第四章 其它微生物-1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 其它微生物,第一节,放线菌和丝状细菌,放线菌只是形态上的分类，不是生物学分类的一个名词,概念：放线菌是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的,G,+,原核,微生物,由于菌落呈放射状而得名,一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物,细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似,与细菌同属原核生物,;,菌体呈纤细的菌丝状,且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌相似,一、放线菌,(,Actinomycetes,),一、放线菌,(,Actinomycetes,),主要的放线菌属,放线菌属（,Actinomyces,),厌气性腐生菌,好气性腐生菌,1877,年由,Harz,首先发现并建属,链霉菌属,(,Streptomyces,),最常见,由放线菌中的好气性腐生菌另立而来,诺卡氏菌属,(,Nocardia,),最常见,小单孢菌属,(,Micromonospora,),链孢囊菌属,(,Streptosporangium,),游动放线菌属,(,Actinoplanes,),分布,土壤 为主 数万数百万,/,克土壤,河流、湖泊,少数 大多以小单孢菌属、游动放线菌属和链孢囊菌属,大气,食品,其它生物,生活类型,腐生 多数 在自然界物质循环中起相当重要作用,寄生 少数 可引起人、动物和植物疾病,如放线菌属多为致病菌,一、放线菌,(,Actinomycetes,),应用,产生大量的、种类繁多的抗生素，目前，产生的抗生素达,4000,种以上,生产维生素和酶,甾体转化、烃类发酵和污水处理,近年来发现某些放线菌又氧化分解无机氰化物,(CN-),的能力,危害,人和动植物病害 马玲薯疮痂病、皮肤病、肺部感染、,脑膜炎,水和食品变味，或破坏棉毛织品和纸张,一、放线菌,(,Actinomycetes,),1,、形态构造,大多数,分枝状的菌丝组成；,菌丝大多无隔膜，属单细胞；,菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近（,1m,左右）；,细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；,革兰氏阳性,一、放线菌,(,Actinomycetes,),根据形态和功能不同可分为：,基内菌丝（营养菌丝）,气生菌丝,孢子丝,一、放线菌,(,Actinomycetes,),1,、形态构造,营养菌丝,培养基内匍匐生长的菌丝，无隔，,约,0.2-0.8m,通常会产生水溶性或脂溶性色素,主要功能 吸收营养,一、放线菌,(,Actinomycetes,),1,、形态构造,气生菌丝,由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝,略粗于基丝,0.5-1.2,m,，,也产生色素,功能：分化出繁殖结构，即孢子丝,一、放线菌,(,Actinomycetes,),1,、形态构造,孢子丝,可以形成孢子的菌丝（,具分类意义,）,功能,:,繁殖,形态：直、波曲、螺旋,着生方式：丛生、轮生,一、放线菌,(,Actinomycetes,),1,、形态构造,放线菌孢子丝类型,垂直,单轮(无螺旋),弯曲,丛生,松环、初级螺旋,钩状,松螺旋,紧螺旋,单轮(有螺旋),双轮(无螺旋),双轮(有螺旋),单轮生,螺旋状,放线菌孢子丝的光学显微镜图片,孢子,形态：,有圆、卵圆、柱状等。表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。,色素：,因种而异。