微生物的生态-微生物生态的应用

微生物生态及其应用微生物学及操作技术生态学的概念1在酿酒业中的作用2微生物与污水处理3微生物对污染物的降解与转化4目录页CONTENTSPAGE1生态学的概念生态学定义研究意义一、定义生态学的概念生态学微生物生态学生态学：研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门学科。微生物生态学：研究微生物和环境之间相互关系的科学，是生态学的一个分支。二、研究意义生态学的概念研究微生物生态学具有重要的理论意义和实践意义：有助于开发丰富的菌种资源，防止有害微生物的活动；有助于发展食品新菌发酵、系列发酵和生态农业。研究意义研究意义2在酿酒业中的应用白酒啤酒葡萄酒白酒生产工艺啤酒生产工艺葡萄酒生产工艺生产工艺流程在酿造工业中应用3微生物与污水处理需氧处理法厌氧处理法一、需氧处理法微生物与污水处理利用好氧微生物的活动将污水中的有机物质氧化，最后生成CO2、水、硝酸盐、硫酸盐等简单的无机物。活性污泥法生物膜法氧化塘主要几种方法分类定义一、需氧处理法微生物与污水处理1、活性污泥法回流污泥

剩余污泥活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。一、需氧处理法微生物与污水处理2、生物膜法生物膜的形成：初生、生长及老化剥落三个过程；生物膜的净化原理：（1）微生物对污水中有机物吸附、吸收、氧化分解；（2）有机物浓度梯度微生物所需氧气：由空气到运动水层再到附着水层

以生物膜为净化主体的生物处理法。分为生物转盘法和塔式生物滤池法。一、需氧处理法微生物与污水处理3、氧化塘适用于处理生活污水以及制革、造纸、石油化工、乙烯和农药等部门的工业废水，还可养藻、养鱼、养鸭等。氧化塘也称稳定塘，是利用自然生态系统净化污水的一处大面积、敞开式的污水处理池塘。是利用细菌和藻类的共生关系来分解有机物污染物的一种废水处理法。二、厌氧处理法微生物生态及其应用定义厌氧处理的关键是密封主要用于处理农业和生活废弃物或污水厂的剩余污泥，也可处理工业废水在缺氧条件下，利用微生物分解污水中有机质的方法。主要是利用甲烷细菌进行厌氧发酵原理。4微生物对污染物的降解与转化环境中的主要污染物微生物对污染物的降解与转化微生物对重金属的转化一、环境中的主要污染物微生物对污染物的降解与转化当前已知的环境污染物大约十万余种，可大致归为4类。无毒有机物：糖类、脂类、蛋白质有毒有机物：苯酚、多环芳烃和各种人工合成的有机物无毒无机物：酸、碱、一般无机盐、氯、磷有毒无机物：各种重金属和氰化物、氟化物主要污染物举例主要污染物二、微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化微生物代谢类型的多样性、生长繁殖迅速、个体微小、比表面积大。微生物对无毒有机物的降解：生活废弃物微生物对有毒有机物的降解：农药、石油、表面活性剂微生物对重金属的转化：改变重金属在环境中的存在状态有毒无机物：各种重金属和氰化物、氟化物降解与转化微生物特点

降解与转化二、微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化三、微生物对重金属转化微生物对污染物的降解与转化1、重金属污染定义

