第九章 环境监测中的微生物学方法
第九章 微生物生态习题及答案
第九章微生物生态学习题一、名词解释1．硝化作用2．菌根3．活性污泥（activated sludge）：4．反硝化作用5．硫化作用6．氨化作用7．共生8．微生物生态学9．根际微生物：10．根圈效应：11．根土比：12．氨化作用：13．微生态制剂（microecologics）：14．正常菌群（normal microflora）：15．条件致病菌（oppotunist pathogen）：16．拮抗（antagonism）：17．寄生（parasitism）：18．富营养化9eutrophication）：19．BOD（biochemical oxygen demand）：20．COD（chemical oxygen demand）：21．TOD：22．DO：23．产甲烷细菌（methanogens）二、填空题1、从，，，生境中可以分离到嗜热微生物；从，和生境中可分离到嗜盐微生物。
2、磷的生物地球化学循环包括3种基本过程：、、。
3、微生物种群相互作用的基本类型包括：，，，、、和。
4、嗜热细菌耐高温的使DNA体外扩增技术得到突破，为技术的广泛应用提供基础。
5、嗜生物推动的氮循环实际上是氮化合物的氧化还原反应，其循环过程包括，，和。
6、按耐热能力的不同，嗜热微生物可被分成5个不同类型：，，，和。
7、有机污染物生物降解过程中经历的主要反应包括，，和。
8、评价有机化合物生物降解性的基本试验方法是和。
9、污水处理按程度可分为，和。
10、汞的微生物转化主要包括3个方面，和。
三、选择题（4个答案选1）1、总大肠菌群中不包括（）。
A、克雷伯氏菌B、肠杆菌C、埃希氏菌D、芽孢杆菌2、下列有机物中最难被微生物降解的是（）。
A、纤维素B、木质素C、半纤维素D、淀粉3、同化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（）A、氨B、氧C、N2D、N2O4、异化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（）A、氨B、氧C、N2 C、N2O5、活性污泥法处理污水的过程最类似于下面哪种微生物培养方式？（）A、恒浊连续培养B、恒化连续培养C、恒浊分批培养D、恒化分批培养6、和豆科植物共生固氮的微生物是（）。
微生物检测技术在环境监测中的应用及使用技巧
微生物检测技术在环境监测中的应用及使用技巧摘要：环境监测中的微生物检测技术在近年来得到了广泛的应用，并且取得了显著的成果。
本文将重点讨论微生物检测技术在环境监测中的应用场景，并介绍了相关的使用技巧，旨在提高环境监测的效率和准确性。
引言：微生物检测技术在环境监测中的应用已逐渐成为研究热点，因为微生物是环境中最常见的生物存在形式之一，对环境质量的评估具有重要意义。
环境微生物监测可以提供关于环境健康和安全方面的信息，例如水体、土壤和空气中的微生物含量和种类分布，从而指导环境保护和污染治理工作。
1. 微生物检测技术的应用场景1.1 水体监测水体是微生物生长和繁殖的理想环境之一，因此水体监测是微生物检测技术的重要领域之一。
微生物检测可以用于评估水体的微生物污染程度、确定潜在的病原体污染源，并监测水体中的藻类和细菌等微生物群落的变化。
1.2 土壤监测土壤是微生物的重要栖息地，微生物检测技术在土壤监测中也有广泛的应用。
微生物检测可以帮助评估土壤中的微生物多样性、微生物活性以及土壤中的病原微生物含量，进而确定土壤的健康状况和土壤质量。
1.3 空气监测空气中存在着丰富的微生物，包括细菌、真菌和病毒等。
微生物检测技术可以用于监测空气中微生物的类型和数量，进而评估空气质量和检测空气传播的病原体。
2. 微生物检测技术的使用技巧2.1 样本采集与保存样本的采集与保存是微生物检测技术的重要环节，直接关系到后续检测结果的准确性。
在采集水体、土壤和空气等样本时，应遵循相关的采样规范，使用无菌工具和容器，避免污染。
对于采集到的样本，应及时冷藏或冷冻，以避免微生物的活性变化。
2.2 检测方法选择微生物检测技术包括传统培养和分子生物学方法两大类。
传统培养方法需要将样本在培养基上培养，然后观察和计数可生长的微生物。
分子生物学方法则利用特定的基因序列特征检测微生物的存在和数量。
在实际应用中，根据检测的目的和需求，选择合适的检测方法。
2.3 数据分析与解释微生物检测后产生的数据需要进行进一步分析和解释，以得到准确的结果。
环境监测中的微生物学方法
水质监测案例
监测目的
检测水体中的微生物指标，了解水质状况，为水处理和水质管理提供科学依据。
监测方法
采集水样后，通过滤膜过滤、沉淀等方法收集水中的微生物，然后进行培养、计数和鉴定 。同时，还需要进行理化指标的检测，如pH值、浊度、总有机碳等。
监测结果
根据微生物的种类和数量以及理化指标的检测结果，可以判断水质的好坏。如果水质较差 ，可能存在健康风险，需要采取相应的处理措施。
特异性要求
在复杂的微生物群落中，如何准确区分目标微生物 与其他微生物，提高检测的特异性是关键。
交叉污染控制
在样品采集、处理和检测过程中，应严格控 制交叉污染，避免对结果造成干扰。
新技术发展与应用展望
分子生物学技术
随着分子生物学技术的发展， 如PCR、基因测序等，为环境 监测提供了更快速、准确的方
法。
详细描述
免疫学方法主要包括酶联免疫吸附法和荧光抗体技术等。这些方法的原理是利用抗原和抗体之间的特 异性结合反应，通过检测反应产物来判断环境中是否存在某种微生物。该方法具有灵敏度高、特异性 强、检测速度快等优点，但也有成本高、操作复杂等缺点。
分子生物学方法
总结词
分子生物学方法是利用分子生物学技术，通 过对微生物的基因组或核酸序列进行分析， 来判断环境中是否存在某种微生物。
水质微生物监测方法
包括细菌总数检测、大肠菌群检测、总大肠菌群检测 等。
水质微生物监测应用
用于饮用水安全评价、污水处理效果评估、水体污染 治理等。
土壤监测
1 2
土壤微生物监测
通过分析土壤中的微生物种类和数量，评估土壤 质量。
土壤微生物监测方法