,主要 无性孢子 也可通过菌丝断片,无性孢子主要有,分生孢子,孢囊孢子,横隔孢子,2,、,繁殖,一、放线菌,(,Actinomycetes,),分生孢子,在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成,分生孢子,例：链霉菌属,孢囊孢子形成：,在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内形成孢囊孢子,孢囊孢子形成,：,菌丝细胞在不同平面反复分裂，形成孢囊孢子,孢囊孢子,例：链孢囊菌属和游动放线菌属,横隔孢子,基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成，孢子常为球杆状，体积大小相似，又称节孢子或粉孢子,例：诺卡氏菌属,3,、菌落特征,固体培养基培养 质地致密、干燥、多皱、不易挑起，表面有放射状沟纹。,一、放线菌,(,Actinomycetes,),二、,铁细菌,能氧化,Fe,2,成为,Fe,3,并产能的细菌被称为铁细菌或铁氧化细菌,碳源为碳酸盐、能量来自于,Fe,2,氧化为,Fe,3,过程中产生的能量,主要存在,含氧少但溶有较多铁质和二氧化碳的水中,危害：降低水管的输水能力,水浑浊有颜色,加速钢管和铁管的腐蚀,常见的铁细菌,自养的丝状细菌,三、硫磺细菌,自养的丝状细菌,氧化硫化氢、硫磺和其它硫化物为硫酸中获得能量,硫化氢充足，形成硫磺作用大于硫磺被氧化作用，累积硫粒,硫化氢缺少，硫磺被氧化作用大于硫磺形成作用，硫粒完全消失,后，死亡或进入体眠状态,贝日阿托氏菌,发硫细菌,活性污泥,发硫细菌,纤维体,发硫细菌,危害：,在水管中大量繁殖，产生强酸，腐蚀管道,三、硫磺细菌,四、,球衣菌,高倍镜放大,大多具有假分枝。当皮鞘内的一个细菌细胞从皮鞘的一端游出，吸附在另一个球衣细菌的菌丝体上，并发育成菌丝体，即形成假分枝。假分枝看起来好像是分枝，实际上与旁边的菌丝体并无关系,危害：大量繁殖导致污泥膨胀,污泥膨胀定义：丝状细菌，特别是球衣细菌，在废水处理的活性污泥中大量繁殖后，会使污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象,正常时的活性污泥,膨胀时的活性污泥,球衣菌,丝状污泥膨胀,控制措施根据球衣细菌生长适宜条件,最适溶解氧0.1,mg/L,（另有报道在微氧环境生长最好）,适宜的,pH,范围6,-8,适宜的温度在30左右（,15,以下生长不良）,丝状污泥膨胀,铁细菌、硫细菌也会引起类似污泥膨胀,近年来还发现枯草杆菌和大肠杆菌也能引起丝状污泥膨胀,丝状污泥膨胀,第二节 真菌,一、,酵母菌,1,、形态,单细胞（也有多个细胞相互连接成菌丝体的，假菌丝）,细胞形态为圆形、卵圆形或圆柱形,细菌大几倍至几十倍，一般长,8-10m,，宽约,1-5m,。,细胞结构：,具典型真核细胞结构：细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。,2,、菌落形态,固体培养基上，通常白色或红色，培养时间短表面湿润有光泽，带粘性，培养时间长呈皱缩状，较干燥,酵母菌的生长在中性偏酸,(pH4.5-6.5),的条件下较好。,出芽生殖,3,、繁殖,大多数 出芽,无性繁殖,少数,有性生殖,子囊孢子,4,、废水处理中的应用,处理含油废水,酵母处理技术,厌氧处理法缺陷 不能产生脂肪酶 剩余污泥的处置,活性污泥法缺陷,曝气过程造成油脂上浮 需增加预处理工艺除油 工艺复杂,效果不理想,油除尽情况下，,COD,去除率也仅为,70-80%,酸化后需加碱中和才能用活性污泥处理,废油的处置,剩余污泥的处置,4,、废水处理中的应用,酵母处理技术,上个世纪,90,年代初在日本发展起来的一种新型的生物处理技术,优势 处理负荷高、污泥生成量少、需氧量低和耐渗透压,处理高浓度的氨氮和硫酸盐废水,处理毒性高的废水,TNT,处理其它难降解有机废水,二、,霉菌,比放线菌的菌丝粗几倍到几十倍营养菌丝 气生菌丝多数有隔膜，细胞壁，多细胞，如青霉、曲霉等少数没隔膜，单细胞，如毛霉、根霉等细胞壁组成为几丁质或纤维素大部分霉菌细胞壁含几丁质少数水生低等真菌含纤维素，,多细胞的腐生或寄生的丝状菌 