污化带。 因各种水生生物需要不同的生存条件，故在各个带中可找到不同的代 表性指示生物，这些指示生物包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微 生物，以及轮虫、浮游甲壳动物、鱼类及底栖动物等。 根据指示生物的不同，污化系统中的污化带分为多污带、-中污带、 -中污带和寡污带。
(四)适应外界环境能力强，易变异 提问：为什么微生物较其他生物容易变异呢？ 各种生物自发变异频率一样——十分低保护能 力差、数量大 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接 与环境接触，易受环境因素影响，引起遗传物 质DNA的改变而发生变异； 由于数量庞大，可以在短时间内出现大量变异 后代，当环境变化时，微生物会大量死亡，活下 来的微生物往往会发生结构和生理特性的变异以 适应变化了的环境。
• 这个区域内的基本营养物的循 环取决于好氧与厌氧微生物转 化的结合。底栖环境一般能提 供好氧与厌氧微生境的结合条 件。 • 例如，发酵细菌将DOM代谢成 为有机酸和二氧化碳。
水文112班第一组：王涛 陈涛 姚铭伟 毅 周欢 许飞善 高阳 杨鑫垚
曾
中污带
• 在多污带下游，有机物量略减少，BOD下降，河水依 然灰暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物 种类增加，细菌数减少，但每毫升仍有几千万个。
• 代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、椎尾水 轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、小球藻等。
少污带
• 细菌数量减少，藻类大量繁殖，轮虫、甲壳动物和昆 虫增加，生根的植物、鱼类出现。 • 代表性生物：藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、短 棘盘星藻、舟形藻、梭裸藻 ；原生动物的草履虫、聚
第六章
水环境中的微生物化 学过程
第一节：天然水中微生物生境
了解什么是微生物：
微生物是天然水环境中的初级生产 者，大约占有地球全部生产力的 50%，也是初级消费者，栖息在水 环境中的微生物种类繁多，包括细 菌、病毒、真菌、藻类和其他微生 物等，以他们为主体便构成了一个 水生生态系统的子系统——微生物 生态系统。 微生物生态系统对于天然水环境的 质量控制起到了决定性的作用。 生活中的应用：微生物化学过程与 原理成为水环境污染治理的重要理 论环节。