包括平板培养法、稀释涂布法、显微计数法等。
(生物科技行业类)环境监测中的微生物学方法
第十二章环境监测中的微生物学方法第一节水质的细菌学检测•细菌总数细菌总数是指将l mL水样（原水样或经稀释的水样）放在营养琼脂培养基上，于37℃培养24小时后，所生长的细菌菌落总数。
细菌总数的测定结果常用“cfu（菌落形成单位）/mL”或“个/mL”表示。
根据水样中的细菌总数，可将天然水体划分为几类：细菌总数101~102 cfu/mL，极清洁水；102~103 cfu/mL，清洁水；103~104 cfu/mL，不太清洁水；细菌总数104~105 cfu/mL，不清洁水；大于105 cfu/mL，极不清洁水。
我国生活饮用水的国家标准（GB5749-1985）规定，生活饮用水中的细菌总数不得超过102 cfu/mL。
•腐生细菌数自然水体中的腐生细菌数与有机物浓度成正比。
因此，测得腐生细菌数或腐生细菌数与细菌总数的比值，即可推断水体的有机污染状况。
污水带的划分及其特征污水带、特征多污带甲型中污带乙型中污带寡污带腐生细菌数(个/mL)数十万至数百万数十万数万数十至数万有机物含大量有机物，主要是蛋白质和碳水化合物主要是氨和氨基酸有物含量少有机物含量极微溶解氧极低或几乎没有厌氧性少量，半厌氧性较多，需氧性很多，需氧性BOD5非常高较高较低很低细菌数与腐生带的划分样点号细菌总数（百万个/mL）腐生细菌数（千个/mL）腐生菌数／总菌数（％）腐生水波动范围平均波动范围平均1 1.7～3.3 2.5 0.2～1.9 1.1 0.04 β-腐生带2 1.6～3.4 2.4 0.9～3.0 2.0 0.08 β-腐生带3 1.9～3.0 2.5 0.2～6.0 2.9 0.11 β-腐生带4 4.3～5.0 4.6 9.7～16.5 13.3 0.30 α-腐生带5 1.8～3.6 2.6 1.4～6.2 3.0 0.11 β-腐生带6 3.5～6.8 4.8 59.2～175.2 116.0 2.42 多-腐生带7 3.1～4.4 3.7 19.2～20.5 20.0 0.54 α-腐生带8 2.0～2.7 2.3 10.3～36.2 20.2 0.84 α-腐生带9 2.3～6.9 4.0 10.8～147.6 64.9 1.62 多-腐生带•粪便污染指示菌•指示菌的理想条件o该菌大量存在于人粪中，数量高于病原菌；o在受人粪污染的水体中该菌易于检出，而未受人粪污染的水体中则无此菌；o在水体中该菌不会自行繁殖；o在水体中该菌的存活时间应长于致病菌，对氯与臭氧等消毒剂以及其它不良因素的抵抗力强于致病菌；o该菌检测方法简捷；o该菌适用于淡水、海水等各种水体。
微生物检测方法有哪些
微生物检测方法有哪些微生物检测是指通过各种手段和技术来检测环境中的微生物种类、数量和活性状态的过程。
微生物检测方法的选择对于环境监测、食品安全、医疗卫生等领域具有重要意义。
下面将介绍一些常见的微生物检测方法。
首先，传统的培养法是一种最常用的微生物检测方法。
这种方法通过将样品接种到含有适当营养成分的培养基上，利用微生物在一定条件下生长和繁殖的特性，来观察和计数微生物的数量和种类。
尽管这种方法简单易行，但是对于一些难以培养的微生物或者需要较长时间才能获得结果的情况下并不适用。
其次，分子生物学方法也是一种常见的微生物检测方法。
这种方法利用微生物的DNA或RNA序列特点，通过PCR、实时荧光定量PCR、DNA芯片技术等手段来检测微生物的存在和数量。
相比于传统的培养法，分子生物学方法具有更高的灵敏度和特异性，能够检测到一些难以培养的微生物，且结果更为快速和准确。
另外，免疫学方法也是微生物检测的重要手段之一。
这种方法利用微生物与宿主免疫系统之间的相互作用，通过检测微生物的抗原或抗体来进行微生物的检测。
免疫学方法具有快速、准确、灵敏的特点，尤其适用于对于微生物的快速检测和鉴定。
此外，生物传感器技术也是一种新兴的微生物检测方法。
生物传感器是一种能够将生物识别元件与传感器相结合的技术，能够实时、快速、准确地检测微生物的存在和数量。
这种方法具有实时性强、自动化程度高、操作简便等特点，是未来微生物检测的发展方向。
最后，近年来，基于人工智能的微生物检测方法也逐渐受到关注。
利用人工智能技术对大量的微生物数据进行分析和识别，能够实现对微生物的快速检测和鉴定，极大地提高了微生物检测的效率和准确性。
综上所述，微生物检测方法多种多样，每种方法都有其适用的场景和特点。
在实际应用中，可以根据具体的检测需求和条件选择合适的微生物检测方法，以确保检测结果的准确性和可靠性。
随着科学技术的不断发展，相信微生物检测方法也会不断更新和完善，为各个领域的微生物检测提供更加便捷和可靠的手段。
环境监测中的微生物检测方法研究
环境监测中的微生物检测方法研究随着环境污染的日益严重，环境监测工作变得越来越重要。
除了常规的化学检测方法，微生物检测也成为了环境监测的重要方式之一。
微生物在环境中的生存和繁殖受到多种因素的影响，因此通过检测微生物群落的变化能够及时发现环境问题并及时采取措施。
本文将介绍环境监测中常见的微生物检测方法，并探讨其优缺点和适用范围。
一、传统培养法传统培养法是目前环境监测中最常见的微生物检测方法。
其基本原理是将样品种的微生物菌落在富含营养物质的培养基上培养，然后通过观察菌落的形态、颜色和计算菌落数量等来判断样品中微生物的类型和数量。
传统培养法检测微生物的优点是简单、易操作，而且对于某些可培养性强的微生物具有高度的特异性和准确性。
但它也有缺点，即可能不适用于一些难以培养或生长缓慢的微生物，可能会导致假阴性或假阳性结果，而且培养过程需要较长时间。
二、生物传感技术生物传感技术是利用生物体系对电化学信号、荧光信号或其他物理信号的响应来检测微生物的存在或活性。
其优点是快速、敏感、特异性高，并且从样品中提取生物材料不需要复杂和昂贵的操作。
比较常用的生物传感技术有生物传感器和核酸传感器。
生物传感器是由微生物、酶或细胞表面分子组成的一种受体，可以将微生物引起的生化反应转化为电学、光学或热学信号，以便进行检测。
