天然水体中微生物生境共21页
微生物生态水体自净和污染水体的微生物TO学生PPT课件
5
第5页/共21页
❖A．P／H指数与BIP指数
• P代表光合自养型微生物（如藻类） • H代表异养型微生物（如细菌等），两者的比即P／H指数。 • P/H =（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量） • BIP =（无叶绿素的微生物数量）/（全部微生物数量）≈H/
3
第3页/共21页
A．自净的过程
如下图河流污染和自净过程
• 水体自净过程大致如下
• a.物理作用有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机
固体沉降到河底；
• b.生物作用
•
溶氧↓
溶解氧↑
• 好氧菌↑ 好氧菌↓
有机物降解
•
厌氧菌↑ 自然溶氧、藻类产氧
4
第4页/共21页
2．衡量水体污染与自净的指标
• 用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段?
微型生物群落监测——PFU法》
通过查资料例证）？
17
第17页/共21页
• •微水生体能物自在净净我化们为不什同么污还染要进物行的废具水体的控机制理与是处理人呢？ •工自强净 速化度的有依限据， 我(以们后常 常会没应有用足中够 的分时讲间)去 等 待 ， 各
行各业都需要合格的水源，而可供选择的水源又是十 分有限的。 需要人工手段控制污染物排量及强化水体污染物去除 速度。
流
解氧恢复到正常含量。
旋轮虫、浮游甲壳动
流
寡污带 2． H2S 消失；
0~8
3． 河流自净过程已完成的
物、水生植物及鱼。****
向
标志
16第16页/共21页 Nhomakorabea*污化系统与PFU法使 用时有何差异？各有 哪些主要实际用途（ • 目前已经有水质生物监测法的国家标准，即 GB／T 12990－91《水质-
天然水体中的微生物生境
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
《水环境化学》课程标准
《水环境化学》课程标准一、前言（一）课程基本信息1.课程名称：水环境化学2.课程类别：专业基础课3.学时：60-804.适用专业：水环境监测与治理/城市水净化技术（二）课程性质本课程是高职高专水环境监测与治理专业基础课程。
本课程是培养和锻炼学生水环境污染分析能力的核心课程，使学生了解常见化学污染物质在水体环境中的行为、效应及其影响因素，掌握典型水污染事件的分析方法，获得水质关键指标的测定分析能力。
通过对《水环境化学》这门课程的学习，将使学生了解当代水环境问题，熟悉和掌握有关污染物在水环境介质中迁移、转化规律的基本知识、基本理论、基本技能和基本方法，使学生今后能够在水文水资源工程的专业岗位上，对各自区域内的水质和水量问题和水质问题作本课程以《分析化学》、《有机化学》和《仪器分析》等课程的学习为基础，为进一步学习《水质检验技术》、《给水处理》、《水污染控制技术》和《工业废水处理》等专业技术课程服务，为学生练就水质与水环境分析、水净化工程设计和水处理设施运行维护等岗位工作能力奠定知识和能力基础。
（三）课程标准的设计思路1.课程设置的依据经过企业调研、往届毕业生就业岗位调研和行业专家座谈，决定把水质检验分析岗位、水净化工程、水处理设施运行维护和水质工程辅助设计岗位作为城市水净化技术专业的就业核心岗位群，把水环境化学课程作为培养学生水质及水环境污染分析能力的核心专业基础课程。
2.课程改革的基本理念课程以工作任务确定职业能力，以职业能力为目标，对接行业标准，关注职业素养，构建由项目带动、任务驱动的工作过程化课程；教学中贯穿工学结合，体现工作过程，达到教、学、做的融合；注重运用多媒体教学、现场教学等教学手段；实施多元评价，全方位关注学生对知识和技能的掌握。
以现实存在的水环境污染事件为载体组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体案例分析的过程中掌握知识和技能，通过一个个污染事件的分析、讨论和总结训练最终提高学生的行业知识和分析能力。
生态学--水体空气中的微生物
实验 室 医院
200 1100
微生物、 微生物、环境间的相互作用和制约方式
Ⅰ 同种微生物不同个体之间的相互关系 • 正作用 1. 难利用底物共同酶解 2. 抗性遗传物质的水平转移 3. 信息传递协同迁移 • 负作用 1. 营养竞争 2. 空间竞争 3. 共同有害代谢物累积
