【国家级精品课程】-浙江大学-《微生物学》-第十一章 微生物与环境保护.ppt

2，4-D的微生物降解过程 ， 的微生物降解过程
污染环境的微生物修复
污染环境生物修复
原位(in situ) 原位 在污染环境原地进行技术性生物治 理不需将污染的土壤或水体转移
异位（ 异位（ex situ）或离位 ）或离位(off situ) 将污染土壤或水体转移至指定 地点进行集中处理
生物修复的基本方法： 一是进行生物扩增，即种植或接种具有降解和富 集功能的植物或微生物； 二是进行生物性刺激，刺激和促进土著微生物的 生长和增殖，发挥其分解作用。
正向突变 野生型 his+ 回复突变 营养缺陷型his-
第三节 污染环境的微生物治理与修复
大中型畜禽养殖场废弃 物厌氧处理工程
自循环厌氧反应器
污染环境的自净
环境自净是指环境受到污染后，在物理、 环境自净是指环境受到污染后，在物理、化 学和生物特别是微生物的作用下，污染物被逐 学和生物特别是微生物的作用下， 步降解、消除并达到自然净化的过程。 步降解、消除并达到自然净化的过程。 在环境自净中，微生物具有十分突出的作用。 在环境自净中，微生物具有十分突出的作用。 微生物的一大特点是其代谢类型多种多样。 微生物的一大特点是其代谢类型多种多样。
SBR好氧处理池 好氧处理池
好氧生物处理
活性污泥法(Active Sludge Method) 活性污泥法
也称曝气法。以废水中的有机污染物为培养基， 也称曝气法。以废水中的有机污染物为培养基，在人工曝 气充氧条件下对各种微生物群体进行混合连续培养， 气充氧条件下对各种微生物群体进行混合连续培养，形成 活性污泥。利用活性污泥在水中的凝聚、吸附、氧化、 活性污泥。利用活性污泥在水中的凝聚、吸附、氧化、分 解和沉淀作用，去除有机废水中的污染物的处理方法。 解和沉淀作用，去除有机废水中的污染物的处理方法。
一、微生物对大气的污染
寄生在人和动物体内的微生物 土壤里的微生物 大气微生物 水体内的微生物
某些微生物代谢产物
NOx等 CH4、H2S、CO2和NOx等
防治大气微生物污染的措施
① 室内通风 借助气流来稀释和排除室内的微生物。 借助气流来稀释和排除室内的微生物。 ② 空气过滤 对空气清洁程度要求高的场所 ③ 空气消毒 用物理法或化学法杀灭空气中的微生物。 用物理法或化学法杀灭空气中的微生物。
有机污染指示菌
表 污水带的划分及其特征
污水带特征 腐生细菌数 （个/ml） ） 有机物 多污带 105至106 甲型中污带 105 乙型中污带 104 寡污带 10至104 至
含大量有机物， 含大量有机物， 主要氨和氨 基酸， 主要是蛋白质和 基酸，机物 含量少 碳水化合物 极低或几乎没有， 少量，半厌 极低或几乎没有， 少量， 厌氧性 氧性 非常高 较高
二、微生物对水体的污染
污染类型：
水体富营养化、海洋大面积赤潮、 水体富营养化、海洋大面积赤潮、水传病 原菌、自来水管的微生物腐蚀、 原菌、自来水管的微生物腐蚀、矿尾酸水 富营养化(Eutrophication)： 富营养化 指含有氮、磷等营养物质的废水大量排入 指含有氮、 湖泊、河口、海湾等缓流水体， 湖泊、河口、海湾等缓流水体，促使藻类以及 其他浮游生物迅猛增殖，从而引起水质恶化， 其他浮游生物迅猛增殖，从而引起水质恶化， 导致鱼类及其他生物大量死亡的现象。 导致鱼类及其他生物大量死亡的现象
生物膜法处理有机废水的基本流程
生物膜及其对有机物的去除作用
第五节 微生物与有机废水 厌氧生物处理
生物修复的基本方法
一是进行生物扩增，即种植或接种具有降解和 富集功能的植物或微生物； 二是进行生物性刺激，刺激和促进土著微生物 的生长和增殖，发挥其分解作用。 三是生物固定，将重金属或有毒污染物用生物 学技术固定，不使其具有活性。
第四节
微生物与有机废水 好氧生物处理
Microorganisms and Aerobic Biotreatment of Organic Wastewater
腐生型微生物： 腐生型微生物：
无色杆菌属、色杆菌等腐生性细菌。
水域中可检出的病原菌及其危害
霍乱弧菌
沙门氏菌属 （Salmonella） ）
伤寒和副伤寒疾病、 伤寒和副伤寒疾病、 急性肠胃炎
病原性 细菌
志贺氏菌属 (Shigella) 霍乱弧菌 致病性大肠杆菌 钩端螺旋体 病毒 寄生虫
环境污染： 环境污染：
在一定时间内， 在一定时间内，某种物质进入环境的速度和数量 超过了环境本身能利用分解该物质的速度和数量（ 超过了环境本身能利用分解该物质的速度和数量（即 环境容量），从而积累于环境中，造成环境中物理因 环境容量），从而积累于环境中， ），从而积累于环境中 化学因素、生物因素改变， 素、化学因素、生物因素改变，包括对人类和其他生 物产生不利影响的环境压力， 物产生不利影响的环境压力，从而使环境降低甚至完 全失去生产能力和使用价值、观赏价值的状况。 全失去生产能力和使用价值、观赏价值的状况。