核酸传感器是一种新型的传感技术，它是通过特定的寡核苷酸或DNA探针来检测样品中特定微生物的核酸序列。
生物传感技术的局限性在于它只能检测一定类型的微生物，并且一些响应体系需要长时间的培养和改变操作条件。
但由于具有高灵敏度、快速和便携等特性，在一些特殊监测需要和环境污染事故应急中得到了广泛的应用。
三、分子生物学方法分子生物学方法是最近几十年来发展迅速的新型微生物检测技术，它基于分子生物学原理来确定微生物的存在、种类和数量。
分子生物学方法常用的技术包括PCR、实时荧光定量PCR、DNA芯片和NGS等。
其中PCR技术是最常见的，其基本原理是将样品DNA扩增，以便检测微生物DNA的存在，并可以定量微生物群落的数量。
基于微生物方法的环境监测
基于微生物方法的环境监测随着人类社会不断发展，工业化、城市化等过程日益加速，对环境的破坏和污染也愈发严重。
保障环境质量，维持生态平衡，保护人类身体健康，成为人们越来越关注的话题。
而环境监测作为环境保护的基础，也越来越受到重视。
本文将介绍基于微生物方法的环境监测技术，探讨其原理、应用及优势。
一、微生物在环境监测中的应用微生物是自然界中的重要生物种类，在碳循环、氮循环、有机物降解等过程中起着至关重要的作用。
微生物可以通过比较简单的方式，反应环境中的细菌、重金属、有机物、农药等物质的浓度及生物毒性，因此被广泛应用于环境监测中。
二、微生物方法的工作原理微生物方法主要应用于环境水质检测、土壤检测、大气检测等方面。
其中最常用的方法有：微生物毒性检测法、微生物活性检测法、微生物计数法等。
1、微生物毒性检测法微生物毒性检测法指利用微生物敏感性来检测有毒物质污染状况的方法。
可测定污染物的类别、毒性及其废物处理后是否达到有毒物去除标准。
这种方法利用细菌的固着、生长等物理、化学的性质和细菌对环境的敏感性，可以评判化学、生物毒性的大小范围。
2、微生物活性检测法微生物活性检测法是利用微生物对物理、化学环境反映的敏感性来间接探测有毒物质的定位、浓度影响的方法。
传统的微生物活性检测方法是将植物种子或微生物放入土壤样品中培养，以评估土壤毒性和土壤微生物活性。
但这种方法不仅长时间繁琐，而且无法真正反映菌群变化及其反应效应。
3、微生物计数法微生物计数法是利用企业生产过程中产生的废水、空气等中生物活性量来评价环境质量的一种方法。
该方法主要是通过对样品进行微生物培养，测量不同培养时间后生长的微生物数，通过生长曲线了解环境中细菌数量及细菌生长的情况。
三、微生物方法的应用优势微生物方法具有操作简便、灵敏度高、适合实时和连续监测、可检测出不可见甚至微量的有害物质等优点。
同时，该方法还可以对不同污染源的污染情况进行比较、评价清洁技术、污染物降解及处理的有效性等。
环境中微生物检测方法
环境中微生物检测方法环境中微生物检测是指对环境样品中的微生物进行检测和分析的过程。
微生物在自然环境中广泛存在，包括土壤、水、空气等各种介质中，对环境中微生物的检测和分析有助于了解微生物的种类、数量和功能，为环境保护、生物资源开发利用等方面提供重要的科学依据。
本文将介绍几种常用的环境中微生物检测方法。
一、培养法培养法是最常见、最传统的微生物检测方法之一、其基本原理是将环境样品在特定培养基上进行培养，利用微生物在培养基上的生长特征进行鉴定和计数。
培养法可以分为定性培养法和定量培养法。
前者通过观察菌落形态、菌液颜色和产生的气体等特征进行鉴定，后者则通过计数方式得出微生物的数量。
培养法具有操作简单、结果可靠等优点，但也存在着部分微生物无法培养的问题，同时培养时间长，不能快速获得结果。
二、生物化学法生物化学法是通过检测微生物代谢产物或酶活性来间接判断微生物的存在与否。
比如利用特定酶的产物发生颜色变化或特定代谢产物的产生来判断微生物的存在。
生物化学法操作简单、快速，有一定的灵敏度，适用于大量样品的分析，但无法精确鉴定微生物的种类。
三、核酸检测法核酸检测法是近年来微生物检测领域的热点技术之一、其中，聚合酶链式反应(PCR)技术是最常用的核酸检测技术之一、PCR技术利用特异性引物与模板DNA进行反应，通过不断复制扩增，可以快速获得大量特定DNA片段。
PCR技术具有高灵敏度和高特异性的优势，可以进行微生物的快速检测和鉴定。
此外，核酸测序技术也逐渐应用于微生物检测中，可以用来确定微生物的种类和分布特征。
四、免疫检测法免疫检测法是基于微生物与特定抗原或抗体之间的特异性结合反应进行微生物检测的方法。
常见的免疫检测方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)和免疫荧光技术等。
免疫检测法具有高灵敏度、高特异性和快速检测等优点，适用于微生物快速筛查和定性分析，但对于微生物的定量分析能力有限。
目前，环境中微生物检测方法的发展趋势是将不同方法进行组合应用，实现对微生物的全面检测。
《微生物学》第9章 微生物的分离与鉴定
微生物分类学（microbial taxonomy）是一门按微 生物间的亲缘关系将它们划分成条理清楚的各种分类单 元或分类群（taxon）的科学。
学习目的与要求
按微生物亲缘关系分群归类，了解其系统发生。 按照分类系统编制检索表（根据一种或一套特征作 为识别鉴定某种微生物的标准），在实际工作中，检 索表是鉴别具体某一菌种的依据。
至1994年出版第九版
1980年 书名改为《伯杰氏系统细菌学手册》 （Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology)简称
系统手册 2000年《系统手册》第二版分5卷发行
伯杰氏手册是目前进行细菌分类、鉴定的最 重要依据，其特点是描述非常详细，包括对细菌 各个属种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体 方法。
2、三名法
苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种
Bacillus thuringiensis (subsp) galleria
Bacillus sp.