叶状体,1,、形态,营养菌丝,气生菌丝,二、,霉菌,2,、繁殖,能很强，方式多样,无性繁殖 为主,孢囊孢子、分生孢子、节孢子和厚垣孢子等,有性繁殖,是真菌系统分类的依据,卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子,孢囊孢子,无性孢子繁殖,曲霉,分生孢子,无性孢子繁殖,无性孢子繁殖,粉孢子（节孢子）,菌丝断裂形成的短柱形无性孢子,厚垣孢子,无性孢子繁殖,由断裂方式产生，壁厚,有性孢子繁殖,卵孢子,接合孢子,菌丝分化成形状不同的雄器和藏卵器，雄器与藏卵器结合后所形成的有性孢子叫,卵孢子,由菌丝长出形态相同或略有不同地配子囊接合而成,子囊孢子,担孢子,菌丝经过特殊的分化和有性结合形成担子，在担子上形成的有性孢子即为,担孢子,有性孢子繁殖,在即将形成孢子之前，子囊内进行核融合和减数分裂，一般一个子囊内产生,8,个孢子，普通为椭圆形，有的是针状态体,曲霉菌落,3,、菌落,青霉素菌落,固体培养基 绒毛状或絮状 圆形,比其它微生物大，有的可无限制地扩展,适宜生长条件 多数需氧 温度,20,30,，,pH,范围,4.5,6.5,。,因能产生有机酸，也能产生氨去调整酸碱度，有些种类可生存于,pH,值,1,10,有着重要的意义,4,、应用,降解,碳水化合物、脂肪、蛋白质及其它含氨有机化合物,有机物,异养微生物,氧化分解无机氰化物,(,CN,),如镰刀霉 去除率可超,90,降解染料,第三节 藻类,一、藻类的形态及生理特性,形态：有单细胞，也有多细胞,分类：可分为十纲,主要种类蓝藻、绿藻、硅藻、褐藻和金藻等,营养：无机营养,日间 光合作用 利用光能，吸收二氧化碳合成细胞物质，放出氧气,在夜间，呼吸作用取得能量，吸收氧气同时放出二氧化碳,pH,值,4-10,之间可生长，适宜,pH,值为,6-8,除蓝藻外为低等植物,1,、蓝藻,单细胞或丝状的群体 比细菌大，直径约,10m,含有叶绿素，藻蓝素，呈蓝绿色，黄褐色甚至红色,危害：使水色变蓝或其它颜色，,发出草腥气味或霉味,适应的温度范围广，在温度高达,85,的温泉中能大量繁殖，在多,年不融化的冰上也能生长，最喜生长于较温暖的地区或一季节,蓝藻是原核生物，蓝细菌 不是细菌,微囊藻,颤藻,a,、形态,营养细胞,静息孢子,异形孢,鱼腥藻,湖泊中常见蓝藻 铜色微囊藻、曲鱼腥藻等,污水中或潮湿土地上常见的有灰颤藻和大颤藻,b,、蓝藻生态分布和意义,分布：很广，凡是潮湿、有光照的地方都能生长，喜生于有机质丰富的碱性水体中,危害：水华、赤潮,水华,淡水水体中藻类大量繁殖的一种生态现象，是水体富营养化的一种特征，主要由于生活及工农业生产中含有大量的氮、磷废水进入水体后，蓝藻、绿藻和硅藻等成为水体中的优势种群，大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的现象。海水中的此现象，则为赤潮。,引起水华的藻类有十多个属,蓝藻中的微囊藻水华极为常见，它是水体富营养化的标志,华,水,塘池,华,水,藻囊微,（,太湖,）,海洋赤潮,应用,固氮能力 如稻田接种固氮蓝藻满江红鱼腥藻,可增加水稻产量,水质的指示生物,:,褐色管孢藻,Chamaesiphon,fuscus,清水,泥生颤藻,Oscillatoria,limosa,水体污染,食用：发菜、螺旋藻等,2,、绿藻,单细胞或多细胞的绿色植物。,个体较大，肉眼可见，如水绵、水网藻等,很小，必须用显微镜才能看到，如小球藻等,色素以叶绿素为主，并含有叶黄素和胡萝卜素,有的绿藻有鱼腥或青草的气味。,绿藻的大部分种类适宜在微碱性环境中生长。,a,、形态,栅列藻,盘星藻,小球藻,衣藻,几种绿藻,空球藻,团藻,常见绿藻,3,、,绿藻,分布及意义,分布：相当广，凡是阳光照射的潮湿环境，都能见到不同种类的绿藻，是鱼池生物环境的重要组成部分。,90,生于淡水，仅,10,生于海水。,应用：食用 石莼、浒苔,粘着浆料 提取胶质、糊精,危害：,引起水体富营养化的主要藻类之一,3,、硅藻,硅藻为单细胞或单细胞的群体,色素为黄色素、胡萝卜素和叶绿素等,主要特点是细胞壁中含有大量的硅质,，形成一个由两片合成的硅藻壳体,硅藻适宜在较低温度中生长，在春秋两季和冬初生长最好。