微生物与环境污染

关于微生物与环境污染

微生物污染空气、水体、土壤和食品，会影响生物生产量和质量，危害人类健康，这种污染称为微生物污染。根据污染对象空气微生物污染水体微生物污染食品微生物污染根据危害方式病原微生物污染水体富营养化微生物代谢产物污染土壤微生物污染第2页,共40页，2024年2月25日，星期天第一节微生物传播与危害一、空气微生物污染概念：微生物污染引起空气环境质量恶化，导致人类活动、人体健康和生物生存受到影响的现象，称为空气微生物污染。（一）空气微生物及其影响因素1.种类和数量空气微生物具有抗逆性。通过形成芽孢、孢子、包囊等，在空气中长时间存活。进入空气的微生物种类较多，常见的有八叠球菌、枯草芽孢杆菌、微球菌，以及霉菌和酵母菌的孢子等。第3页,共40页，2024年2月25日，星期天较少。室外空气中微生物的数量与所在地区人口密度、动植物数量、土壤和地面的铺垫情况以及气温、大气湿度、气流和日照等因素有关。种类和数量远远多于室外空气。在室内空气中，特别是在通风不良、人员拥挤的环境中不乏病原微生物，如结核杆菌、脑膜炎球菌、感冒病毒等。室外空气微生物：室内空气微生物：第4页,共40页，2024年2月25日，星期天2.对空气微生物影响因素（2）温度：高温会加速微生物失活，而低温延缓失活。G-菌：相对湿度较低G+菌：相对湿度较高细菌更易存活病毒有包膜：相对湿度﹤50%裸露的：相对湿度﹥50%存活时间长（1）湿度：对空气微生物存活影响很大。（3）射线：日照中的紫外线（UV）和电力辐射（如X射线）对微生物产生损害。第5页,共40页，2024年2月25日，星期天（4）其他：①氧气在闪电和UV的作用下，从惰性状态转变成H2O2、过氧化物、超氧化物等活泼状态，造成细胞损害;②室外空气因子(OAF);③阳离子可引起微生物活性物理衰减，而阴离子可产生物理和生物影响。第6页,共40页，2024年2月25日，星期天（二）空气微生物传播过程包括发射传播沉降3个环节1.发射：含微生物微粒悬浮于空气中的过程。它是导致空气微生物污染的重要原因。常见发射机制：①土壤微生物通过灰尘；②污水表面微生物通过自然风力；③病原微生物通过呼吸道，也可通过排泄物和灰尘；④病原真菌将孢子直接释放至空气。第7页,共40页，2024年2月25日，星期天2.传播：流动空气将动能传给含微生物微粒，使其从一个地方送到另一个地方的过程。大多数悬浮于空气中的微生物存活能力有限，因此常见的传播是亚小范围（﹤10min，﹤100m）和小范围（10-60min，100m—1000m）传播。一些病毒、孢子和芽孢能进行中等范围（数天，100Km）甚至大范围（更长）传播。3.沉降：微粒通过一种或多种机制沉积于物质表面的过程。沉降机制有重力作用、分子扩散、表面碰撞、降水冲洗等。第8页,共40页，2024年2月25日，星期天（三）空气微生物污染的危害1.感染农作物，导致种植业减产；2.感染家畜，导致养殖业损失；3.感染敏感人群，导致人类患病；4.污染食品，导致食物腐败变质。第9页,共40页，2024年2月25日，星期天病