由重金属及其化合物造成的环境污染，主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅以及金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物造成的污染。三、微生物对重金属转化微生物对污染物的降解与转化2、重金属污染处理方法化学沉淀法、离子交换法电解法、反渗透法萃取法、活性炭吸附法、膜分离法生物处理法三、微生物对重金属转化微生物对污染物的降解与转化3、生物处理法微生物对重金属污染的生物修复作用是通过微生物对重金属的溶解、转化与固定来实现。微生物对重金属的抗性机制主要有生物吸附胞外沉淀胞内隔绝主动运输生物转化三、微生物对重金属转化微生物对污染物的降解与转化3、生物处理法（1）微生物吸附剂里有四种表面络合机理：微生物能通过多种途径将重金属吸附在其细胞表面，细胞壁是重金属离子的积累场所，细胞壁主要由甘露聚糖、葡聚糖等组成，这些组成中可与重金属离子结合。例如芽孢杆菌属的菌株有强大的吸附金属的能力。离子交换机理：微生物利用细胞壁上基团与重金属离子进行交换，从而使溶液中的重金属离子浓度得以降低。例如褐藻类氧化还原机理：有些菌类具有氧化还原能力，能改变吸附在其上的重金属离子的价态，使之变成无挥发性和无毒性的物质。例如产碱菌属、芽孢杆菌属。静电吸附机理：微生物细胞的外表面带有负电荷，因此对带正电荷的重金属离子具有静电吸附性能。例如细菌细胞壁具有负电荷。三、微生物对重金属转化微生物对污染物的降解与转化3、生物处理法（2）胞外沉淀分泌胞外蛋白质物质，与重金属结合形成复合物沉淀，使之不能通过细胞膜进入胞内。（3）胞内隔绝当重金属进入胞内并有所积累，胞内隔绝会阻止其对重要细胞器的毒害。例如真核微生物、藻类、酵母等。三、微生物对重金属转化微生物对污染物的降解与转化3、生物处理法（4）主动运输是一种最主要的重金属抗性机制，由染色体和质粒编码主动运输系统，将重金属从胞浆中排出，由多条路径构成。（5）生物转化微生物对重金属的转化作用主要有甲基化作用（硒、汞）、还原作用、氧化作用（银、砷、铬、汞、钼）。重金属离子一旦进入微生物细胞，可通过氧化、还原、甲基化或去甲基化转化成价态稳定、毒性较小或无毒的化合物，从而减轻对生物体的毒害作用。微生物与环境监测微生物学及操作技术粪便中微生物监测1水中微生物监测2空气中微生物监测3目录页CONTENTSPAGE土壤中微生物监测41粪便中微生物监测概述主要指示微生物其他指示微生物粪便中微生物监测

概述病原菌一般在环境中存在的数量不大，而且检测方法较复杂，一般以其他微生物作为代表，间接指示肠道病原菌存在，主要粪便指示菌有以下几种。一、概述二、主要指示微生物粪便中微生物监测大肠菌群是一群以大肠埃希氏菌为主的需氧及兼性厌氧、革兰氏阴性、无芽孢杆菌，能在48h内发酵乳糖并产酸产气。其不是分类学上的名称，而是人为定义的名词。粪便中大肠菌群最多。测定方法有多管发酵法和滤膜法。测定的大肠菌群中的细菌并非全部来自粪便，有可能由腐败的植物、土壤带来，因此有不确定性。1、大肠菌群二、主要指示微生物粪便中微生物监测是能在44.5℃发酵乳糖的大肠菌群，亦称耐热性大肠菌群。粪大肠菌群与粪便中大肠杆菌数量直接相关。在外环境中粪大肠菌群不宜繁殖。粪大肠菌群较总大肠菌群作为粪便污染指标菌意义更大。检测方法也是多管发酵法和滤膜法。2、粪大肠菌群二、主要指示微生物粪便中微生物监测是短链状的革兰氏阳性球菌。其作为粪便污染指标菌的优点在于在水中不会自行繁殖，但抵抗力弱于病菌。粪链球菌可为水质细菌学评价提供有意义的补充材料。3、粪链球菌二、主要指示微生物粪便中微生物监测革兰氏阳性，具有芽孢，能还原亚硫酸盐的厌氧菌；存在人及温血动物的粪便中，可作为粪便污染指示菌其优点有：有芽孢，对氯等消毒剂及外界不良环境有较强的抵抗力；能在水中较长期存在；特别适用于在含有有毒物质（如氯等）的水体中检测是否有过粪便污染。4、产气荚膜梭菌二、主要指示微生物粪便中微生物监测

是一类以捕食细菌为生的寄生菌，依靠对宿主菌的寄生和裂解使自身得到生长繁殖；当水体受到污染时，可供蛭弧菌寄生的宿主增加，因而蛭弧菌大量繁殖，数量增加对污染起到指示作用；生长繁殖需要一定时间，因此对污染的指示有滞后期；当蛭弧菌增高时，可长时间持续较高水平；可用蛭弧菌联合大肠菌群表示水体受粪便污染的的新旧或污染是否持续。5、蛭弧菌三、其他指示微生物粪便中微生物监测

种类繁多，有些对人和动物有致病性；能引起人类伤寒症、急性肠胃炎和败血症等；经粪-口传播，污染食品、药用动物脏器等；在口服用药和食品中不得检出。1、沙门氏菌三、其他指示微生物粪便中微生物监测