Bacillus spp.
三、种以下的几个分类名词
1、亚种 一般是指某一明显而稳定的特征外，其余鉴
定特征都与模式种相同的种。 2、菌株 又称品系，它表示任何由一个独立分离的单
河南省博物院
河南省安阳市内黄县三杨庄汉代农耕村落遗址
河南省安阳市内黄县三杨庄汉代农耕村落遗址
河南省安阳市内黄县三杨庄汉代农耕村落遗址
河南省安阳市内黄县三杨庄汉代农耕村落遗址
河南省安阳市内黄县三杨庄汉代农耕村落遗址
The end
（3）蛋白质水平
包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和各种免疫标 记技术等。
（4）核酸水平
包 括 G+C mol% 值 的 测 定 、 核 酸 分 子 杂 交 ， 16S或18S rRNA寡核苷酸序列分析，重要基因 序列分析和全基因测序。
环境微生物学教学大纲
环境微生物学教学大纲一.本课程的目的要求环境微生物学是研究人类生存环境与微生物之间相互关系及作用规律的科学。
本课程是生物学及其有关专业的一门选修课，要求学生掌握环境微生物学的基本知识与理论，包含微生物关于污染物质的降解与转化，从而修复并改善环境的作用规律；微生物关于环境的污染与破坏，从而引起环境质量下降的作用规律，熟悉环境微生物学原理在环境保护中的应用，包含废水、废渣的微生物治理与综合利用的方法，微生物在环境监测中的应用。
通过本课程的学习，培养学生良好的环保意识与科学分析环境污染问题的能力，使学生能够初步运用环境微生物学知识去解决生产与生活中出现的环境污染问题。
二．课堂教学内容（38学时）第一章绪论（4学时）第一节环境微生物学的兴起与进展一、环境微生物学的学科地位（环境科学分支，应用微生物学范畴）二、环境微生物学的兴起与进展（环境科学的形成，环境微生物学与环境科学的关系，环境微生物学形成与进展）第二节* 环境微生物学的定义及内容一、环境微生物学的定义（定义，广义与狭义环境微生物学）二、环境微生物学的内容（污染物降解转化；净化环境原理的应用；微生物对人类生存环境的污染破坏；环境微生物学原理的实际应用）第三节微生物在生态系统中的地位作用一、生态系统的概念（生态系统，生物圈）二、生态系统的结构功能（结构、功能、生态平衡）三、*微生物在生态系统的地位（能流物流中的作用、生态平衡的维持）第四节环境及环境问题一、环境及环境问题（环境、环境问题）二、环境问题的形成及进展（人类活动与环境的相互关系，当前世界面临的环境问题）第二章环境中的要紧微生物类群（2学时）第一节* 微生物的概念、类群及特征一、微生物的概念二、微生物类群（微生物的自然地位，三域系统，类群）三、微生物的特性（种类多，分布广；体积小，面积大；代谢能力强，代谢类型多；生长旺，繁殖快；易变异，习惯性强）第二节原核细胞型微生物一、细菌的形态与大小（形态，大小）二、细菌细胞的构造（基本构造,特殊构造）三、细菌的繁殖与培养特征（繁殖，培养特征）四、*环境中常见的细菌（球菌类、杆菌类、螺旋菌类、放线菌类、鞘细菌、滑动细菌、光合细菌）第三节真核细胞型微生物一、真菌（酵母菌，霉菌）二、藻类三、原生动物第四节非细胞型微生物一、病毒的形态与大小（定义，体形态，大小）二、病毒的化学构成与结构（核酸，蛋白质）三、病毒的侵染与增殖第三章微生物的生长代谢与遗传变异（3学时）第一节* 微生物的营养一、微生物的化学构成与营养物质（化学构成，营养物质）二、微生物的营养类型（光能自养型，光能异养型，化能自养型，化能异养型）三、营养物质的摄取（被动扩散，促进扩散，主动运输，膜泡运输第二节* 微生物的代谢一、酶（酶的性质与作用特征，酶的种类）二、微生物的呼吸作用（呼吸作用类型，微生物的类群）第三节*微生物的生长繁殖一、细菌的生长曲线（缓慢期，对数期，稳固期，衰亡期）二、微生物生长的测定方法（细菌数目的特定，微生物生长量的测定）第四节微生物的生活条件一、温度二、氢离子浓度三、氧化还原电位四、光线五、超声波六、压力七、化学药剂第五节微生物的遗传变异一、遗传变异的物质基础二、微生物的变异（非遗传性变异，遗传性变异）第四章微生物在环境中得分布及其相互关系(3学时)第一节* 微生物在环境的分布一、微生物在土壤中的分布（土壤环境，微生物的数量与分布）二、微生物在水体中的分布（大气水，江河水，湖泊与池塘水，地下水，海水）三、微生物在空气中分布四、微生物在食品上的分布（粮食、肉类、鱼类，乳类）第二节* 微生物间的相互关系一、互生关系二、共生关系三、寄生关系四、拮抗关系第五章微生物在自然界物质循环中的作用（4学时）第一节* 