Ⅱ 不同种微生物之间的相互关系
• 室内空气中的微生物
不同室内环境的微生物总数及致病微生物 的种类和数量（ 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 微生物数量 — 11 1.4 36 18 11 7 1.1 — 7 110 3.5
一、大气中的微生物 存在形式： 1、存在形式：多为孢子 2、 来 霉 细 源：土壤、水体、动物 土壤、水体、 曲霉、青霉、木霉、根霉、 菌：曲霉、青霉、木霉、根霉、毛 菌：枯草芽孢杆菌、八叠球菌等 枯草芽孢杆菌、 3、常见种类： 常见种类： 霉、白地霉 病原菌：结核杆菌、白喉杆菌、 病原菌：结核杆菌、白喉杆菌、肺炎双球 菌、流感病毒
富营养与贫营养湖泊中微生物的比较
项目 数 量 品 种 分 布 昼夜间的迁移 水华现象 主要藻类 富营养湖泊 丰富 较少 主要生长在水体表层 有限 经常发生 蓝藻纲(Cyanophyceae) 蓝藻纲(Cyanophyceae) 色球藻科(Chroococcaceae) 色球藻科(Chroococcaceae) 微囊藻属( 微囊藻属(Microcystis) 铜绿微囊藻( 铜绿微囊藻(Microcystis aerugrinosa) 水华微囊藻( 水华微囊藻(Microcystis flosaquae) 具缘微囊藻( 具缘微囊藻(Microcystis marginata) 念珠藻科(Nostocaceae) 念珠藻科(Nostocaceae) 鱼腥藻属( 鱼腥藻属(Anabaena) 螺旋鱼腥藻( 螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides) 束丝藻属( 束丝藻属(Aphanizomenon) 颤藻科(Oscillatoriaceae) 颤藻科(Oscillatoriaceae) 颤藻属( 颤藻属(Oscillatoria) 等片硅藻科(Deatomaceae) 等片硅藻科(Deatomaceae) 直链藻属( 直链藻属(Melosira) 脆杆藻属( 脆杆藻属(Fragilaria) 冠盘藻属( 冠盘藻属(Stephanodescus) 星杆藻属( 星杆藻属(Astericoolla) 贫营养湖泊 稀少 很多 可生长至深层 频繁 很少出现 绿藻科(Chlorophyceae) 绿藻科(Chlorophyceae) 角星鼓藻属 (Staurastrum) 片硅藻科(Diatomaceae) 片硅藻科(Diatomaceae) 平板藻属( 平板藻属(Tabellaria) 小环藻属( 小环藻属(Cyclotella) 金藻科(Chrysophyceae) 金藻科(Chrysophyceae) 锥囊藻属( 锥囊藻属(Dinobryon)
自然环境中微生物课件
-
35
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…...
-
36
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
-
37
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
-
11
酵母 主要为半知菌，假丝酵母（Candida）、隐球酵母 （Cryptococcus）、汉逊酵母（Hansenula） 原生动物
-
12
-
13
酸化土壤肥力减退、农业减产
酸雨可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小， 生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主 要微生物类群芽胞杆菌，有关真菌数量降低，影响 营养元素的良性循环。特别是酸雨可降低土壤中氨 化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作 用和硝化作用能力下降。
-
21
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。
-
22
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。
通过土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，
进行物质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重 要因素 .