引起人类细菌性痢疾；经粪-口传播；被规定为食品卫生指示菌，不得检出。2、志贺氏菌三、其他指示微生物粪便中微生物监测

也称绿脓，为革兰氏阴性具有单根鞭毛的小杆菌；存在于人畜粪便和污水中，可作为粪便污染指示菌；此菌还存在于人的皮肤和上呼吸道，常见的条件致病菌，药品、化妆品和游泳池水的卫生指示菌。3、铜绿假单胞菌三、其他指示微生物粪便中微生物监测

为革兰氏阳性，排列成葡萄状的球菌；存在于正常人的皮肤、鼻咽部及家畜的皮肤和肠道；侵入破损的皮肤和粘膜，可引起局部化脓性炎症，严重时可引起败血症。有些菌株污染食品生产可产生肠毒素，达到一定剂量引起食物中毒；在食品、化妆品、药品、游泳池水中均作为重要卫生指示菌之一。4、金黄色葡萄球菌2水中微生物监测水中微生物的种类和分布大肠菌群及生活饮用水的细菌标准水的细菌学检验水中病毒及其检验水中微生物控制一、水中微生物的种类和分布水中微生物监测水体中微生物来源水中的微生物主要来自于：水体中固有的微生物土壤的微生物生产和生活的微生物空气的微生物一、水中微生物的种类和分布水中微生物监测淡水微生物种类

海水中常见的微生物有假单胞菌属、弧菌属、黄色杆菌属、无色杆菌属及芽孢杆菌属。

淡水中主要是一些能分解各种有机物的腐生菌，如芽孢杆菌、生孢梭菌、变形杆菌等，有的甚至还含有伤寒、痢疾、霍乱、肝炎等人类病原菌。海水微生物种类二、生活饮用水的细菌标准水中微生物监测生化特征比较

大肠菌群的生理习性与伤寒杆菌、副伤寒杆菌和痢疾杆菌等病原菌的生理特征较为相似，而且在粪便中数量最多，检出技术也较为方便，最适合作为水污染的卫生指标。大肠菌群一般包括四种：大肠埃希杆菌、产气肠杆菌、枸橼酸盐杆菌和副大肠杆菌。二、大肠菌群及生活饮用水的细菌标准水中微生物监测生活中饮用水的细菌卫生标准细菌卫生标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2010）细菌总数1mL水中不超过100cfu;大肠菌群数1L水中不超过3MPN；细菌总数平均每升不得超过1000cfu;三、水的细菌学检验水中微生物监测

细菌总数测定大肠杆菌测定三、水的细菌学检验水中微生物监测水中细菌总数测定

无菌操作方法用灭菌吸管吸取1mL充分混合均匀的水样注入无菌平皿中，倒入融化的营养琼脂培养基约15mL，在37℃的温度下培养24h以后，数出生长的细菌菌落数，即为1mL水样中的细菌总数。三、水的细菌学检验水中微生物监测大肠菌群的测定大肠菌群是指能在37℃、24h之内发酵乳糖产酸产气，好氧及兼性厌氧的革兰氏阴性无芽孢杆菌的统称。方法主要包括多管发酵法和滤膜法。四、水中病毒及其检验水中微生物监测水中病毒的检验脊椎灰质盐病毒肝炎病毒其他肠道病毒饰斑检验法水中的病毒五、水中微生物控制水中微生物监测水中微生物消毒方法含氯氧化剂的消毒紫外线的消毒臭氧消毒微电解消毒加热消毒3空气中微生物监测空气中微生物来源微生物种类和分布卫生标准检测方法一、空气中微生物来源空气中微生物监测来源：尘土飞扬、小水滴、人和动物身体的脱臼物、呼吸物、口腔微生物。敞开的污水处理系统通过机械搅拌、鼓风曝气等可使污水中的微生物以气溶胶的形式溅到空气中。二、空气微生物的种类和分布空气中微生物监测微生物分布种类：主要是腐生的种类；

霉菌、酵母菌、真菌孢子等分布：空气中微生物的分布随环境条件及微生物抵抗力不同而呈现不同的分布规律；空气中微生物的数量决定于尘埃的总量。微生物种类

霉菌三、空气微生物的卫生标准空气中微生物监测卫生标准目前没有统一的空气细菌卫生标准空气污染指标：500-1000cfu/m3以上四、空气微生物的检测空气中微生物监测检测方法沉降平板法液体撞