微生物对环境的污染危害专家讲座

第一节

水体富营养化

水体富营养化——指氮、磷等营养物质大量进入水体，使藻类和浮游生物旺盛增殖，从而破坏水体生态平衡现象。以湖泊、水库对人类生产和生活影响最大。微生物对环境的污染危害专家讲座第1页水体富营养化特征：DO先↑而后↓；C、N、P含量↑；藻类由硅藻占优势变成由绿藻、蓝藻占优势；透明度↓。这种富营养化现象发生在湖泊等内陆水体可形成水华（又称水花）；发生在海洋可形成赤潮（又称红潮）。微生物对环境的污染危害专家讲座第2页一、富营养化形成和影响原因1.富营养化形成一些高山、极地湖泊富营养化大多属于天然富营养化。人为水体富营养化是在人类活动影响下发生水体生态演变。所以产生富营养化水体主要是人群集中、工业和农业发达地域湖泊。

2.富营养化影响原因（1）营养物质氮、磷——限制因子。（2）季节与水温（3）光照微生物对环境的污染危害专家讲座第3页当前普通采取富营养化指标是：水体含氮量大于0.2~0.3mg/L，含磷量大于0.01~0.02mg/L，生化需氧量大于10mg/L，细菌总数（淡水，pH7~9）达105个/mL，叶绿素a（藻类生长量标志）大于10mg/m3。微生物对环境的污染危害专家讲座第4页二、引发富营养化优势藻类主要是微型藻类。海洋中现已查明有60各种——裸甲藻属、膝沟藻属、多甲藻属种类。常见有：腰鞭毛虫、裸甲藻、短裸甲藻、梭角藻、原甲藻、中肋骨条硅藻、角刺藻、卵形隐藻、无纹多沟藻、夜光藻等。湖泊中以蓝细菌为主。常见有：微囊藻属、鱼腥藻属、束丝藻属和颤藻属。因为占优势浮游藻类所含色素不一样，使水体展现蓝、绿、红、棕、乳白等不一样颜色。微生物对环境的污染危害专家讲座第5页三、水体富营养化危害1.消耗溶解氧，致使水生生物大量死亡。2.藻类过分繁殖会阻塞鱼鳃和贝类进出水孔，影响它们呼吸作用。3.一些藻类体内及其代谢产物含有生物毒素，引发鱼、贝类中毒病变或死亡。如链状膝沟藻——石房蛤毒素。4.产生气味化合物，使水体散发不良气味。5.破坏环境景观外观呈色、变浊、产生不良气味、影响景观。6.水体沼泽化沉积作用。7.危害供水微生物对环境的污染危害专家讲座第6页四、富营养化防治1、外环境控制办法（截外源）（1）工业：加强排污总量控制；污水进行深度处理（硝化—反硝化脱氮，化学混凝沉淀除磷，氧化塘除氮、磷）。（2）农业：降低化肥使用量，加强农家肥使用宣传力度，并做好肥料贮存和施用工作（在农作物生长久间施肥，肥料能被作物很快吸收）；建立农村污水处理设施。（3）生活：实施合成洗衣粉含磷量限制。（4）水体周围：建立良性生态平衡，包含建立水体周围缓冲林带；保护水体周围及上游森林植被，预防营养物质过多流失。如湖边应确保有2km～5km湖滨保护带，带内禁止新建污染企业和从事有污染活动。带内土地应该退地还湖。微生物对环境的污染危害专家讲座第7页2、内环境控制（除内源）（1）生物法法：细菌、真菌、噬藻体等杀藻剂每个月投入1～2次；养殖藻类和水生植物并定时收获；养殖食草性鱼类、贝类。（2）药品除藻法：CuSO40.1～0.5mg/L（杀藻而不能除气味）、漂白粉0.5～1mg/L（既杀藻又除气味）、明矾（主要除蓝藻）。适合用于小范围水体，用于藻类刚开始繁殖时，装袋拖挂于船后或直接喷洒。药剂用量最好经试验确定。（3）充氧曝气法：利用机械搅拌或强力通气破坏湖中分层现象使湖水混合，可收到较显著效果。惯用于较深水体。（4）凝集沉淀法：加Fe盐、Al盐及粘土矿物与磷结合成不溶物沉淀。（5）底泥挖掘法：将沉淀于底泥中磷除去，消除二次污染机会。（6）稀释冲刷法：加贫营养水稀释或用贫营养水进行换水冲刷，这是最快速伎俩。（7）深层排水法：普通深层营养盐比表层多，排掉深层水可带走很多营养盐类。微生物对环境的污染危害专家讲座第8页一、微生物毒素与食品污染1.细菌毒素

2.

放线菌毒素

3.真菌毒素

4.藻类毒素

5.2微生物代谢物与环境污染微生物对环境的污染危害专家讲座第9页1.细菌毒素可分为内毒素与外毒素。内毒素是微生物细胞组分，通常为细胞壁某一成份，只有当菌体裂解或融溶时才能释放。外毒素由微生物合成后，分泌到细胞外面。外毒素毒力强于内毒素，但不耐高温。常见外毒素有白喉毒素、破伤风毒素、霍乱肠毒素、肉毒毒素、葡萄球菌肠毒素等。

微生物对环境的污染危害专家讲座第10页（1）肉毒毒素是由肉毒梭菌产生外毒素，是一个极强神经毒，主要作用于神经和肌肉连接处及植物神经末梢，妨碍神经末梢乙酰胆碱释放，造成肌肉收缩不全和肌肉麻痹。肉毒毒素属剧毒物，1mg能够杀死100万只豚鼠。此毒素对热极不稳定，经80℃、30min或100℃、10~20min可完全破坏。肠道中蛋白分解酶不能分解此毒素。肉毒梭菌是革蓝氏阳性菌，产芽孢，能运动，专性厌氧，可侵染水果、蔬菜、鱼、肉、罐头、香肠等食品。预防肉毒中毒可把食品保留在pH﹥4.5，或盐分﹥10%或温度﹤3