碳素循环一、微生物分解有机质的通常途径（复杂有机物质分解为简单有机物质，简单有机物质的有氧分解，简单有机物质的无氧分解）二、微生物分解纤维素三、微生物分解淀粉四、微生物分解半纤维素五、微生物分解脂类物质六、微生物分解木素及芳香族物质（木素，芳香族化合物）七、微生物分解烃类第二节*氮素循环一、微生物转化氮素物质的通常途径二、氨化作用（蛋白质的分解，核酸的分解，其他含氮有机物的分解）三、硝化作用（亚硝化作用，硝化作用）四、反硝化作用五、固氮作用第三节矿物质循环一、微生物转化矿物质的通常途径二、硫的转化（有机物分解产生硫化氢，硫化作用，反硫化作用）三、磷的转化（含磷有机物的分解，不溶性磷矿物的溶解，磷酸盐的还原）四、铁的转化（高铁化合物的还原与溶解，亚铁化合物的氧化与沉淀，含铁有机化合物的形成与分解）第六章微生物对污染物质的降解与转化（4学时）第一节*概述一、微生物降解与转化物质的巨大潜力二、有机污染物的可生物降解性（可生物降解性，可生物降解性的测定）三、影响微生物降解与转化的生态学因素（物质的化学结构，共代谢作用，环境物理化学因素，微生物降解与转化污染物后生成的中间体或者终产物）第二节* 石油一、微生物对石油的降解能力二、石油降解的生化途径三、石油降解微生物（细菌，霉菌，酵母菌，藻及兰细菌）四、影响石油降解的生态因素（油的物理状态，温度，营养物质，氧气，共代谢作用及其抑减效应）五、石油降解微生物的实际应用（石油勘查，石油精炼脱蜡，石油微生物的菌体利用）第三节* 农药一、微生物对农药的降解能力二、微生物降解农药的途径（酶促作用，非酶促作用）三、几种农药的生物降解（2,4-D，666，DDT，有机磷农药）第四节合成洗涤剂第五节多氯联苯第六节塑料第七节其它有机污染物第八节重金属第七章污水与废渣的生物处理法（6学时）第一节*污水的生物处理一、概述（水体自净，污水处理概况与类型，污水生物处理的基本生化原理，需氧量）二、活性污泥法（活性污泥的性质与生物项，活性污泥法的基本工艺流程及生物学过程，活性污泥膨胀，剩余污泥的处理，评价活性污泥的指标）三、生物膜法（生物膜中的生物，生物膜的净化原理，生物滤池，生物转盘，流化床生物膜法）四、氧化塘法（净化原理，氧化塘的的类型，应用情况）五、厌氧处理法（沼气发酵的生物化学，甲烷细菌，厌氧处理构筑物，厌氧处理法的基本要求）六、土地处理法（净化原理，土壤灌溉注意事项）七、污水去除氮与磷的微生物学法（利用微生物反硝化作用脱氮，繁殖藻类除氮与磷）八、污水处理中的菌种及其对水质要求（菌种，水质要求）九、污水生物处理的进展趋势（不通生物处理工艺联用，扩大用于处理的菌种，诱变产生突变株，污水处理与综合利用相结合，生物工程新技术的研究与应用）第二节* 废渣的生物处理一、需氧性堆肥法（堆肥材料与堆肥方法，堆肥的微生物学过程）二、厌氧发酵法（厌氧性堆肥，密封发酵法，沼气发酵法）三、有机肥料的卫生指标四、城市生活垃圾的生物处理法（我国城市生活垃圾的特点，城市生活垃圾处理途径）第八章微生物对环境的污染与危害（4学时）第一节环境中的病原微生物一、空气的微生物污染（空气中的病原微生物及其传播，污水处理污水与灌溉引起的空气污染，空气微生物污染的防治措施）二、水体的微生物污染（水中的病原微生物，医院污水的微生物污染，水中微生物污染的检测，饮水消毒问题）三、土壤的微生物污染（土壤中的病原微生物及其传播，土壤生物性污染的预防）第二节* 水体富营养化一、富营养化的危害二、富营养化的形成及影响因素三、优势藻种与固氮作用四、光合作用呼吸作用五、富营养化的监测与防治第三节*微生物代谢物与环境污染一、氨二、硝酸与亚硝酸三、氮氧化物四、硫化氢五、酸性矿水六、甲基汞七、羟氨八、亚硝胺类九、腐殖质十、农药代谢的毒性产物十一、细菌毒素十二、真菌毒素十三、藻类毒素十四、气味代谢物十五、材料的霉腐与损害第九章环境监测中的微生物学方法（3学时）第一节*水质的细菌学检验一、细菌总数二、粪便污染的指示菌三、大肠菌群四、粪链球菌五、产气荚膜梭菌六、铜绿假单胞菌七、金黄色葡萄球菌第二节水中病毒的检验第三节* 至突变物与致癌物的微生物检测方法一、沙门氏菌/哺乳动物微粒体实验（原理，测定方法，应用与效果，评价）二、其他营养缺陷型菌株回变实验三、细菌的正向突变试验四、聚合酶缺陷型菌株试验五、重组缺陷型菌株试验六、噬菌体试验七、真核微生物试验第四节其他微生物检测法一、发光细菌二、藻类第十章微生物与废物综合利用(3学时)第一节单细胞蛋白一、单细胞蛋白的经济生物学特性二、生产单细胞蛋白的微生物三、单细胞蛋白生产的通常工艺流程四、废物生产单细胞蛋白实例五、单细胞蛋白的可同意性与安全性第二节细菌冶金一、细菌冶金的原理二、细菌冶金的微生物及培养条件三、细菌冶金的方法第三节微生物与能源一、微生物产生甲烷二、微生物产生醇类三、微生物产生氢气第十一章生物工程在治理污染中的应用（2学时）第一节生物工程一、生物工程的定义与内容（基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程）第二节固定化酶与固定化细胞一、*固定化酶（固定化酶及其特点，酶的分离提纯，酶的固定化方法，固定化酶反应装置，固定化酶的应用）二、*固定化细胞（固定化细胞及其特点，细胞的固定化方法，固定化细胞的应用）第三节遗传工程一、*天然质粒转移的遗传工程（降解性质粒，利用天然降解性质粒构建新功能菌株）二、质粒分子育种三、基因工程（基因工程的要紧操作步骤，基因工程的应用，基因工程的安全防护）。
微生物学在环境监测和治理中的应用
微生物学在环境监测和治理中的应用随着人类社会的不断发展，环境问题越来越受到人们的关注，环境监测和治理也变得越来越重要。