一般硅藻产生香气，也有发出鱼腥气的。,鼓藻,隔板硅藻,旋星硅藻,几种硅藻,纺棰硅藻,1,、形态,常见硅藻,2,、分布和意义,分布,广泛分布于海洋，有“海洋草原”之称,应用,饵料,海洋动物及其幼体直接或间接的饵料,工业价值 硅藻土 化石硅藻,危害,赤潮,骨条藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海链藻等,海带属,植物体明显分为固着器、柄部和叶片三部分,4,、褐藻,褐藻,生态分布和意义,分布：多生于海水，淡水种类极少,冷水性，寒带和南北极海。,阴生植物，弱光低温下进行光合作用,应用：农田肥料或猪饲料 马尾藻等。,食用 海带、裙带菜、昆布、羊栖菜和鹿角藻等。,医药 作抗凝剂、止血剂和代用血浆等,褐藻酸钠 阻吸放射性同位素,利尿和治疗水肿，甲状腺肿等。,5,、金藻,单细胞鞭毛类群 黄群藻,三毛金藻,黄群藻，发出强烈的臭味，使水味变苦。水中含量即使极少,(1,250,万,),，也能觉察,黄群藻,黄群藻,淡水中常见，可在池塘等小水体中形成优势种，使水体呈黑褐色，在冰下亦常大量发生。,三毛金藻,害 藻,产生鱼毒素，引起鱼类大量死亡,金藻,生态分布及意义,分布：多分布于淡水中，透明度大，温度低，有机质含量低的水体中。在较寒冷的季节生长旺盛，早春、晚秋。在水体中多分布于中、下层。,应用：饵料,为地质年代的鉴别提供重要依据,钙板金藻、硅鞭金藻死亡后遗骸沉于海底，有的形成,颗石虫软泥和化石,危害：赤潮、水华 小三毛金藻。,二、藻类与给水排水工程中的作用,1,、,对给水工程危害,衡量水受污染的程度，单位“标准面积单位”,mL,，,1,个“标准面积单位”等于,400m2,。,水源水每毫升达到,500,1000,标准面积单位时，个别用会有意见,1000,2000,标准面积单位时，一般都会有意见,超过,2000,标准面积单位时，较明显的臭味,黄群藻，数量极少，也能产生强烈的气味,在水库、湖泊中大量繁殖时，使水带有臭味，产生颜色,藻类量大影响水厂的过滤工作,水体富营养化,概念,水体中,N,、,P,等营,养元素大量增加，远远超过正常的含量，导致原有的生态系统破坏，使藻类和某些细菌的数量激增，其它生物种类减少的现象。,富营养化指标,N0.2-0.3mg/L,P0.01-0.02mg/L,，,生化需氧量,10mg/L,，,细菌总数,10,5,个，叶绿素,a10,g/L,。,水体富营养化的监测、评价与防治,监测,N,、,P,元素的含量，水体中,N0.3mg/L,、,P0.03mg/L,时，藻类生长加快。,日本学者提出，按下式计算：,耗,O,2,量,无机,N(,g/L),无机,P(,g/L),1500,若结果,1,，富营养化将出现。,1,程度评价,五方面综合,观察蓝藻等指示生物；,测定生物的现存量；,测定透明度；,测定氮和磷等导致富营养化的物质；,测定原初生产力。,为了控制排入水体的废水量和水质，以便采取防止废水对水体产生负面影响的措施，必须测定该废水中藻类的潜在生产力,(AGP),。,AGP,把,特定的藻类,接种在天然水体或废水中，在一定的光照度和温度条件下培养，使藻类增长到稳定期为止，通过测干重或细胞数来测其增长量。此即藻类生产的潜在能力,(AGP),。,特定的藻类,藻种：羊角月芽藻、小毛枝藻、小球藻属、衣藻属、谷皮菱形藻、裸藻属、栅列藻属、纤维藻属、实球藻属、微囊藻属及鱼腥藻属等,日本湖水水体评价标准,湖水类型,AGP,（,藻类生产的潜在能力,）,贫营养湖,1 mg,L,中营养湖,l10mg,L,富营养湖,1050mg,L,防治,加强生态管理：防止含,N,、,P,及生活污水未经处理直接排入河流；,污水深度处理：彻底去除有机污染物；,化学杀藻：漂白粉、,CuSO,4,撒,入,产生赤潮的河流或海洋；,生物杀藻剂：寻找藻类的致病微生物；,混层法：人为增加溶氧，强力搅拌，防止藻类过度繁殖。