10环境微生物学

半数效应浓度（Median Effect Concentration,EC50）
能够影响微生物某种正常生理指标值50%所需 的待测物质浓度,有时候也指能够引起50%的受 试生物的某种效应变化的浓度.
半数抑制浓度
（Median Inhibition Concentration,IC50）
能够引起受试生物的的某种效应50%抑制的浓度。
Coliforms are several different types of bacteria that exist in the intestines of warm blooded animals and are found in bodily waste, animal droppings, and naturally in soil. Coliform bacteria are described and grouped,
因此利用微生物我们可以指示环境状况，监测 环境污染,评价污染物毒性。
第一节
环境污染的指示微生物
指示微生物（indicator microorganism）:也称
为指示菌（indicator bacteria）是指在常规的 环境监测中，用于指示环境样品污染程度，并 评价环境污染状况的具有代表性的微生物。
based on their common origin or characteristics, as either total or fecal coliforms.
The group of total coliforms includes faecal coliform bacteria, such as Escherichia coli (E.coli),
能力，毒性越强的物质造成损害所需的剂量和 浓度越低。
毒性的检测一般有动物试验和微生物试验 当我们以微生物为检测手段时多称为生物毒 性（biotoxicity） 微生物检测方法的原理是选择微生物的某一项或 几项生理指标作为指征，根据待测物质影响或者 抑制这些指征的程度来判断毒性的强度。
2.毒性试验的常用参数
The change in light output and concentration of the toxicant produce a dose / response relationship. The results are normalised and the EC50 (concentration producing a 50% reduction in light) is calculated
IR=
阴性对照组指标值- 实验组指标值
阴性对照组指标值
╳
来自百度文库
100%
IR为50%时样品的剂量即为IC50
Microtox Toxicity Testing
Microtox is a standardized toxicity test system which is rapid, sensitive, reproducible, ecologically relevant and cost effective.
The Acceptance of Microtox
The Microtox system has been used as an aquatic toxicity test since the early 1980's and is accepted
as a standard test in a number of countries including Australia. In the United States it is a recognised test method in a number of federal programs.
环境微生物学
Environmental Microbiology
郑州大学生物工程系 席 宇
第十章 环境污染的微生物检测
主要内容
环境污染的指示微生物 污染物生物毒性的微生物学检测方法
污染物致突变的微生物学检测方法
微生物的存在离不开环境，而微生物的数量分
布和种群组成、理化性状、遗传变异等，又是 环境状况的综合而客观的反映。
cfu(colony forming unit)是指单位体积、单
位表面积或单位质量检样中菌落形成单位。
pfu(plaque formation unit ):空斑形成单位，用
于病毒、蛭弧菌的效价测定。
2.霉菌和酵母菌总数(fungi and yeast count) 指环境中被测样品经过处理，在一定条件下培养 后所得的1ml或者1g检样中所含的霉菌和酵母菌 菌落总数。 检测霉菌和酵母菌，是从另一生物学层次，反 映环境的一般污染。
The U.S. EPA, has adopted Microtox as a standard test in an ongoing program of Assessment and Remediation of Contaminated Sediments. Microtox has been adopted by the U.S Fish and Wildlife Service as a screening test at the
2.粪大肠菌群（fecal coliform） 指能够在44.5 ℃(44-45℃)发酵乳糖的大肠菌群， 亦称耐热性大肠菌群(thermotolerant coliform)。 粪大肠杆菌也包括同样的4个属，但以埃希氏菌 属为主。 粪大肠菌群与粪便中大肠杆菌数目直接相关，在
外界环境中不易繁殖，作为粪便污染指示菌意义 更大
一定的比例关系。
3.测试方法
菌种复苏
样品处理
毒性测定
向测试管中定量加入菌液和样品 ，以苯酚作为阳性有机毒物对照 ，Zn2+作为阳性无机毒物对照，蒸 馏水为阴性对照。
15 ℃下培养5min或者15min，就可以生物发光光
度计直接读出或者扫描出5min或者15min的光量 抑制百分率(Inhibition rate,IR)
发光细菌均为革蓝氏阴性、兼性厌氧菌
2.试验原理
发光菌检测法是以一种非致病的明亮发光杆菌作
指示生物，以其发光强度的变化为指标，测定环 境中有害有毒物质的生物毒性的一种方法。 细菌发光的生物学机制为：
生物发光是发光细菌生理状态的一个反映，在生长 的对数期发光能力最强。 当环境条件不良或者有毒物质存在时，因为细菌的 荧光素酶活性或细胞呼吸受到抑制，发光的能力受 到影响而减弱，其减弱程度与毒性的大小和浓度成
It is recognised and used throughout the world as a standard test for aquatic toxicity testing.