天然水体中的微生物生境优秀课件
（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”。
(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。
• 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 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。
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。
水产微生物—水域微生物生态学
第八章水域微生物生态学第一节水体中微生物的分布一、内陆水体中微生物的分布内陆水体的自然环境多靠近陆地。
内陆水体大多是淡水，淡水中的微生物主要来源于土壤、空气、污水、人和动植物排泄物以及动植物尸体等。
特别是土壤中的微生物，常随土壤被雨水冲刷进入江河湖泊。
因此，土壤中所有细菌、放线菌和真菌的大部分，在水体中几乎都能找到。
然而，水体中的微生物种类和数量，一般要比土壤中的少得多。
水域微生物的区系可分以下几类：（1）清水型水域微生物在洁净的湖泊和水库蓄水中，因有机物含量低，故微生物数量很少（10～103/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。
（2）腐败型水域微生物上述清水型的微生物可认为是水体环境中“土生土长”的土居微生物。
流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水以及下水道的沟水中，由于流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，因此有机物的含量大增，同时也夹入了大量外来的腐生细菌，使腐败型水域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。
还有一类是随着人畜排泄物或病体污物而进入水体的动植物致病菌，通常因水体环境中的营养等条件不能满足其生长繁殖的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系，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。
二、海洋中微生物的分布海洋是地球上最大的水体。
海水与淡水最大的差别在于其中的含盐量。
含盐量越高，则渗透压越大，反之则越小。
因此海洋微生物与淡水中的微生物在耐渗透压能力方面有很大的差别。
海水中常见的细菌主要有假单胞菌属、枝动菌属（Mycoplana）、弧菌属、螺菌属、梭菌属、变形菌属、硫细菌、硝化细菌和蓝细菌的一些种类。
常见的酵母菌有色串孢属（Torula）和酵母菌属。
此外，还有噬菌体、霉菌、藻类和原生动物等。
一般霉菌比细菌少，主要是陆地中常见的种类。
水生微生态学PPT课件
第三节 水生微生物的作用
• 一、微生物与能量流 • 微生物在生态系统中作为还原者把绿色植物产生的能量通过食物链进行传递。
第36页/共54页
• 二、微生物与食物链 • 通过食物链和食物网关系可看出，细菌在水生动物营养上起着极其重要的作用。 不仅原生动物、轮虫、甲壳动物、软体动物等摄食细菌，一些鱼类也食细菌。 水中细菌多集聚成絮状、片状和块状等聚合体，许多动物不能吃单个细菌但可 吃聚合体。可见细菌是一种营养丰富的食物，目前光合细菌已大量培养，已用 到水产养殖中，既改善水质，防治鱼病，又能做为饲料添加剂，能很好地促进 水产经济动物的生长。
氨
微生物
硝酸盐 （硝化细菌）
第41页/共54页
• 4、脱氮作用：（无氧条件下进行）
•
•
N
O3N源自O2NON2O
N2
NH2OH
NH3
第42页/共54页
• 5、N转化在水体中的生产意义：施肥增氧促进微生物有氮循环，可促进水生动物的饵料生物的繁殖， 有利于提高水体生产力。
第43页/共54页
• （五）硫循环
第25页/共54页
• 对虾的蚤状幼体期活菌总数达高峰，随后急剧减少。 • 蚤状幼体期以弧菌为主，达成体期（孵化后126天）则以假单胞菌为主。发育不良的成体对虾则以气单胞
菌居多。
第26页/共54页
（四）藻体上微生物的分布
• 一些藻类体上附有细菌。 • 当形成浮游植物水华时，没有细菌存在；硅藻能主动抑制细菌在其表面附着。
第50页/共54页
• （3）光合细菌在废水处理中的应用 A.作为浮游动物的饵料 B.作为鱼苗和一般鱼类的饵料或添加剂 C.增强鱼类的抗病性
第51页/共54页
第二篇 第二讲 天然水体微生物生态
湖泊的环境条件
温带地区较深的湖泊有一个重要特点，就是随季节、温
度的变化而交替地发生热成层作用和湖水对流运动。 根据湖泊中水温的变化，可将湖泊分成三层：表水层、
深水层和两者之间的温变层。温变层的水温随深度而急剧下 降。
夏季，表水层温度较高达 20℃左右。温变层随深度增 加温度急剧下降。暖水总是位于冷水之上，不可能混合，呈 现夏季分层现象（夏季成层作用）。
污化系统