,2,、在排水工程中的作用,氧化塘,细菌和藻类共生净化污水 藻类供氧,藻类光合作用放出的氧气则供好氧微生物利用，去降解有机污染物，一方面净化了，另一方面收获大量有营养价值的藻类。,氧化塘基本工作原理,污水,菌体,细菌,氧化作用,溶解氧,藻类,光合作用,藻类群体,光,CO,2,+H,2,O+NH,3,定义：,又名稳定塘或生物塘，,是一种天然的或经过一定人工修整的处理有机废水的构筑物总称，一般建为池塘。按照占优势的微生物种属和相应的生化反应，可分为,好氧塘、,兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种类型。,应用：,城镇污水，与其他工艺结合,好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为,3:1,4:1,，好氧塘的座数一般不少于,3,座，规模很小时不少于,2,座。,氧化塘,第四节 微型动物,一、原生动物的形态及生理特性,三万多种 动物界最原始、最简单、最低等 单细胞动物,个体很小 长度,l00,300m,(,特例 几个,mm,，几个,m),一个细胞核 少数两个或以上细胞核,能和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机能。,原生动物细胞体内的“胞器”：,行动胞器 伪足、鞭毛和纤毛等；,消化、营养胞器,动物性营养 植物性营养 腐生性营养,排泄胞器 伸缩泡,感觉胞器,行动胞器 一般原生动物,眼点 个别原生动物,原生动物与人类的关系,有益的原生动物,有害的原生动物,赤潮,夜光虫,沟腰鞭虫,裸甲腰鞭虫,喇叭虫,草履虫,太阳虫,药物、食物,疾病,间日疟原虫,痢疾内变形虫,水处理中常见的原生动物 肉足类 鞭毛类 纤毛类,(,一,),肉足类,只有细胞质本身形成的一层薄膜,形状 多数无固定形状 根足变形虫（变形虫）,少数为球形 伪足为针状 例辐射变形虫和太阳虫,变形虫,细胞核,伪足,辐射虫,太阳虫,运动 伪足,摄食 多数动物性营养 伪足 无胞口,食细菌、藻类、有机颗粒和比它本身小的原生动物,(,一,),肉足类,分布 很广 土壤和水体,中污带水体为最适宜环境,污水中和废水处理构筑初中也有发现,危害 传染病,赤痢阿米巴变形虫,引起痢疾,(,二,),鞭毛类,具有一根或一根以上的鞭毛,统称鞭毛虫或鞭毛类原生动物,鞭毛长度大致与其体长相等或更长些 运动器官,分类,植物性鞭毛虫 动物性鞭毛虫,1,、植物性鞭毛虫,多数有绿的色素体 仅有的植物性营养的原生动物,有坚硬的表膜和副淀粉粒,营养方式 植物性营养 动物性营养,无绿的色素体的鞭毛虫为动物性营养,分布 自然界中绿色的种类居多,活性污泥以无色的植物性鞭毛虫居多,绿眼虫 最普通植物性鞭毛虫,植物性营养型 有时能进行植物式腐生性营养,最适宜环境,-,中污性小水体,生活污水较多，寡污性的静水或流水中极少,杆囊虫 比绿眼虫粗,利用溶解于水中的有机物进行腐生性营养,衣滴虫,绿眼虫,2,动物性鞭毛虫,无绿色的色素体，无表膜、副淀粉粒等植物性鞭毛虫所特有的物质,营养方式 动物性营养 兼动物式腐生营养,分布 多生活在腐化有机物较多的水体,在废水处理厂曝气池运行的初期阶段,常见动物性鞭毛虫 梨波豆虫 跳侧滴虫 活泼锥滴虫,(,三,),纤毛类,即纤毛虫 原生动物中构造最复杂的,形态构造 有比较完善的摄食和消化器官,胞口、门围、口前庭和胞咽等,细胞核有大核,(,营养核,),和小核,(,生殖核,),通常大核只有一个，小核有一个以上,行功或摄食 纤毛 周身表面和部分表面,营养方式 动物性营养为主,类型 游泳型 自由游动 如周身有纤毛的章履虫,固着型 固着其它物体 如钟虫等,固着型的纤毛虫可形成群体。,喜吃细菌及有机颗粒，竞争能力也较强,与废水生物处理的关系较为密切。