7水体环境和水体中的微生物
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各种水体经搅拌和曝气等产生的气溶胶可以携带微 生物进入空气； 人类的活动：耕地、开动汽车等造成微生物进入空 气
2. 数量和分布：
室外空气中的微生物主要是真菌孢子：半知菌类、 枝孢属、掷孢酵母； 空气中的微生物数量和种类随着不同地区和一年 不同月份，甚至一天中不同时间而发生变化。
掷孢酵母孢子释放在夜间进行； 疫霉在天亮，湿度下降后才释放孢子。
（真核单细胞）； 细菌主要有芽孢杆菌类。
4. 富营养化造成的危害
• 水体变混浊、发臭 • 破坏渔业生产和交通 • 危害人体健康
淡水中微囊藻、鱼腥藻、囊丝藻等在旺盛生长时分泌 内毒素于体外； 海水中沟藻在旺盛生长时分泌腐肉毒素，9 mg/kg组 织可致死
5.富营养化的控制
• 控制工厂污水排放，控制农田肥水流失，加强田间
二、空气中存在微生物必须具备的条件
具有各种孢子和孢囊及其他处于非营养 生长状态
具有抗性结构
三、室内空气中的微生物
1、细菌
空气是传播微生物的介质
来源：
上呼吸道表面，咳嗽、谈话、以气溶胶形 式释放出来； 病毒也同样方式释放； 皮肤的小鳞片
引起扁桃体炎的病原菌
类群： 葡萄球菌，芽孢杆菌，产气荚膜梭菌， 数量：
2. 江河水
微生物数量和类群决定于江河通过的土壤类型。 ①流动很慢的小河、小溪（浅水）： 连成丝状的单细胞藻类 铁、硫细菌 化能自养性细菌 丝状真菌（壶菌、水绵、水霉属）
浸入小河里的载 玻片上的发育形 成的小菌落
② 流动很大的水域 细菌：芽胞杆菌、无芽胞小杆菌（E.coli、 变形杆菌、产气杆菌、弧菌）
一、淡水中的微生物
淡水微生物的共同特征：
1 能在低营养物浓度下生长 2 微生物是可以游动的 3 表面积和体积比大（柄细菌），有效 吸收营养
1. 大气水
有微生物存在，但类群少； 细菌（芽胞杆菌的芽胞、小杆菌、少量球菌），放线菌
和真菌的孢子；
这些类群在大气水中仅为过路客，不可能在此环境中进 行繁殖、生长。
二、海水中的微生物
1. 海水环境的特殊性
体积广阔，有机质含量少； 盐分为3.2～3.6％,死海的含盐量达百 分之23到25左右 ；
90％的海水常年温度低于5℃；
深海处有较高的静压
2. 生活在海水中的细菌必须具备的条件
嗜盐性：2.4～4.0％（海洋细菌无氯化钠不能生长， 对钠离子和氯离子的主动运输，维持细胞膜的生物学功 能） 嗜压性：耐100大气压 嗜冷性：0～4℃能生长，最适生长温度为18℃左右 （除了热带海水表面，海洋细菌都为嗜冷菌） 耐贫瘠、广食性 增殖很慢，代时很长（几十～100多小时），能运动
发光杆菌属
发硫菌属
海洋微生物
德国生物学家舒尔斯在非洲西南面的纳米比亚海岸的海床沉积物中发现了 用肉眼也可以看见的世界最大细菌。这种细菌呈球形细胞，宽度普遍有 0.1—0.3毫米，有些可大至0.75毫米，它们比以前所知的最大细菌大100倍，
2、分布： （1）平面分布：近海数量很高 （2）垂直分布： 表层：好氧性微生物 中层：紫硫细菌 底层：厌氧菌及硫酸还原菌 影响因素：营养状况，温度，光强度，光照时间和季节变化 CO2 藻类的光合作用，CO2下降，碱性增加 维生素 钙板金藻产VB12，但仍需VB2和生物素 多边膝沟藻产VB2和生物素，但仍需VB12 抗生素 水流混合（孢子） 季节变化 捕食作用 毒素