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，根据指示生 物的种群、数量及水质划分为多污带、α中污带、β-中污带和寡污带，
污化指示生物包括细菌、真菌、藻类、 原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动 物、软体动物和水生昆虫。
水体有机污染指标
水体自净 与污染水体的微生物生态
一、水体自净 二、污化系统 三、水体有机污染指标
水体自净
河流接纳了一定量的有机污染物后，在 物理的、化学的和水生物（微生物、动物 和植物）等因素的综合作用后得到净化， 水质恢复到污染前的水平和状态，叫作水 体自净。
任何水体都有其自净容量。
自净容量是指水体正常生物循环中能够 净化有机污染物的最大数量。
1、BIP指数：无叶绿素的微生物占所有微生 物（有叶绿素和无叶绿素微生物）数的百分比。
2、细菌菌落总数（CFU）：1ml水样在营养 琼脂培养基中，于37℃培养24h后所生长出 来的细菌菌落总数。
3、总大肠菌群：是指示水体被粪便污染的一 个指标。
作业
•查阅相关参考文献，了解国 内外水体富营养化控制和管 理技术状况。
我国湖泊富营养化
根据20世纪80年代后期与90年代前期的调查结果， 我国富营养化湖泊主要分布在长江中下游湖区、云贵湖区， 部分东北山地及平原湖区与蒙新湖区。城市湖泊由于湖小 受城市废水的影响大，无论地理位置如何几乎都已达到富 营养化或严重富营养化程度。
水中常见微生物图谱
污水处理罕见微生物照片之老阳三干创作时间：二O二一年七月二十九日1、变形虫（阿米巴）amoeba.望文生义,变形虫是能变形的.不过这种变形也是有限度的. 一些种类的变形虫能向四外伸出假足,以探查水中的化学成分,决定移动标的目的.而有些种类底子没有假足. 他们猎食时笼盖它的猎物, 把猎物裹起来,这样就产生了一个食物泡, 食物泡可以消化吸收猎物. 大多数变形虫对人体无害,但有几种变形虫能产生人类疾病：阿米巴痢疾,主要产生在贫穷国家. 变形虫食性广,单细胞藻类,细菌,小原生动物,真菌,有机碎片等皆是它们的食物. 变形虫生命力强,在条件欠好时,可以形成一个包囊(休眠体)度过难关.动态中的食物泡. 食物泡中充满了酶,用来消化猎物.消化过程很容易用显微镜不雅察. food vacuole:食物泡 nucleus:细胞核变形虫的尾末端结构,并不是所有种类的变形虫都有尾末端,2、太阳虫目（Heliozoan）中间的圆形的东西是核,而细胞的外层部分有很多大的液泡.两个太阳虫在分享一顿美食 .可是不久其中的一个让出了食物,然后他们两个分隔来.图 C 显示许多太阳虫个别组成了群体,进行捕食3、草履虫群居的草履虫受进犯的草履虫下面是草履虫的模拟图4、栉毛虫很像个小乌龟5、轮虫6、寡毛虫7、线虫8、桡足虫10、漫游虫Lionotus11、吸管虫Suctoria特征：带有几根细长的吸管12、固着型纤毛虫Peritricha13、游泳型纤毛虫Holotricha14、累枝虫上面这生物,应该是累枝虫吧！也有点象钟虫.下面这张也是：15、喇叭虫污泥膨胀时的图片污泥膨胀时大量的菌丝伸出菌胶团,菌丝形状稍弯,无分枝,长度在50um～200um之间,直径在0横隔,污泥结构变差颗粒污泥凝结核菌胶团图片一个降解木质素的菌株亚硝化单胞菌废水中微生物,除了轮虫外,旁边可看到丝状菌大量繁衍厌氧颗粒污泥的照片来源：就要环保网时间：二O二一年七月二十九日。
水环境中微生物化学过程
日本著名的水俣病就是食用含有甲基汞的鱼造成 的。
多样微生物生境。 近海区：海洋中含有大量的有机物和无机盐，总
细菌数细菌含量很高，比比远海区高一个数量级。 远海区：含菌数低。 垂直分布上，距海面0-10m，由于阳光照射，细菌
数量较低，浮游藻类数量较高。 10-50m，微生物数量较多。 50m以下，随深度增加微生物减少。
6、地下水
留并造成危害。直接以塑料为碳源生长的微生物 并不多。分解作用的三种方式：
生物物理代谢：引起塑料制品的机械破坏。
生物化学代谢:作用于聚合物。
直接酶作用：引起氧化分解。
塑料 曲霉光解 微生物降解 可降解塑料的开发研究 增加许多脆弱的化学键； 制造新型塑料，用PHB(脂肪族聚脂酯）作原料。 用微生物生产PHB。
P值减小，R值增大。
结论：有机物引起水体污染的两种效应即微生态 学和溶解氧减低效应相互关联。
6、5水体中金属微生物转化 1、铁的氧化还原 （1）铁的氧化 PH＞4.5时，Fe2+ 氧化 Fe3+ OH_ Fe(OH)3; PH<4.5时, Fe2+ 氧化极慢， Fe2+ 的氧化主要是铁
• 化学自净：污染物进入水体后经络合、氧化还 原、沉淀反应等而得到净化。
• 生物自净：在生物的作用下，污染物的数量减 少，浓度下降，毒性减轻或消失。
水的净化及污水处理 水体自净 水的软化 水的净化 城市污水系统 典型工业污水处理流程
水体自净
进入水体有机物不多，其耗氧量没有超过水体中 氧的补充量，溶解氧始终保持在一定的水平上， 表明水体自净能力，水体迅速恢复原状。分解产 物：H2O、CO2 、NO3 、SO42-。