,钟虫形态图,纤毛（,cilium,）,胞口,胞咽,食物泡,大核,小核,常见游泳型,草履虫、肾形虫、,豆形虫、漫游虫、楯纤虫,草履虫,漫游虫,楯纤虫,常见固着型纤毛虫,主要为钟虫类,单个个体钟虫类,小口钟虫、沟钟虫、领钟虫等,称为钟虫或普通钟虫,群体钟虫,等枝虫,(,累枝虫,),和盖纤虫,(,益虫,),常见的等枝虫有瓶累枝虫等，盖纤虫有集盖虫、彩盖虫等,分布 普通钟虫和群体钟虫都经常出现于活性污泥和生物膜中,可作为处理效果较好的指示生物,指示生物：一种生物只在某一环境中生长，这种生物就是这一环境的指示生物,钟虫,群体钟虫,二、后生动物的形态及生理特性,也称多细胞动物,水处理中常见后生动物主要是多细胞的无脊椎动物,主要为轮虫、甲壳类动物和昆虫及其幼虫,（一）轮虫,多细胞动物中比较简单的一种,因其纤毛环摆动时状如旋转的轮盘而得名,轮虫有透明的壳，两侧对称，体后多数有尾状物,运动和摄食 纤毛环摆动,作用：净化废水,指示生物,尾状物,纤毛环,头冠,口,（二）甲壳类动物,水处理中遇到的多为微型甲壳类动物,主要特点 具有坚硬的甲壳,常见甲壳类动物 水蚤 剑水蚤,以细菌和藻类为食料,作用：净化废水 氧化塘,水蚤,（三）其它小动物,线虫,线虫虫体为长线形,在水中的一般长,0.25-2mm,、断面为圆形,有些线虫是寄生性的，在废水处理中遇到的是独立生活的,作用：同化其它微生物不易降解的固体有机物,昆虫,(,包括其幼虫,),摇蚊幼虫、蜂蝇幼虫和颤蚯蚓，用作研究河川污染的指示生物,三、微型动物在废水生物处理中的作用,(,一,),对废水净化作用,动物性营养型的原、后生动物，如动物性鞭毛虫、变形虫、纤毛虫、轮虫等能直接利用水中的有机物质,直接参与废物的去除 捕食水中的悬浮有机废物颗粒（细菌主要吃溶解性污染物）,吞噬细菌，净化出水水质,A,优化基质的碳氮磷比率：细菌生长需要合适的碳氮磷比率，没有捕食者的细菌群落通常存在限制性营养因子,B,优化细菌群落：可降低病源细菌浓度，提高出水水质,C,导致细菌形态与生长方式的改变,D,纤毛的运动促进营养物质和氧气的扩散。,产生絮凝物质，促进活性污泥的形成,实验证明小口钟虫、累枝虫和草履虫等纤毛虫能分泌一些,粘性多糖,分泌生长因子和降解胞外聚合物刺激细菌生长,(,二,),指示生物作用,1,、依据,原生动物数量、种类、优势种、个体活性与水质的相关规律,2,、优越性,.,观察测量容易,.,快速预报,通常污水处理厂每天都要对本厂的出水进行水质监测，若超过国家规定的标准，就要及时追查原因，以求解决。,3,、普遍规律,.,水质毒物判断,如若发现群体的纤毛虫缩成一团；,钟虫的柄脱落；,纤毛虫接合生殖（即有性生殖）、或形成孢囊。,表明水中 存在有毒物质或其他条件如温度、,pH,等的不适宜。,.,溶解氧判断,有些原生动物对水中的溶解氧变化十分敏感。,如钟虫细胞前端出现气泡，运动迟缓，说明水中充氧不足，或溶氧过高、过低，水质将变坏,.,曝气池处理效果的判断,4,、作为指示生物应谨慎！,主要缺点：,(a),定量化程度不够；,(b),需要一定的专业知识和经验。,第六节,病毒和噬菌体,3000,多年前，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症,脊髓质炎病毒,艾滋病 天花,狂犬病 乙肝,SARs,第六节,病毒和噬菌体,定义,：能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。,病毒,/,噬菌体的特点,：,形体微小 计数单位,nm,缺乏细胞结构只含一种核酸，,DNA,或,RNA,缺乏完整的酶和能量系统,在特定活细胞内寄生,对抗生素不敏感，对干扰素敏感,葡萄球菌,(1000nm,）,牛痘病毒,300,250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次体,450nm,衣,原体,390nm,A,、,大肠杆菌噬菌体,(65,95nm),B,、,腺病毒,(70,nm),D,、,乙脑病毒,(40,nm),E,、口蹄疫病毒,(,10,nm,),F,、,流感病毒,(100,nm),G,、,烟草花叶病毒,大小,形态,球形 脊髓质炎病毒,砖状,痘病毒,子弹头 狂犬病病毒,杆状 烟草花叶病毒,冠状,SARs,病毒,SARS,烟草花叶病毒,狂犬病病毒,结构,衣壳,核酸,核衣壳,包膜,病毒,基本结构,辅助结构,蛋白质、多糖和脂类,E.coli,T,4,phage,吸附,侵入,复制,装配,释放,繁殖,噬菌体,:,是寄生在细菌或放线菌细胞内的微生物，可称为细菌的病毒,寄生性具有高度的专一性,利用已知的噬菌体来鉴定细菌的种类,噬菌体的平均大小约为,30-100nm,当它侵入细菌的细胞后，迅速繁殖，引起细菌细胞的裂解和死亡。