微生物数量
— 11 1.4 36 18 11 7 1.Байду номын сангаас — 7 110 3.5
实验室 医院
200 1100
场 所
畜 舍
宿 舍
城市街 道
市区公 园
海洋上 空
微生物
1000000
20000
5000
200
1-2
四、室外空气中的微生物
1.来源：
真菌孢子——风力； 附着在灰尘上；
海洋的蒸汽可携带微生物进入海洋上空；
主要是光能自养型微生物， 蓝细菌、单细胞藻类、光合细菌
光穿透
温度
氧气浓度
水体不同层次微生物分布
阳光
层次化湖泊生态 Ecology of a Stratified lake
表层输入(河流) 产氧光合（蓝细菌）
表层输出
蓝细菌、藻、水生植物 好氧层 动物、原生动物、好氧细菌 嗜甲烷菌、无机化能细菌 不产氧光合 厌氧层 发酵 厌氧呼吸菌 产甲烷菌 沉积物
P:K<1，严重水体富营养化，水质变坏、发臭
3. 富营养化水体中的主要生物种类
主要的生物种类是藻类
1）水体富营养化发生在淡水水域——“水华”
主要的生物种类是 蓝细菌：微囊藻、 鱼腥藻、囊丝藻； 水变成蓝色或蓝绿 色。
2）水体富营养化发生在海洋水域——“赤潮”
主要的生物种类是单细胞鞭毛藻、沟藻、硅藻
空气中可传播人类、动、植物疾病； 在一些不良环境中，微生物形成孢子后，便通过 空气传播，当这些孢子遇到一些合适的环境，便开 始重新萌发而生长，使这些微生物得以继续生存下 去。
湖底沉积泥中和表面的微生物
• 浅层湖泊沉积泥表面：厌氧光合自养细菌
（使水体出现特征颜色），降解纤维素的真菌 （植物碎片），能进行厌氧呼吸的微生物（假 单胞细菌反硝化细菌）
• 沉积泥中：专性厌氧细菌（梭状芽孢杆菌、
产甲烷细菌和产硫化氢的脱硫弧菌）
4. 地下水
• 有机质含量很低，因此发育的微生物也很少；
水体环境和水体中的微生物
• 地球上的水体分为淡水和海水，海水占地表水 体总量的97％，覆盖地球表面积达71％。
• 水体是地球表面的一个很重要的生态环境。
海洋 冰川 湖泊 河流 地下水 97％ 2％ 0.009％ 0.00009％
水体微生物的来源
• • • • 1、水体中固有的微生物 2、来自土壤的微生物 3、人类活动产生的微生物 4、来自空气中的微生物
农村：数百个细菌/m3；
城市：数千个细菌/m3；
海洋上空：少2～3个数量级； 寒冷地区、热带地区、南极和北极的空气中孢子数 目更少。
不同场所的上空微生物数量（cfu/m3） 场 所 微生物 畜 舍 1000000 宿 舍 20000 城市街 道 5000 市区公 园 200 海洋上 空 1-2
3.空气中的微生物对生态的效应
三、水体富营养化
1. 定义
当水体中N、P营养元素的含量大量增加， 远远超出正常指标，结果导致原有生态系 统破坏，藻类或某些细菌数量猛增，其他 生物种类减少，水质变坏的现象。
2. 指标
P>0.03 mg/L，N>0.3 mg/L，叶绿素a>10 P:K=1，正常；
光合作用（P）:呼吸作用（K）>1，发生水体富营养化；
通风良好，几百个细菌/m3； 废物处理厂，数万～数十万个细菌/m3
2、真菌
腐生菌如青霉，曲霉；能在食物和潮 湿墙壁上生长的微生物
不同室内环境的微生物总数及致病微生物的种类和数量（cfu/m3）
场所
住房 办公室 教室
总微生物数
180 1400 2500
微生物种类