原

微

生

物疾

病

名

称细菌

结核分枝杆菌（Mycobacteriumtuberculosis）

肺炎链球菌（Streptococcuspneumoniae）

葡萄球菌（Staphylococcussp）

酿脓链球菌（Streptococcuspyogenes）

脑膜炎奈瑟球菌（Neisseriameningitidis）

白喉棒杆菌（Corynebacteriumdiphtheriae）

百日咳博德特氏菌（Bordetellapertussis）

鼠疫耶尔森氏菌（Yersiniapestis）

炭疽芽孢杆菌（Bacillusanthracis）

嗜肺军团菌（Legionellapneumophila）细菌性疾病

肺结核

肺炎链球菌肺炎

葡萄球菌呼吸道感染

链球菌呼吸道感染

腥红热流行性脑脊髓膜炎白喉百日咳鼠疫肺炭疽军团病病毒流感病毒鼻病毒等腮腺炎病毒麻疹病毒天花病毒水痘病毒风疹病毒腺病毒病毒性疾病流行性感冒普通感冒流行性腮腺炎麻疹天花水痘风疹急性咽炎、病毒性肺炎等其它病原微生物伯氏考克斯氏体（Coxiellaburnetii）肺炎支原体(Mycoplasmapneumoniae)星状马杜拉放线菌(Actinomaduraasteroides)荚膜组织胞浆菌(Histoplasmacapsulatum)新型隐球菌(Cryptococcusneoformans)干草小多孢菌(Micropolysporafaeni)其它疾病Q热原发性非典型肺炎奴卡氏菌病组织胞浆病隐球菌病农民肺通过空气传播的主要病原微生物及其引起的疾病第10页,共40页，2024年2月25日，星期天（四）空气微生物污染的防治防止空气污染传播疾病，除应注意隔离病人和戴口罩等措施外，可再根据具体情况采用下列措施：1.室内通风：开启门窗交换气流后，由于空气的流通稀释，室内空气的细菌数可显著减少。人口密集的，如电影院、会议室等场所，采用此种简便易行方法可收到良好效果。2.空气过滤：对空气清洁程度要求较高的场所，如手术室、婴儿室等可利用各类空气过滤器，除去灰尘。3.空气消毒：采用物理方法（紫外线照射）或化学方法（喷洒甲醛、漂白粉、次氯酸钠等）。第11页,共40页，2024年2月25日，星期天二、水体微生物污染概念：致病微生物进入水体或某些藻类大量繁殖，致使水体恶化，直接或间接危害人类健康或影响生态系统的现象，称为水体微生物污染。（一）常见的水体病原微生物（1）霍乱弧菌：属于霍乱致病菌。1883年Koch首次发现此菌。1905年Cotschlich分离类似霍乱弧菌的菌株——EL-Tor弧菌。两菌所致的疾病统称霍乱。霍乱弧菌产生毒素，可引起呕吐和腹泻，在短期内使人脱水，造成急性肾功能衰竭第12页,共40页，2024年2月25日，星期天

（2）沙门氏菌：为一类能运动、无芽孢、G-杆菌，好痒或兼性厌氧，在许多培养基上生长良好，适温37℃。是造成水介疾病暴发以及食物中毒的重要原因之一，水体常易为沙门氏菌污染。此菌污染的饮水可导致肠胃炎或伤寒暴发流行。（3）致病性大肠杆菌：大肠埃希氏菌通常称大肠杆菌，是人类和大多数温血动物肠道中的正常菌群。但某些血清型的可引起不同症状的腹泻。1996年日本发生肠道出血性大肠杆菌感染事件，9000名儿童被感染。原因是致病性大肠杆菌通过污水污染萝卜苗，患者生食被污染的萝卜苗。第13页,共40页，2024年2月25日，星期天（4）军团菌：1976年美国退伍军人协会会员中曾爆发急性发热性呼吸道疾病，是已知的首次爆发；221人感染疾病，其中死亡34人。由于大多的死者都是军团成员，因此称为军团病。（5）志贺氏菌：也称志贺菌或者痢疾杆菌，是一类革不活动、不产生孢子的兰氏阴性杆菌，可引起人和其他哺乳动物的细菌性痢疾。2.病毒甲型肝炎病毒（HAV）:为RNA病毒科，肝炎病毒属。可在污水和甲型肝炎患者粪便中存活较长时间，通过水体传播。甲型肝炎1988年在上海大流行，30多万人发病。戊型肝炎病毒（HEV）：是一种单股RNA病毒，经粪—口途径传播。也是一种能引起水源性疾病暴发流行的病毒。第14页,共40页，2024年2月25日，星期天3.原虫：隐孢子虫：