,头部,颈部,尾部,尾端,大肠杆菌噬菌体,T,4,噬菌体,温和噬菌体,一些细菌侵入宿主细胞后，其核酸整合到宿主细胞的核酸上同步复制，并随宿主细胞分裂而带到子代宿主细胞内，宿主细胞不裂解。这些噬菌体，称为温和噬菌体。这,一现象称为溶源现象。,被温和噬菌体浸染的细菌，称为,溶源性细菌,。,烈性噬菌体,侵染宿主细胞后，进入裂解途径，破坏宿主细胞原有遗传物质，合成大量的自身遗传物质和蛋白质并组装成子噬菌体，最后使宿主裂解的一类噬菌体。,第七节 微生物之间的关系,在自然界中，微生物种与种之间，微生物与高等动物、植物之间的关系都是非常复杂而多样化的，它们彼此相互制约，相互影响，共同促进了整个生物界的发展和进化。它们之间的相互关系，归纳起来基本上可分为,互生、共生、拮抗,(,对抗,),和寄生,4,种。下面着重讨论有关微生物之间的这,4,种关系,一、互生关系,两种不同种的生物，当其生活在一起时，可以由一方为另一方提供或创造有利的生活条件，这种关系称为互生关系。可分为单方面的互生关系、双方面的互生关系两种。,单方面的互生关系：,例,1,在废水生物处理过程中，普遍存在着互生关系。例如，石油炼油厂的废水中含有硫、硫化氢、氨、酚等。硫化氢对,般微生物是有毒的。当采用生物法去处理酚时，,降酚菌,为什么不会中毒呢,?,这一方面是因为降酚菌经过驯化能耐受一定限度的硫化氢，另一方面因为处理系统中的,硫磺细菌,能将硫化氢氧化分解成对一般细菌非但无毒，而且是细菌营养元素的硫。,单方面的互生关系：,例,2,天然水体或生物处理构筑物中的,氨化细菌,、,亚硝酸细菌,和,硝酸细菌,之间也存在着互生关系。水中溶解的有机物会抑制亚硝酸细菌的发育，甚至可能导致亚硝酸细菌死亡。由于与亚硝酸细菌生活在一起的氨化细菌能将溶解的有机氮化物分解成氨或铵盐，这样即为亚硝酸菌解了毒，又为亚硝酸菌提供了氮素养料。氨对硝酸细菌有抑制作用，可是由于亚硝酸细菌能把氨氧化成亚硝酸，就为硝酸细菌解了毒，还提供了养抖。,双方面的互生关系：,例 氧化塘中藻类与细菌之间的关系就是双方面互利的例子。藻类利用光能，并以水中二氧化碳为碳源进行光合作用，放出氧气。它即移除了对好氧菌有害的二氧化碳，又将它的代谢产物,(,氧,),供给好氧菌。好氧菌利用氧去氧化分解有机污染物质，同时放出二氧化碳供给藻类做营养。这种互生关系在自然界也大量存在。,氧化塘,污水,菌体,细菌,氧化作用,溶解氧,藻类,光合作用,藻类群体,光,CO,2,+H,2,O+NH,3,二、共生关系,共生关系是两种微生物紧密地结合在一起，当这种关系高度发展时，就形成特殊的共生体，它们在生理上表现出一定的分工，在组织上和形态上产生了新的结构。地衣,（真菌与绿藻、真菌与蓝细菌）,代表微生物中典型的互惠共生关系，它是藻类和真菌的共生体，常形成有固定形态的叶状结构。,地衣（微生物共生体）的照片,叶状地衣（南极石耳）,壳状地衣（南极丽石黄衣，红色和赤星衣，米黄色）,三、拮抗,(,对抗,),关系,种微生物可以产生不利于另一种微生物生存的代谢产物，这些代谢产物能改变微生物的生长环境条件，如改变,pH,值等，造成某些微生物不适合生长的环境。这些代谢产物也可能是毒素或其它物质，能干扰其它生物的代谢作用，以致抑制其生长和繁殖或造成死亡。,此外，一种微生物还可以另,种微生物为食料。微生物之间的这种关系称为拮抗或对抗关系。拮抗作用的结果，有产生有利的一面，也有产生不利的一面。,例,1,在生物处理系统中，动物性营养的原生动物主要以细菌和真菌等为食料。它们能吃掉一部分细菌等微生物和一些有机颗粒，并促进生物的凝聚作用，从而使出水更加澄清。这是由于拮抗作用而产生的有利,面。但对废水净化起主要作用的毕竟是细菌，如细菌被吃掉过多或活性污泥的结构被破坏过大，就会产生不利影响。,例,2,不仅原生动物和细菌之间，原生动物和原生动物之间以及后生动物和原生动物之间也存在着拮抗关系。