— 口腔链球菌 涎链球菌 链球菌 草绿色链球菌 涎链球菌 肠球菌 乙型溶血性链球菌 — 金黄色葡萄球菌 革兰氏阴性杆菌 魏氏产气荚膜杆菌
3. 海水中细菌的数量、分布和优势属种
数量：105～106个/ml
分布的特点：离海面10～50m深处数量最多，109个
/ml（藻类在此生长繁殖，为细菌提供了有机质）
海底
近海底（海湾、海港）：有机质多，107～108个/ml
远海底： 107～108个/ml
• 海水中的真菌
壶菌、水霉、绵霉属，但数量不多； 酵母菌、假丝酵母、球拟酵母
表层
放线菌：链霉菌、诺卡氏菌
真菌：丝状水生真菌为主
底层（河底污泥）
细菌：芽胞杆菌 放线菌：链霉菌 真菌：酵母菌
3. 湖泊水：静止状水域
• 靠近村庄的小池塘：有机质含量高， 微生物量大
细菌：大量腐生菌，病原菌（痢疾、伤寒），109 个/ml 放线菌：链霉菌、诺卡氏菌 真菌：丝状水生真菌和酵母菌
• 远离村庄的大湖泊、水库： 有机质含量少
管理，施用CuSO4 0.1~0.5 mg/L抑制藻类生长；
• 在藻体上接种病原菌，如噬菌体、粘细菌
第四节 空气中的微生物
一、空气环境特点
对流层中温度随高度增加而降低（对流层顶部-83－-113度） 有机物浓度非常低，异养菌难以生长， 缺乏可被利用的水，
紫外线辐射强，
空气中氧气含量随高度增加而减少，大气压力下降。 平流层中高浓度的O3(强氧化剂，杀菌剂)（氟利昂和N2O）
• 主要是细菌，而且是耐饥饿的细菌（无色杆菌、黄
杆菌等）
• 泉水：所含矿物质决定微生物类群
Fe——铁细菌，如氯化铁细菌 S ——硫化细菌，脱硫弯杆菌
淡水生态系统中微生物的主要功能
• • • • • 降解死的有机物，释放无机营养物，水体净化 同化可溶性有机物重新进入食物链 无机元素循环 进行光能自养和化能自养 作为原生动物食物，大面积深湖中的主要初级 生产者
2. 数量和分布：
室外空气中的微生物主要是真菌孢子：半知菌类、 枝孢属、掷孢酵母； 空气中的微生物数量和种类随着不同地区和一年 不同月份，甚至一天中不同时间而发生变化。
掷孢酵母孢子释放在夜间进行； 疫霉在天亮，湿度下降后才释放孢子。
（真核单细胞）； 细菌主要有芽孢杆菌类。
4. 富营养化造成的危害
• 水体变混浊、发臭 • 破坏渔业生产和交通 • 危害人体健康
淡水中微囊藻、鱼腥藻、囊丝藻等在旺盛生长时分泌 内毒素于体外； 海水中沟藻在旺盛生长时分泌腐肉毒素，9 mg/kg组 织可致死
5.富营养化的控制
• 控制工厂污水排放，控制农田肥水流失，加强田间
二、空气中存在微生物必须具备的条件
具有各种孢子和孢囊及其他处于非营养 生长状态
具有抗性结构
三、室内空气中的微生物
1、细菌
空气是传播微生物的介质
来源：
上呼吸道表面，咳嗽、谈话、以气溶胶形 式释放出来； 病毒也同样方式释放； 皮肤的小鳞片
引起扁桃体炎的病原菌
类群： 葡萄球菌，芽孢杆菌，产气荚膜梭菌， 数量：
2. 江河水
微生物数量和类群决定于江河通过的土壤类型。 ①流动很慢的小河、小溪（浅水）： 连成丝状的单细胞藻类 铁、硫细菌 化能自养性细菌 丝状真菌（壶菌、水绵、水霉属）
浸入小河里的载 玻片上的发育形 成的小菌落
② 流动很大的水域 细菌：芽胞杆菌、无芽胞小杆菌（E.coli、 变形杆菌、产气杆菌、弧菌）
一、淡水中的微生物
淡水微生物的共同特征：
1 能在低营养物浓度下生长 2 微生物是可以游动的 3 表面积和体积比大（柄细菌），有效 吸收营养