广泛存在于动物中，可引起隐孢子虫病，是动物胃肠炎的常见原因。感染多种哺乳动物、鸟和爬行动物。寄生于人体的种主要是微小隐孢子虫，该虫是致病原虫，也是一种腹泻病原，人体隐孢子虫病是近二十年来新发现的一种人体寄生虫病，以胃肠炎为主要表现。溶组织阿米巴：是阿米巴痢疾的病原体，又称痢疾变形虫。阿米巴痢疾主要通过粪便污染食物和饮用水而传播。第15页,共40页，2024年2月25日，星期天通过粪便、污水进入水体的病原微生物细菌病毒原虫沙门氏菌属致贺氏菌属致病性大肠杆菌变性杆菌属克雷伯氏菌属土拉热弗朗西丝氏菌假单胞菌属沙雷氏菌属小肠结肠炎耶尔森氏菌空肠弯曲杆菌霍乱弧菌ElTor弧菌分枝杆菌属芽孢杆菌属梭状芽孢杆菌属链球菌属钩端螺旋体属脊髓灰质炎病毒考克赛基病毒肠细胞病变人孤儿病毒呼肠孤病毒腺病毒轮状病毒肝炎病毒胃肠炎病毒溶组织内阿米巴人等孢子球虫兰伯氏贾弟虫日本吸血虫钩虫蛔虫蛲虫牛肉涤虫猪肉涤虫第16页,共40页，2024年2月25日，星期天（二）水体病微生物的来源清洁水体的微生物含量并不高，通常每ml水中只有几十至几百个细菌。清洁水体的微生物以自养菌为主，对人类无害。然而，清洁水体经常受到土壤、垃圾、人畜粪便、以及各种污水的污染。一旦这些污染物中的病原菌进人水体，或这些污染物引起某些藻类大量繁殖，就可使水质严重恶化，危害人类。第17页,共40页，2024年2月25日，星期天（三）水体病原微生物的传染1.接触—皮肤感染：如葡萄球菌、沙眼衣原体2.饮水—肠道感染：如霍乱弧菌、沙门氏菌、大肠杆菌等3.水产品—肠道感染：水体中的病原微生物感染水产品，人们食用时，被病原微生物感染。（四）水体微生物污染的防治1.加强污水处理2.加强饮用水处理第18页,共40页，2024年2月25日，星期天广东省贵屿镇河流、水塘都已被污染，村民们只好在被严重污染的水塘里洗涤第19页,共40页，2024年2月25日，星期天内蒙古拉僧庙工业园区每天大量的工业污水流向黄河滩

第20页,共40页，2024年2月25日，星期天镇江市钛粉厂每天大量的化工污水排放长江，下游不到1000米处是丹阳市自来水取水处2009年6月10日

第21页,共40页，2024年2月25日，星期天江苏省海门市化工园区污水处理厂偷排污水进入长江2009年6月5日

第22页,共40页，2024年2月25日，星期天三、土壤微生物污染概念：一个或几个有害的微生物种群，从外界环境侵入土壤，对人体健康或生态系统产生不良影响现象，称为土壤微生物污染。（一）土壤病原微生物的来源及其存活影响因素自然土壤中存在病原微生物。污染土壤中病原微生物增多。要正确处理人畜粪便、生活垃圾、城市生活污水、饲养场和屠宰场污染物。不然，影响人类健康，造成农业减产。土壤病原微生物的存活受以下因素的影响：（1）病原微生物种类（2）土壤性质（3）环境条件（pH、温度、日照等）第23页,共40页，2024年2月25日，星期天几种病原微生物在土壤中存活时间病原微生物在土壤中存活时间粪链球菌沙门氏菌志贺氏菌结核杆菌霍乱弧菌钩端螺旋体炭疽杆菌溶组织内阿米巴肠道病毒26~77天15~280天，>280天1~3个月>180天8~60天15~43天15~60年6~8天8~170天第24页,共40页，2024年2月25日，星期天（二）土壤病原微生物的传染土壤病原微生物危害人类的传染途径有：（1）人—土壤—人（2）动物—土壤—人（3）土壤—人（三）土壤微生物污染的防治要防治土壤的微生物污染，必须对污染源进行无害处理。并通过研究污染微生物在土壤以及生态系统中的迁移、分布和消长规律，采取相应的控制措施。第25页,共40页，2024年2月25日，星期天伊犁河附近第26页,共40页，2024年2月25日，星期天第27页,共40页，2024年2月25日，星期天第二节水体富营养化一、概念指氮、磷等营养物质大量进入水体，使藻类和浮生生物大量繁殖，从而破坏水体生态平衡的现象。湖泊、内海、河口、港湾等易发生。在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。水华是在富营养化淡水中主要由蓝细菌、或绿藻、硅藻等爆发性繁殖所引起的生态现象；也有部分的水华现象是由浮游动物—腰鞭毛虫引起。富营养化赤潮第28页,共40页，2024年2月25日，星期天