但是，这种拮抗是无选择性的，是强的吃弱的，大的吃小的。是非特异性的。拮抗的另,种形式则是特异性的，即一种微生物在生活过程中，产生一种特殊物质去抑制别种微生物的生长，杀死它们，甚至使它们的细胞溶解。这种特殊物质就叫做抗菌素。医药上用的青霉素、链霉素都是抗菌素，分别是真菌中的青霉菌和放线菌中的灰链霉菌的分泌物。这些微生物在其生命活动过程中，分泌抗菌素都是为了抑制或杀死其它微生物而使它自己得以优势发展。这种特异性的拮抗关系在废水生物处理过程中尚未很好地研究。,例,3,在天然水体对有机污染物质的净化,(,无机化,),过程中，各种微生物的相互关系也在交替演变着。优势种的发展总是遵循,个固定的规律。当,水体刚受到污染,，细菌数目开始增多，但数量还不大，这时可发现较多的鞭毛虫。在一般天然情况下，清洁的水中不可能发现数量大的鞭毛虫。新污染的水中则可发现,定编数量的肉足虫。植物性鞭毛虫常与细菌争夺溶解的有机物，但是它们竞争不过细菌。动物性鞭毛虫较植物性鞭毛虫的条件优越，因为它们以细菌为食料。但是，动物性鞭毛虫掠食细菌的能力又不如游泳型纤毛虫，因此它也只得让位给游泳型纤毛虫。游泳型纤毛虫的数目随着细菌数目的变化而变化。只要细菌数目多，游泳型纤毛虫就占优势。当,水体中有机物逐渐被氧化分解,，细菌数目逐渐减少，这时游泳型纤毛虫也逐渐减少，而让位给固着型的纤毛虫，如各种钟虫。固着型纤毛虫只需要较低的能量，所以它们可以生存于细菌很少的环境中。,水中细菌等物质愈来愈少,最后固着型纤毛虫也得不到必需的能量。这时，水中生存的微型生物主要是轮虫等后生动物了。它们都是以有机残渣、死的细菌等为食料的。,这种现象不但在被污染的水体的净化过程中如此，在生物处理构筑物中废水的无机化过程也遵循着与此相似的规律。,废水生物处理中微生物的生长关系,细菌,游泳型纤毛虫,固着型纤毛虫,轮虫,例,4,湖北省水生生物研究所对某石油化工厂活性污泥曝气池中的微型动物进行观察，得出出水,BOD5,与微型动物之间的关系。从下表中可看出，出水的水质愈好，有柄纤毛虫,(,即固着型纤毛虫,),的数量愈多。,例,5,水处理生物消毒技术研究,人们很早就认识到自然界中一些生物能够对某些有害微生物起到抑制或者杀灭作用，而又不对环境产生任何持续性的破坏作用，并受到这些生物特殊功能的启发，发展了利用这些生物及其代谢产物进行消毒灭菌的生物消毒法。早期的生物杀毒主要直接利用生物尤其是微生物机体本身进行消毒。在中国古代，人们很早就认识到一些特殊的植物具有帮助人们增强体质，抵抗疾病的医学功能，因而一些中草药可以说是最早的生物消毒剂。最近几十年，国外已经有研究者利用,噬菌体和致弧菌,来进行水的消毒。,人们已经提取获得了诸如有机酸、无机酸、内酯、酚类、萘醌类、吲哚类等的几十种具有消毒活性的天然产物，这些生物活性物质都在一定程度上对有害微生物具有杀灭作用，且自身无毒，对环境不造成持续的不利影响。随着现代生物、化学分析技术的迅速发展，人们对这类生物活性物质特性和结构的了解不断深化，为将这些生物活性物质应用于水处理消毒领域创造了十分有利的前提条件。,研究证明，萘醌类、吲哚类等具有消毒活性的物质中有一些生物活性物质完全能满足这些要求，具有良好的消毒效果。这些物质在浓度很低的情况下就能起到消毒作用，对包括人在内的哺乳动物健康基本无害。,研究结果表明，利用这些物质开发的新型的水处理生物消毒剂将有以下的优点：,能够最大限度地杀死、去除有害病原体或者使之丧失活性；,使用安全，对人体无害，对水环境无不利影响；,药剂使用条件宽松，消毒操作简便；,消毒过程对设备无腐蚀；,消毒的费用相对低廉。,应当指出，在有些有毒废水的活性污泥中有时原生动物会很少，主要是游离细菌和细菌菌胶团。,大量游离细菌的存在会使水质不易澄清，呈现浑浊。,四、寄生关系,一个生物生活在另一个生物体内，摄取营养以生长和繁殖，使后者受到损害，这种关系称为寄生关系，前者称为寄生物，后者称为寄主。,在寄生关系中，寄生物对寄主一般是有害的，常使寄主发生病害或死亡。,噬菌体和细菌、球衣菌和致弧菌等存在着寄生的关系。,寄生关系在微生物之间并不普遍。,END,