1. 大气水
有微生物存在，但类群少； 细菌（芽胞杆菌的芽胞、小杆菌、少量球菌），放线菌
和真菌的孢子；
这些类群在大气水中仅为过路客，不可能在此环境中进 行繁殖、生长。
二、海水中的微生物
1. 海水环境的特殊性
体积广阔，有机质含量少； 盐分为3.2～3.6％,死海的含盐量达百 分之23到25左右 ；
90％的海水常年温度低于5℃；
深海处有较高的静压
2. 生活在海水中的细菌必须具备的条件
嗜盐性：2.4～4.0％（海洋细菌无氯化钠不能生长， 对钠离子和氯离子的主动运输，维持细胞膜的生物学功 能） 嗜压性：耐100大气压 嗜冷性：0～4℃能生长，最适生长温度为18℃左右 （除了热带海水表面，海洋细菌都为嗜冷菌） 耐贫瘠、广食性 增殖很慢，代时很长（几十～100多小时），能运动
发光杆菌属
发硫菌属
海洋微生物
德国生物学家舒尔斯在非洲西南面的纳米比亚海岸的海床沉积物中发现了 用肉眼也可以看见的世界最大细菌。这种细菌呈球形细胞，宽度普遍有 0.1—0.3毫米，有些可大至0.75毫米，它们比以前所知的最大细菌大100倍，
2、分布： （1）平面分布：近海数量很高 （2）垂直分布： 表层：好氧性微生物 中层：紫硫细菌 底层：厌氧菌及硫酸还原菌 影响因素：营养状况，温度，光强度，光照时间和季节变化 CO2 藻类的光合作用，CO2下降，碱性增加 维生素 钙板金藻产VB12，但仍需VB2和生物素 多边膝沟藻产VB2和生物素，但仍需VB12 抗生素 水流混合（孢子） 季节变化 捕食作用 毒素
微生物数量
— 11 1.4 36 18 11 7 1.Байду номын сангаас — 7 110 3.5
实验室 医院
200 1100
场 所
畜 舍
宿 舍
城市街 道
市区公 园
海洋上 空
微生物
1000000
20000
5000
200
1-2
四、室外空气中的微生物
1.来源：
真菌孢子——风力； 附着在灰尘上；
海洋的蒸汽可携带微生物进入海洋上空；
主要是光能自养型微生物， 蓝细菌、单细胞藻类、光合细菌
光穿透
温度
氧气浓度
水体不同层次微生物分布
阳光
层次化湖泊生态 Ecology of a Stratified lake
表层输入(河流) 产氧光合（蓝细菌）
表层输出
蓝细菌、藻、水生植物 好氧层 动物、原生动物、好氧细菌 嗜甲烷菌、无机化能细菌 不产氧光合 厌氧层 发酵 厌氧呼吸菌 产甲烷菌 沉积物
P:K<1，严重水体富营养化，水质变坏、发臭
3. 富营养化水体中的主要生物种类
主要的生物种类是藻类
1）水体富营养化发生在淡水水域——“水华”
主要的生物种类是 蓝细菌：微囊藻、 鱼腥藻、囊丝藻； 水变成蓝色或蓝绿 色。
2）水体富营养化发生在海洋水域——“赤潮”
主要的生物种类是单细胞鞭毛藻、沟藻、硅藻
空气中可传播人类、动、植物疾病； 在一些不良环境中，微生物形成孢子后，便通过 空气传播，当这些孢子遇到一些合适的环境，便开 始重新萌发而生长，使这些微生物得以继续生存下 去。
湖底沉积泥中和表面的微生物
• 浅层湖泊沉积泥表面：厌氧光合自养细菌
（使水体出现特征颜色），降解纤维素的真菌 （植物碎片），能进行厌氧呼吸的微生物（假 单胞细菌反硝化细菌）
• 沉积泥中：专性厌氧细菌（梭状芽孢杆菌、
产甲烷细菌和产硫化氢的脱硫弧菌）
4. 地下水
• 有机质含量很低，因此发育的微生物也很少；