℃条件下。罐头食品需经121℃高压灭菌，以杀死芽孢。

微生物对环境的污染危害专家讲座第11页（2）葡萄球菌肠毒素是由金黄色葡萄球菌产毒菌株产生外毒素，可引发食物中毒。当肠道吸收了该毒素后，在2~6h之内即可引发恶心呕吐等急性肠胃病症状。毒性较弱，较少致命。金黄色葡萄球菌为革兰氏阳性、不产芽孢球状菌。该毒素用普通烹饪方法不能破坏，需经100

oC，2h处理方可破坏。所以预防中毒方法是，预防一切污染该菌机会。

微生物对环境的污染危害专家讲座第12页2.放线菌毒素如链霉菌属放线菌产生放线菌素，可使大鼠产生肿瘤。

微生物对环境的污染危害专家讲座第13页3.真菌毒素是指以霉菌为主真菌代谢活动所产生毒素。真菌毒素致病有下几个特点：①中毒常与食物相关;②发病有季节性或地域性；③不产生抗体，也不能免疫；④患者无传染性；⑤一次性大量摄入往往发生急性中毒；长久少许摄入则发生慢性中毒和致癌。微生物对环境的污染危害专家讲座第14页至今发觉真菌毒素达300种。其中，毒性较强有黄曲霉毒素、棕曲霉毒素、黄绿青霉素、红色青霉毒素B、青霉酸等。微生物对环境的污染危害专家讲座第15页黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产生毒素，是剧毒物，也是致癌物，可诱发肝癌。已确定结构黄曲霉毒素共有20各种，以黄曲霉毒素B1毒性最大，致癌性最强，稳定性最高。黄曲霉毒素污染食物范围很广，包含粮食、油、蔬菜、豆类、烟草、肉类、乳品、水果等，其中以花生、花生油、玉米、棉籽饼粉、棕榈仁、可可豆、大米、小米等较常见，污染最重是花生、花生油和玉米。预防黄曲霉毒素污染主要办法：降低含水量，降低相对湿度，充CO2降低氧量，使用化学药剂等。

微生物对环境的污染危害专家讲座第16页4.藻类毒素（1）甲藻甲藻是藻类中对人类威胁最大藻种，它产生毒素对人类有剧毒。产生毒素甲藻主要是膝沟藻属种类，海洋赤潮中甲藻多为此属。（2）蓝细菌淡水中蓝细菌产生毒素主要使鱼类、家畜、水鸟等致死。（3）金藻

海水中金藻纲产生毒素可使鱼类大量死亡。微生物对环境的污染危害专家讲座第17页二、气味代谢物从放线菌产生土腥味物质中分离到土腥素（或土臭味素）。土腥素是一个透明中性油，相对分子质量182，嗅阈值极低＜0.2mg/L。含有土腥味鱼肉中也可检出土腥素，鱼肉味阈值为0.6µg/100kg鱼肉。其它引发环境污染微生物气味代谢物有氨、胺、硫化氢、硫醇、（甲基）吲哚、粪臭素、脂肪、酸、醛、醇、脂等。微生物对环境的污染危害专家讲座第18页三、酸性矿水

酸性矿水形成：化学氧化和生物（耐酸细菌）氧化。FeS——﹥FeSO4+H2SO4FeSO4

硫杆菌﹥Fe2(SO4)3FeS+Fe2(SO4)3——﹥FeSO4+SS

硫杆菌﹥H2SO4酸性废水危害：随水渗漏或顺河道扩散，污染农田、水渠、河流，破坏自然生态、生物群落、毒害鱼类、影响人类生活。微生物对环境的污染危害专家讲座第19页酸性废水治理办法：投加大量纤维素，造成缺氧环境，促进反硫化作用产生；投加抗微生物药剂（α-酮酸类、羧酸类），抑制硫杆菌活性。加石灰提升pH，使硫酸成为硫酸钙沉淀；开采后层层覆盖，防止酸性矿水形成。微生物对环境的污染危害专家讲座第20页四、汞生物甲基化排入环境汞大多为无机汞（元素汞和汞离子），经过微生物甲基化作用后，形成甲基汞毒性增强，使汞危害大大加剧。是水俣病主要原因。能形成甲基汞厌氧细菌有产甲烷菌、匙形梭菌；好氧细菌有荧光假单胞菌、草分枝杆菌、大肠埃希氏菌、产气肠杆菌、巨大芽孢杆菌等；真菌中有粗糙脉孢霉、黑曲霉、短柄帚霉以及酿酒酵母等。汞生物甲基化往往与甲基钴胺素相关。甲基钴胺素即VB12——甲基传递体。微生物对环境的污染危害专家讲座第21页（1）汞非酶促甲基化在中性水溶液中，以甲基钴胺素作为甲基供体，汞可被转化为甲基汞。这种转化是纯化学反应，能快速而定量地进行。在有氧和厌氧条件下，汞甲基化均能顺利完成。（2）汞酶促甲基化在自然界，除个别情况外,甲基汞都是在微生物作用下形成。微生物作用可分为直接作用与间接作用。直接作用是指直接在微生物酶催化下发生甲基化过程。间接作用则是指在微生物体外发生甲基化过程。水体中酶促甲基化速率受pH值、通气、微生物种类影响。在汞污染水域，鱼体内汞主要以甲基汞