微生物知识简介

现代环境生物技术原理与应用考题

一、请详细论述微生物的特点与污染控制工程的关系。

微生物主要有：病毒，原核微生物（以细菌为例），真核微生物（以酵母菌为例）等几种

病毒

形态---大多数小直径100nm左右，形态多样：砖状，子弹状，球状，蝌蚪状，杆状，卵圆状，丝状等。

结构：病毒中心是核酸(RNA)，外面包被着1层有规律地排列的蛋白亚单位，称为衣壳。构成衣壳的形态亚单位称为壳粒，由核酸和衣壳蛋白所构成的粒子称为核衣壳。核衣壳外面有一层由脂类货脂蛋白组成的包膜，包膜上还可有刺突。

特性： 1体积微小2非细胞结构3病毒的化学组成比较简单4严格活细胞内寄生

5以复制方式繁殖6特殊的抵抗力

病毒在污染控制方面的意义：

日常生活中，通过水传播的人类病毒超过100多种，检测水中纷繁的病毒极为困难。需要寻找一种指示微生物显得十分必要。噬菌体与肠道病毒的结构、组成、大小和复制方式等具有相似性，因此，噬菌体是较理想的水环境肠道病毒指示生物，目前已经得到了广泛的应用如：大肠杆菌噬菌体（SC噬菌体）、F-RNA噬菌体、脆弱拟杆菌噬菌体等病毒均有十分良好的指示效果。

原核微生物

形态：以球状，杆状，螺旋状，丝状为主。

例如细菌个体形态有三类：球状，杆状，螺旋状

放线菌个体具有发育良好的分支状菌丝体,少数为杆状或原始丝状的简单形态。

蓝细菌形态多样，一般有球状，杆状，单生或者形成团聚体。也有丝状和螺旋状的蓝细菌。

结构：1有核糖体和裸露的环状DNA

2有细胞质,细胞膜；没有真正细胞核,但有拟核；

3.有核糖体,没有其他被磨包围的细胞器：线粒体，溶酶体，内质网，过氧化氢酶等

4.大多数都有细胞壁4

特性：单细胞动物, 原核生物,最主要的特点是没有细胞核、染色体，即DNA外无蛋白质包裹。其次，原核生物体内无高级的细胞器（线粒体、叶绿体、高尔基体等），他只含有核糖体。另外，原核生物有细胞壁，但其成分和植物的不同，植物的是纤维素，原核生物是肽聚糖。原核生物外还有鞭毛等.

原核微生物在污染控制方面的意义:

细菌对污染物的净化处理

1过细菌的分解作用降解环境中的有机污染物,细菌对环境中有机污染物有很强的降解作用。

通过细菌的转化作用降低重金属等污染

目前环境中的金属污染主要是通过细菌的转化作用去除的，它主要是通过化学反应，转化一些金属原子、金属离子的形态使其沉淀，然后加以去除。或者转化金属离子的价态，使其从毒性大的价态转化为毒性小的价态，并溶于土壤液体，从而易于从土壤中滤除。

2细菌在水处理中的作用

污水生物处理的工作主体是曝气池活性污泥中的细菌通过活性污泥法、生物膜法、稳定塘法等人工生物处理技术对有机物进行降解。在处理废水的过程中吸附能力很强的菌胶团将废水中的杂质和游离细菌等吸附在其上，形成了活性污泥的絮凝体。作为絮凝体主体骨架的菌胶团细菌在废水处理过程中有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物的能力，同时菌胶团对有机物的吸附和分解。还具有指示作用：通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。

放线菌对污染物的净化处理

放线菌为腐生菌促进土壤形成团粒结构，改良土壤，在有机固体废物的填埋和堆肥发酵及废水生物处理中起积极作用。高温性菌种降解大量有机物，使之框化。还有的菌种能使石油脱蜡、烃类发酵，脱硫、脱磷。有的对氰化物、腈类化合物的分解能力很强，适合用于丙烯腈废水生物处理。

真核微生物

形态：有呈圆形，卵圆形，圆柱形，柠檬形的酵母菌，有呈绒毛状，絮状，货网状的霉菌，形态各异的藻类，单细胞的原生动物等。

结构：

完整的细胞核内具有核膜，细胞质中存在高度分化的细胞器，如线粒体，高尔基体，内质网，染色体，中心体等。

特性：1 好氧，2化能异养3细胞质中含有线粒体，无叶绿体，不进行光合作用

4有细胞核，进行有丝分裂5以无性孢子和有型孢子两种方式进行繁殖

6一般不运动

真核微生物在污染控制方面的意义

酵母菌既具有细菌单细胞、生长快、能形成很好的絮体、适应于各种不同的反应器等特点,又具有真菌细胞大、代谢旺盛，耐酸、耐高渗透压、耐高浓度的有机底物等特性, 其体内含有特殊的氧化分解酶能利用多种有机物(简单糖，有机酸、醇等)，快速分解，到达净化水质的作用，因此酵母菌在废水处理中的应用广泛，高浓度有机废水，含有重金属离子的废水，有毒、含难降解污染物废水，以及生活废水都可使用酵母菌进行生物处理。

霉菌对有机物的降解能力很强，有些难降解的物质如纤维素和碳氢化合物可被其作为碳源和能源加以降解利用。所以在废水和废物处理中，起到重要作用。废水处理中，生物膜法使用适当的霉菌可以对降解有机物产生积极的作用。

部分原生动物代谢方式与细菌类似，可以通过体表吸收溶解性有机物，使之氧化分解，另一些可吞噬水中细小的有机颗粒物或游离细菌，起到净化水质的作用。生动物中的纤毛虫占大多数，在污泥发生变化或污泥增氧初期可看到大量鞭毛虫和变形虫。系统正常运行期固着行纤毛虫占优势。在环境工程中一般可根据污泥中动物的种类和营养特性，净化程度来判断系统运行状况。在水质突变或者污泥中毒时，可根据生物相的变化及时发现问题，采取必要措施。

二、以A2/O工艺（提供工艺流程图）、SBR工艺（提供工艺流程图）、甲烷发酵工艺（提供工艺流程图）为例，完成下列各题：

1.详细阐述三种工艺所涉及的微生物种类，并详细说明各类微生物所属营养类型。

2.绘图并详细论述细菌细胞膜在污染物选择性吸收中的作用；

3.详细论述细胞膜在污染物降解与代谢中的作用；

4.绘图并详细论述细菌荚膜与活性污泥形成的关系；

1.A2/O工艺流程图：

硝化细菌，亚硝化细菌，属于化能自养微生物

反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物, 化能异养微生物

聚磷菌分为两种，兼性厌氧的反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌，属于化能异养型微生物。。