海洋赤潮第29页,共40页，2024年2月25日，星期天

海洋赤潮第30页,共40页，2024年2月25日，星期天

淡水蓝藻水华第31页,共40页，2024年2月25日，星期天水体富营养化的检测国内外尚无统一的标准，目前一般根据以下指标判断：水体含氮量>0.3mg/L；水体含磷量>0.02mg/L；BOD5>10mg/L；淡水中细菌总数>105个/ml；叶绿素α（藻类生长量的标志）>10μg/L。第32页,共40页，2024年2月25日，星期天二、水体富营养化的生物学特性水体未被污染和污染后的微生物种类和数量不同。富营养化时出现的种群主要微藻类。导致赤潮的微藻类很多，已检出60多种。常见的有腰鞭毛虫、裸甲藻、短裸甲藻、梭角藻、原甲藻等等。腰鞭毛虫又称甲藻，单细胞、具有两根鞭毛，含有光合色素，呈深褐、橙红、黄绿色。赤潮水体中可达50000个/mL，使水体呈现细胞颜色。导致水华的藻类主要是蓝藻（蓝细菌），常见的有：微囊蓝细菌、鱼腥蓝细菌、束丝蓝细菌、颤蓝细菌。第33页,共40页，2024年2月25日，星期天项目富营养湖泊

贫营养湖泊数

量品

种分

布昼夜间的迁移水华现象主要藻类丰富较少主要生长在水体表层有限经常发生蓝藻纲(Cyanophyceae)色球藻科(Chroococcaceae)微囊藻属(Microcystis)铜绿微囊藻(Microcystisaerugrinosa)水华微囊藻(Microcystisflosaquae)具缘微囊藻(Microcystismarginata)念珠藻科(Nostocaceae)鱼腥藻属(Anabaena)螺旋鱼腥藻(Anabaenaspiroides)束丝藻属(Aphanizomenon)颤藻科(Oscillatoriaceae)颤藻属(Oscillatoria)等片硅藻科(Deatomaceae)直链藻属(Melosira)脆杆藻属(Fragilaria)冠盘藻属(Stephanodescus)星杆藻属(Astericoolla)稀少很多可生长至深层频繁很少出现绿藻科(Chlorophyceae)角星鼓藻属(Staurastrum)片硅藻科(Diatomaceae)平板藻属(Tabellaria)小环藻属(Cyclotella)金藻科(Chrysophyceae)锥囊藻属(Dinobryon)富营养与贫营养湖泊中微生物的比较第34页,共40页，2024年2月25日，星期天三、富营养化成因及其影响因素（一）富营养化的成因富营养化是既可以是“天然的”，也可以是人为的。人为的富营养化的主要原因：超过水体自净能力的大量有机或无机营养物进入水体。有机物被微生物矿化分解成为无机物水，体中的无机物成为藻类生长良好营养，使藻类大量生长。海洋中的富营养化主要由陆源的营养盐输入引起，所以富营养化出现在沿岸的浅海和海湾，尤其是河流入海口的海区。第35页,共40页，2024年2月25日，星期天（二）富营养化影响因素1.营养物质藻类生长需20-30种元素。藻类原生质（C106H263O110N16P）的生成对N和P需要量是很大的。N和P可以作为生长限制因