微生物学作为一门生物学的分支学科，不仅对人类生产和生活有着重要的作用，而且在环境监测和治理中也发挥着日益重要的作用。
一、微生物在环境监测中的应用1.水质监测水源是人类基本的生存需要，但是水污染却对人类社会造成着严重的威胁。
微生物在水质监测中的应用尤为重要。
通过对水体中的微生物指标如细菌、大肠杆菌等的检测，可以快速判断水质是否良好，从而预防水污染的发生。
2.土壤监测土壤是生态系统中不可或缺的重要组成部分之一，但是不恰当的人类活动，如过度施用农药、化肥、工业废弃物的排放等造成了土壤污染的问题。
微生物学可以通过监测土壤微生物的种类和数量，以及土壤微生物活性等指标，了解土壤污染的情况。
土壤微生物指标包括细菌、真菌、放线菌等，它们都是土壤生态系统的重要组成部分，与土壤质量有着密切的联系。
可以通过这些指标来评价土壤的生态质量和可持续性。
二、微生物在环境治理中的应用1.生物修复技术生物修复技术是利用微生物等资源对环境进行治理的一种方法。
通过选用适宜的微生物来修复污染环境，可有效地降低环境中有害物质的含量。
生物修复技术在地下水、土壤等污染治理领域被广泛使用。
微生物可以降解污染物质转化为无害物质，从而改善环境。
2.污染源治理微生物可以代谢或吸附某些有害污染物质，达到净化环境的作用。
同时，微生物在环境治理的过程中也具有突出的经济性和环保性。
在新材料、生物农药、药品等生产过程中产生的有害废弃物的治理，都可以通过微生物技术实现。
综上所述，微生物学的应用在环境监测和治理中具有不可替代的作用。
随着环境问题日益严峻，微生物净化技术将在未来得到进一步的发展和应用。
让我们共同关注环境问题，合力共建美好家园。
环境工程微生物学5~9章
环境工程微生物学5~9章第五章微生物的生长繁殖与生存因子1、微生物群的生长的研究方法微生物的培养方法有分批培养和连续培养-分批培养分批培养是讲一定量的微生物接种在一个封闭的，盛有一定体积液体培养基的容器内，保持一定的温度，pH，溶解氧，微生物在其中生长繁殖，结果出现微生物的数量由少变多，达到高峰后又有多变少，甚至死亡的变化规律。
这就是微生物的生长曲线。
-停滞期特点：（1）代谢活跃，个体体积重量增大；（2）不立即进行分裂增殖，数量不变，甚至变少。
缩短或消除停滞期的方法：（1）采用处于高效菌群对数期的菌种；（2）增大接种量；（3）保持接种前后所处的培养介质和条件一致。
-对数期特点：（1）繁殖速度最大；（2）平均代时最短；（3）形态、染色、生物活性都很典型。
-静止期特点：（1）消耗了大量营养物质，代谢毒物增多；（2）死亡率=出生率。
-衰亡期特点：死亡率>出生率（相当于内源呼吸阶段）连续培养定义：是细胞培养对数期后，以一定速率流入新鲜培养基，并利用溢流方式等流出培养物，使容器内培养物或细菌达到动态平衡。
微生物生长维持在某一对数生长期的生长速率。
-恒浊连续培养（细菌以最高生长速率生长）恒浊连续培养是使细菌培养液的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式。
-恒化连续培养（使细菌在低于最高生长速率的条件下生长繁殖）恒化连续培养是维持进水中的营养成分恒定，以恒定流速进水，以相同流速流出代谢产物。
2、细菌生长曲线在污水生物处理中应用-常规活性污泥法利用生长速率下降阶段的微生物，包括减速期、静止期。
-生物吸附法利用生长速率下降阶段的微生物。
-高负荷活性污泥法利用生长速率上升阶段（对数期）和生长速率下降阶段（减速期）的微生物。
-有机物含量低的污水，利用内源呼吸阶段（衰亡期）的微生物。
-为什么常规活性污泥法不利用对数生长期的微生物而利用静止期的？（1）对数生长期的微生物虽然生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除污水中的有机物，但相应要求进水有机物浓度高，则出水的绝对值也相应提高，不易达到排放标准。
环境中微生物检测方法
环境中微生物的检测微生物体积小、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。
1.1.1.4 pH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。
此外，土壤表面几毫米厚的表层土是保护层，使土壤中的微生物可以免遭太阳光中紫外辐射直射致死。
以上这些都为微生物生长繁殖提供了良好的条件。
所以土壤有“微生物天然培养基”的美称。
在土壤中的微生物种类最多，数量最大，是人类利用微生物资源的主要来源。
微生物环境监测
微生物环境监测微生物环境监测是指对各类环境中微生物的定量和定性监测。
微生物在自然界中广泛存在于土壤、水体、大气和生物体等环境中，对环境和人类健康具有重要的影响。
因此，及时准确地监测微生物的存在和分布情况对于环境保护和公共卫生至关重要。
本文将介绍微生物环境监测的目的、方法和应用。
一、微生物环境监测的目的微生物环境监测的主要目的是为了评估环境中微生物的种类与数量，及其对环境质量和人类健康的潜在风险。