水体环境和水体中的微生物
• 地球上的水体分为淡水和海水，海水占地表水 体总量的97％，覆盖地球表面积达71％。
• 水体是地球表面的一个很重要的生态环境。
海洋 冰川 湖泊 河流 地下水 97％ 2％ 0.009％ 0.00009％
水体微生物的来源
• • • • 1、水体中固有的微生物 2、来自土壤的微生物 3、人类活动产生的微生物 4、来自空气中的微生物
农村：数百个细菌/m3；
城市：数千个细菌/m3；
海洋上空：少2～3个数量级； 寒冷地区、热带地区、南极和北极的空气中孢子数 目更少。
不同场所的上空微生物数量（cfu/m3） 场 所 微生物 畜 舍 1000000 宿 舍 20000 城市街 道 5000 市区公 园 200 海洋上 空 1-2
3.空气中的微生物对生态的效应
三、水体富营养化
1. 定义
当水体中N、P营养元素的含量大量增加， 远远超出正常指标，结果导致原有生态系 统破坏，藻类或某些细菌数量猛增，其他 生物种类减少，水质变坏的现象。
2. 指标
P>0.03 mg/L，N>0.3 mg/L，叶绿素a>10 P:K=1，正常；
光合作用（P）:呼吸作用（K）>1，发生水体富营养化；
通风良好，几百个细菌/m3； 废物处理厂，数万～数十万个细菌/m3
2、真菌
腐生菌如青霉，曲霉；能在食物和潮 湿墙壁上生长的微生物
不同室内环境的微生物总数及致病微生物的种类和数量（cfu/m3）
场所
住房 办公室 教室
总微生物数
180 1400 2500
微生物种类
— 口腔链球菌 涎链球菌 链球菌 草绿色链球菌 涎链球菌 肠球菌 乙型溶血性链球菌 — 金黄色葡萄球菌 革兰氏阴性杆菌 魏氏产气荚膜杆菌
3. 海水中细菌的数量、分布和优势属种
数量：105～106个/ml
分布的特点：离海面10～50m深处数量最多，109个
/ml（藻类在此生长繁殖，为细菌提供了有机质）
海底
近海底（海湾、海港）：有机质多，107～108个/ml
远海底： 107～108个/ml
• 海水中的真菌
壶菌、水霉、绵霉属，但数量不多； 酵母菌、假丝酵母、球拟酵母
表层
放线菌：链霉菌、诺卡氏菌
真菌：丝状水生真菌为主
底层（河底污泥）
细菌：芽胞杆菌 放线菌：链霉菌 真菌：酵母菌
3. 湖泊水：静止状水域
• 靠近村庄的小池塘：有机质含量高， 微生物量大
细菌：大量腐生菌，病原菌（痢疾、伤寒），109 个/ml 放线菌：链霉菌、诺卡氏菌 真菌：丝状水生真菌和酵母菌
• 远离村庄的大湖泊、水库： 有机质含量少
管理，施用CuSO4 0.1~0.5 mg/L抑制藻类生长；
• 在藻体上接种病原菌，如噬菌体、粘细菌
第四节 空气中的微生物
一、空气环境特点
对流层中温度随高度增加而降低（对流层顶部-83－-113度） 有机物浓度非常低，异养菌难以生长， 缺乏可被利用的水，
紫外线辐射强，
空气中氧气含量随高度增加而减少，大气压力下降。 平流层中高浓度的O3(强氧化剂，杀菌剂)（氟利昂和N2O）
• 主要是细菌，而且是耐饥饿的细菌（无色杆菌、黄
杆菌等）
• 泉水：所含矿物质决定微生物类群
Fe——铁细菌，如氯化铁细菌 S ——硫化细菌，脱硫弯杆菌
淡水生态系统中微生物的主要功能
• • • • • 降解死的有机物，释放无机营养物，水体净化 同化可溶性有机物重新进入食物链 无机元素循环 进行光能自养和化能自养 作为原生动物食物，大面积深湖中的主要初级 生产者