The Procedure employs the bioluminescent marine
bacterium (Vibrio fischeri) as the test organism. The bacteria are exposed to a range of concentrations of the material being tested. The reduction in intensity of light emitted from the bacteria is measured along with standard solutions and control samples.
as well as other types of coliform bacteria that can survive in soil and vegetation. Total coliforms do not necessarily indicate recent water contamination by faecal waste, however the presence or absence of these bacteria in treated water is often used to determine whether water disinfection is working properly.
我国在食品、药品和化妆品都规定了检出标准(p387)
二、粪便污染指示菌
1.总大肠菌群（total coliform）也称为大肠菌群 (coliform 或者 coliform group)。
大肠菌群是一群需氧和兼性厌氧的，能在37℃培 养24h内使乳糖发酵产酸产气的革兰氏阴性无芽
胞杆菌，包括埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆 菌属、克雷伯氏菌属等。
中国科学院南京土壤研究所成功地研制DXY-2型 的生物发光光度计。
华东师范大学生物系也分别成功地研制了9N-1型 的生物毒性测试仪。
美国的Beckman公司研制出系列的细菌发光检测 仪，将毒性的测定过程标准化，命名为Microtox
1.发光细菌(luminous bacteria) 主要从海洋中分离的一类能够产生生物发光的细 菌，目前发现的主要有弧菌属、发光杆菌属，异 短杆菌属。
致死剂量或致死浓度：Lethal Dose，LD或者 Lethal Concentration，LC.
绝对致死剂量：Absolute Lethal Dose ,LD100 半数致死剂量：Median Lethal Dose ,LD50
最小致死剂量：Minimum Lethal Dose ,MLD
最大耐受剂量：Maximum Lethal Dose ,LD0
The Benefits of Microtox
The Microtox system has many benefits over other toxicity testing systems. The low cost enables it to be used as a regular monitoring and screening test. A full Microtox assay is about a tenth of the cost of
一、一般污染指示微生物 1.细菌总数（total bacteria count）:指环境中被测 样品，在一定条件下培养后所得的1ml或者1g检
样中所含的细菌菌落总数。
细菌总数主要反映环境中异养型细菌的的污染 度，也间接反映一般营养性有机物的污染程度
微生物总数的表示方法：
细菌总数一般采用：个/ml、cfu/ml 或cfu/g来表 示。
National Fisheries Contaminant Research Centre.
Microtox is similarly recognised in Canada, the United Kingdom, Germany, Sweden and the Netherlands.
In Australia, the Microtox system is recognised by and listed in discharge, trade waste and effluent regulations by a number of Authorities. In Victoria, Microtox toxicity is used to check regulatory compliance of some discharges and effluents.
我国目前水质标准中规定的大肠菌群数（cfu/L）：
饮用水≤3
游泳池水< 100
地表水 第一级≤500 第二级≤10000 第三级≤50000
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第二节
污染物生物毒性的微生物学检测方法
一、生态毒理学的基本概念 1.毒性的概念与检测 毒性（toxicity）:指外源化合物与肌体接触或进 入体内的易感部位后，能引起损害作用的相对
二、原核微生物检测方法 （一）发光细菌-生物发光抑制试验 生物发光是某些生物的一种生理现象，海洋生物 中更为多见。 上世纪70年代至80年代初，国外科学家首次从海 鱼体表分离和筛选出对人体无害，对环境敏感的 发光细菌，用于检测水体生物毒性，现已成为一 种简单、快速的生物毒性检测手段。
美国Microbics公司设计制造了一套微毒测定仪器。