通过监测微生物的动态变化，可以追踪微生物污染的来源和传播途径，确保环境的安全与健康。
二、微生物环境监测的方法微生物环境监测主要采用培养法、分子生物学方法和现场快速检测技术等手段。
1. 培养法培养法是一种传统的微生物检测方法，其基本原理是将样品中的微生物分离于富营养培养基上，经过一定的时间和条件，观察并计数可见的菌落数。
这种方法可以获取微生物的种类和数量信息，但需要较长的培养时间，不能及时得到监测结果。
2. 分子生物学方法分子生物学方法是近年来快速发展的微生物检测技术，包括聚合酶链式反应（PCR）、实时荧光定量PCR、荧光原位杂交等。
这些方法利用微生物的DNA或RNA进行检测，能够高灵敏度、高特异性地鉴定微生物，并快速获得监测结果。
3. 现场快速检测技术现场快速检测技术包括生物传感器、光学传感器、微流控芯片等，其优势在于操作简便、快速、准确。
这些技术可以实现即时监测和实时报告，在环境监测和突发事件中广泛应用。
三、微生物环境监测的应用微生物环境监测在多个领域有着广泛应用。
1. 环境保护微生物环境监测可用于评估土壤和水体的污染程度。
通过监测指标微生物的存在和多样性变化，可以判断环境中是否存在细菌、真菌、病毒等微生物的超标现象，为环境保护决策提供科学依据。
2. 食品安全微生物环境监测在食品生产和加工过程中起着重要作用。
通过监测空气、水源和食品接触表面等环境中的微生物，可以及时发现和控制潜在的食品安全风险。
3. 医疗卫生微生物环境监测在医疗机构和公共场所的卫生管理中起到关键作用。
水质安全与生物检测
（1）氯的氧化能力
加氯气后
Cl2+H2O HOCl
HOCl+H++ClOCl-+H+
起氧化作用的是： HOCl 中性，扩散渗透进入细胞，氯原子杀死细菌。 OCl- 负电，细菌细胞带负电，相斥，难起消毒作用。
HOCl与 OCl-量的多少取决于水的PH值。 加入一定量氯气后，氧化能力高低取决于水的pH值。
PH 越低，所含的HOCl越多，因而消毒效果较好。
PH 5，几乎全是HOCl PH 10，几乎全是OCl水温降低，HOCl所占比例增大（PH不变时）
（2） 加氯量
水消毒时加氯量分两部分。 需氯量：用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的氯量。 余氯量：加入水中的氯用于杀死细菌和氧化有机物等消
耗后的剩余部分。
较全面评价预测水体的污染程度。
2 污化系统
当有机污物排入河流后，在其下游的河段中发生正常的 自净过程，在自净中形成了一系列连续的“带”，每一 个带都有各自的代表性指示生物。
分四个带
多污带 α-中污带 β-中污带 寡污带
污化系统“带”的划分、特点、指示生物。
多污带
位置：靠污水出水口下游。 特点：水色暗，浑浊，含大量有机物。
三 生活饮用水的细菌卫生标准
1 细菌总数1ml水中不超过100个。 2 大肠杆菌数1 L 水中不超过3个。
我国《城市供水水质标准》CJ/T206-2005 规定：
细菌总数：≤80CFU/ml 大肠菌群数：每100ml水样中不得检出 耐热大肠菌群：每100ml水样中不得检出
第三节 水的卫生学检验方法
水花鱼腥藻 玫瑰旋轮虫
复习思考题：
1 水中病原细菌的特点是什么？ 2 为什么用大肠菌群作为检验水的卫生指标？ 3 在用发酵法检验水中大肠菌群时，选用葡萄糖和乳糖 作为检测有机物其方法和检出的菌有什么不同？ 4 简述发酵法检测水中大肠菌群的过程。 5 饮用水消毒的方法有几种？试加以分析。 6 有什么方法可以检测水和水环境的细菌污染？
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(二)空气微生物的检测点数
空气微生物的测点数越多越准确，为照 顾到工作方便，又相对准确，以20~30 个测点数为宜，最少测点数为5~6，见表。
表2.1 日本有关标准测点数的规定
时间 1987
标准
JIS B 9920
名称
洁净室中浮游 粒子
测定方法和洁 净室的评价方
法
最少 测点
数
6
建议测 点数
点距
(一)空气微生物的测定方法
1．固体法
固体法有平皿落菌法(沉降—平板法)、撞击 法(有缝隙采样器、筛板采样器、针孔采样 器)和过滤法。
(1)平皿落菌法：将营养琼脂培养基融化倒人 d90mm无菌平皿中制成平板。将它放在待 测点(通常设5个测点)，打开皿盖暴露于空 气 5~10min ， 以 待 空 气 微 生 物 降 落 在 平 板 表面上，盖好皿盖，置于培养箱中培养48h 后取出计菌落数，即为落菌数。
可通过前苏联奥梅梁斯基公式换算出浮 游细菌数。奥氏认为：5 min内落在面积 100cm2营养琼脂平板上的细菌数和10L 空气中所含的细菌数相同。
奥氏公式：
C=
A 100
×
t 5
× 1000
100
×N
式中：C—空气细菌数； A——捕集面积，cm2 ； t ——暴露时间，min； N——菌落数，个。
再以菌液体积和通入的空气量计算出单 位体积空气中的细菌数。