水体富营养化的防治
严格控制营养物质（主要是氮、 严格控制营养物质（主要是氮、磷）进入水体 疏浚底泥，除去水草和藻类 疏浚底泥， 引入低营养水稀释 饲养草食性鱼类或杂食性鱼类
防治水体病原微生物污染的主要措施
加强对污水的处理。 加强对污水的处理。 加强对饮用水的处理。 加强对饮用水的处理
生物操纵技术治理污染水体
水型痢疾 霍乱病 水泻、 水泻、呕吐等病症 出血性钩端螺旋体病 病毒性传染病－甲肝等 病毒性传染病－ 如阿米巴痢疾
问号钩端螺旋体的全基因组测序及注释
水体富营养化
指含有氮、 磷等营养物质的废水大量排入湖泊、 指含有氮 、 磷等营养物质的废水大量排入湖泊 、 河口、 海湾等缓流水体， 河口 、 海湾等缓流水体 ， 促使藻类以及其他浮游 生物迅猛增殖， 从而引起水质恶化， 生物迅猛增殖 ， 从而引起水质恶化 ， 导致鱼类及 其他生物大量死亡的现象。 其他生物大量死亡的现象。 氮含量超过0.2~0.3mg/L 氮含量超过 生化需氧量超过10mg/L 生化需氧量超过 水体富营养化 的指标 水中细菌总数超过10 水中细菌总数超过 5个/L 表征藻类叶绿素a含量大于 表征藻类叶绿素 含量大于 10mg/L
生物膜法(Biofilm Method) 生物膜法
又称生物过滤法， 又称生物过滤法，是指使废水流过生长在固定支承物表面 上的生物膜并通过生物氧化和各相间的物质交换作用， 上的生物膜并通过生物氧化和各相间的物质交换作用，去 除废水中有机污染物的废水处理法
活性污泥法(Active Sludge Method) 活性污泥法
生物相 有细菌、真菌、 有细菌、真菌、原生动物和后生动物等 细菌是主要的有机废物去除者，数量为108~109个/ml 细菌是主要的有机废物去除者，数量为 原生动物有鞭毛虫、根足虫、纤毛虫、 原生动物有鞭毛虫、根足虫、纤毛虫、吸管虫等 常出现丝状菌，如球衣菌、白硫菌、丝硫菌等， 常出现丝状菌，如球衣菌、白硫菌、丝硫菌等，
第二节 微生物与环境监测
Microorganisms and Environment Monitoring
生物监测
(Biodetection or Biomonitoring)
化学性监测 环境监测 物理性监测 生物性监测 微生物进行监测
水体污染的微生物检测
粪便污染指示菌----肠道细菌 肠道细菌 粪便污染指示菌 大肠菌群指数： 大肠菌群指数：每升水中所含的大肠菌群细 菌的个数。 菌的个数。 大肠菌群值： 大肠菌群值：检出一个大肠菌群细菌的最少 水样量。 水样量。 大肠菌群值=1000/大肠菌群指数 大肠菌群指数 大肠菌群值 有机污染指示菌----腐生细菌 腐生细菌 有机污染指示菌 腐生细菌数或腐生细菌数与细菌总数的比值
水体富营养化的危害
水体透明度下降， 水体透明度下降，影响水生植物光合作用 某些浮游生物产生毒素，伤害鱼类； 某些浮游生物产生毒素，伤害鱼类；积累 于贝类， 于贝类，进入食物链 赤潮 藻类和其他水生生物死亡后残体被好氧性 微生物分解时，消耗大量氧； 微生物分解时，消耗大量氧；被厌氧性微 生物分解时产生硫化氢、 生物分解时产生硫化氢、甲烷等有害气体 富营养化水中， 富营养化水中，常有硝酸盐和亚硝酸盐存 长期饮用， 在，长期饮用，导致人畜中毒
第十一章 微生物与环境保护
Microorganisms and Environment Protection
第一节 微生物与环境污染 Microorganisms and Environment Pollution
环境与环境污染
环境： 环境：
围绕在某生物个体或某生物群体以外的由物理的、 围绕在某生物个体或某生物群体以外的由物理的、 化学的、 的各种因素，固体的、气体的、 化学的、生物 的各种因素，固体的、气体的、液体的 各种状态构成的有形的和无形的各种物质的综合客体， 各种状态构成的有形的和无形的各种物质的综合客体， 可以称为环境。 可以称为环境。
水体中的微生物
寡营养型微生物： 寡营养型微生物：
清洁水体的微生物以自养菌为主，对人类无害。 清洁水体的微生物以自养菌为主，对人类无害。 常见的化能自养型细菌有硫细菌、铁细菌、鞘细菌。 常见的化能自养型细菌有硫细菌、铁细菌、鞘细菌。 光能自养型细菌有绿细菌、紫细菌和蓝细菌。 光能自养型细菌有绿细菌、紫细菌和蓝细菌。
水体点源污染的净化
同一个污染源不断排放污染物
水体污染的氧垂曲线
土壤非点源污染的微生物净化
微生物降解许多结构复杂的农药的 共代谢作用
依靠环境提供营养物质。例如，只有在蛋白脂类物质存在 时，直肠梭菌（Clostridium rectum）才能降解丙体666。 依靠其他微生物协同作用。例如，链霉菌(Streptomyces) 和节杆菌（Arthrobacter）可协作降解农药二嗪农的嘧啶 环，两菌单独存在则均不能作用。 需有诱导物存在。例如，只有经正庚烷诱导后，铜绿假单 胞菌（Pseudomonas aeruginosa）才能产生羟基化酶， 使链烷羟基化为相应的醇。