✓ 例如：将10m3含菌空气通入100mL的无 菌水中，使10m3空气中的微生物全部截 留在100mL水中。然后取0.1 mL菌液涂 布于平板上，若长出100个菌落，10mL 水中共含菌10,000个，则10m3空气含有 10,000个。1m3空气含有1,000个 。
简化后的奥氏公式：
1000×50N C=
A×t
➢ 经测定发现，用奥式公式计算的浮游细 菌数比实测的浮游细菌少。
➢ 此公式没有考虑尘埃粒子大小、数量、 气流情况、人员密度和活动情况。
(2)撞击法：
❖ 以缝隙采样器为例，用吸风机或真空泵 将含菌空气以一定流速穿过狭缝(狭缝宽 有0.15 mm、0.33 mm和1 mm三种)而 被抽吸到营养琼脂培养基平板上。狭缝 长度为平皿的半径，平板与缝的间隙有 2mm，平板以一定的转速(1 r／min、560r／min、60r／min)旋转。
2 液体法
液体法用于测定空气中的浮游微生物， 主要是浮游细菌。该法将一定体积的含 菌空气通入无菌蒸馏水或无菌液体培养 基中，依靠气流的洗涤和冲击使微生物 均匀分布在介质中，然后取一定量的菌 液涂布于营养琼脂平板上，或取一定量 的菌液于无菌培养皿中，倒入10mL融化 (45℃)的营养琼脂培养基，混匀，待冷凝 制成平板，置于37℃恒温箱中培养48h， 取出计菌落数。
通常平板转动一周，取出置于37℃恒温箱中 培养48h，根据空气中微生物的密度可调节 平板转动的速度。采集含菌高的空气样品时， 平板转动的速度要比含菌量低的空气样品的 转速快。根据取样时间和空气流量算出单位 空气中的含菌量。采样器的规格各国不一， 可按说明书操作。
撞击法检测空气中微生物数量
培养前
培养后0.3 0.6Fra bibliotek3 6 30 60
表2.4 落菌法测细菌所需要的最少培养皿数(沉降0.5h)
含尘浓度最大值
需要d90mm培养皿数
0.35
40
3.5
13
35
4
350
2
3 500~35 000
1
第二节 水质的细菌学检验
一、细菌总数 是将定量水样（原水样或经一定稀释
后的水样1mL）接种于牛肉膏蛋白胨琼 脂培养基平板上，于37ºC培养24hr后观 察结果，计算细菌菌落数，最后算出他、 原水样每mL的细菌总数。
具有相对的卫生学意义，菌数越高， 反映出水体受有机物污染或粪便污染越 重，病原菌污染的可能性亦大。
二、粪便污染指示菌
人畜粪便中常常带有大量的微生物，其中有些属 于正常的、对人体无害的肠道微生物，有些则是 病原微生物，进入水体后，可造成水体的污染， 从而引发各种肠道疾病。因此，水质的卫生学检 验，对于保护人群健康，具有重要意义。
31~125 ~150 <300 >301
二、空气的微生物监测
通常采用营养琼脂平板计数法。 我国检测空气微生物所用的培养皿直径
为d90mm，有用d100mm的。 评价空气的清洁程度，需要测定空气中
的微生物数量和空气污染微生物。测定 的细菌指标有细菌总数和绿色链球菌， 在必要时则测病源微生物。
✓ 可监测到污染物对环境的综合影响，但不 易精确反映污染物的性质、浓度和数量。
第一节 空气的卫生学检验
一、空气微生物的卫生标准
空气不是微生物生存的最佳环境，却是 微生物传播的重要媒介。
目前，还无统一的关于空气的卫生学指 标，一般以室内1m3 空气中细菌总数为 50~1,000个以上作为空气污染的指标。
洁净度 1000级 10000级 100000级
<10
2~3
2
2
2
10
4
3
2
2
20
8
6
2
2
40
16
13
4
2
80
32
25
8
2
100
40
32
10
3
200
80
63
20
6
400
160
126
40
13
表2.3 浮游菌最小采样量
浮游菌上限浓度 ／个 ·m-2 ·min-1
10 5 1 0.5 0.1 0.05
计算最小采样量／m3
第九章 环境监测中的微生物学方法
当环境受到污染后，环境的
物理、化学性质 生物学特性
发生变化
如：
➢ 重金属离子、NO3- 浓度增加； ➢ 水体污染变质，水生生物种类减少，甚
至灭绝；
如何监测？
❖ 化学方法：快速、定性定量反映污染物浓 度，但为瞬时值；
❖ 生物学方法：利用生物种类、数量的变化， 生物学特性的改变来监测污染物对环境的 影响。
表2-1 不同场所上空微生物的数量（个/m3 ）
场所
畜舍
宿舍
城市 市区公 海洋上 北纬
街道 园
空
80º
微生物 1~2106 2×104 5×103 200
1~2
0
表2-2 以细菌总数评价空气的卫生标准（个/m3 ）
清洁程度 最清洁的空气（有空调）
清洁空气 普通空气 临界环境 轻度污染 严重污染
细菌总数 1~2 <30
20，30
原则上 <3
空间太 大 可放
宽
1987
空气清 净协
会标准
洁净室性能评 价指南
5
20, 30 原则上
<3
每点测 定次数
≥3
摘自许钟麟．空气洁净技术原理．P522．同济大学出版社，1998
表2.2 按美国联邦标准209E方法计算的必要测点数
进风面积 (单向流) 或室面积 (乱流)／
m2
100级及高 于100级