《環(huán)境微生物學(xué)》課程筆記

第一章：緒論

一、微生物的定義與范圍

1.微生物的定義：

微生物是一類(lèi)極其微小的生物體，它們個(gè)體微小，通常在顯微鏡下才能觀(guān)察

到。微生物包括單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物的微小形態(tài)，以及無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒和

類(lèi)病毒等。

2.微生物的范圍：

（1）原核微生物：包括細(xì)菌和古生菌，它們沒(méi)有細(xì)胞核和其他膜結(jié)構(gòu)的細(xì)

胞器。

（2）真核微生物：包括真菌、原生動(dòng)物、藻類(lèi)，它們具有細(xì)胞核和其他細(xì)

胞器。

（3）非細(xì)胞型微生物：如病毒、類(lèi)病毒、骯病毒，它們沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，必

須依賴(lài)宿主細(xì)胞才能進(jìn)行繁殖。

二、微生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容

1.微生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)：

（1）細(xì)菌的形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀。

（2）細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體、擬核等。

（3）真核微生物的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞核、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高

爾基體等。

2.微生物的生理生化：

（1）微生物的營(yíng)養(yǎng)需求：碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子等。

（2）微生物的代謝途徑：糖酵解、三竣酸循環(huán)、氧化磷酸化等。

（3）微生物的代謝調(diào)節(jié)：酶的誘導(dǎo)與阻遏、反饋抑制等。

3.微生物的遺傳與變異：

（1）遺傳物質(zhì)：DNA、RNAo

（2）遺傳重組：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合等。

（3）基因突變：點(diǎn)突變、插入突變、缺失突變等。

4.微生物的生態(tài)與分布：

（1）微生物在自然界的分布：土壤、水體、空氣、極端環(huán)境等。

（2）微生物與環(huán)境的相互作用：碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)等。

5.微生物的應(yīng)用：

（1）微生物發(fā)酵：釀酒、制醬、抗生素生產(chǎn)等。

（2）微生物生物技術(shù)：基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程等。

（3）微生物環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)、廢水處理等。

三、微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

1.微生物學(xué)的啟蒙時(shí)期（17世紀(jì)?19世紀(jì)中期）：

（1）列文虎克（AnlonievanLeeuwenhoek）：首次觀(guān)察到微生物。

（2）拉扎羅?斯帕蘭扎尼（LazzaroSpallanzani）：證明了微生物不是自然

發(fā)生的。

2.微生物學(xué)的奠基時(shí)期（19世紀(jì)中期-20世紀(jì)初）：

（1）路易?巴斯德（LouisPasteur）：證明微生物是引起發(fā)酵和疾病的原因，

發(fā)明巴氏消毒法。

（2）羅伯特?科赫（RobertKoch）：建立微生物病原體的鑒定法則。

3.微生物學(xué)的快速發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)初-20世紀(jì)中葉）：

（1）分子微生物學(xué)的興起：DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，遺傳密碼的破譯。

（2）微生物技術(shù)的應(yīng)用：抗生素的發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展。

4.現(xiàn)代微生物學(xué)時(shí)期（20世紀(jì)中葉至今）：

（1）分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用：PCR、基因克隆、蛋白質(zhì)工程等。

（2）微生物基因組學(xué)：大量微生物基因組的測(cè)序完成。

第二章：微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)

一、微生物的基本形態(tài)

1.微生物的形態(tài)分類(lèi)：

-原核微生物：不具備真正的細(xì)胞核，遺傳物質(zhì)直接分布在細(xì)胞質(zhì)中。

-細(xì)菌：最常見(jiàn)的原核微生物，具有多種形態(tài)。

-放線(xiàn)菌：呈分枝狀絲狀結(jié)構(gòu)。

-支原體：無(wú)細(xì)胞壁，形態(tài)多樣。

-衣原體：專(zhuān)性細(xì)胞內(nèi)寄生。

-立克次氏體：專(zhuān)性細(xì)胞內(nèi)寄生，形狀多樣。

-真核微生物：具有細(xì)胞核和其他細(xì)胞器。

-真菌：包括酵母和絲狀真菌。

-藻類(lèi)：具有葉綠素，能進(jìn)行光合作用。

-原生動(dòng)物：?jiǎn)渭?xì)胞真核生物，通常生活在水中。

-非細(xì)胞型微生物：無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，依賴(lài)宿主細(xì)胞繁殖。

-病毒：具有遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)外殼。

-類(lèi)病毒：僅由遺傳物質(zhì)組成。

-骯病毒：由異常折疊的蛋白質(zhì)組成。

2.細(xì)菌的基本形態(tài)：

-球狀菌(Coccus)：?jiǎn)蝹€(gè)或成對(duì)、鏈狀、堆疊等排列方式。

-桿狀菌(Bacillus)：直或彎曲，單個(gè)或成束排列.

-螺旋菌(Spirillum)：呈螺旋狀，可具有單鞭毛或多鞭毛。

二、細(xì)菌細(xì)胞的大小和顯微鏡的使用

1.細(xì)菌細(xì)胞的大G：

-直徑：通常在0.2-5um之間。

-長(zhǎng)度：桿狀菌可達(dá)幾十微米。

2.顯微鏡的使用：

-光學(xué)顯微鏡：放大倍數(shù)通常在40-1000倍，用于觀(guān)察細(xì)菌的形態(tài)和排

列。

-電子顯微鏡：掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM),放

大倍數(shù)可達(dá)數(shù)十萬(wàn)倍，用于觀(guān)察細(xì)菌的超微結(jié)構(gòu)。

三、革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁

1.革蘭氏陽(yáng)性細(xì)茵細(xì)胞壁的組成：

-肽聚糖層：較厚，由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸交替排列組成，

交聯(lián)緊密。

■肽間連結(jié)：四肽側(cè)鏈通過(guò)五肽交聯(lián)橋連接，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

-磷壁酸：位于細(xì)胞壁表面，具有抗原性和黏附作用。

四、革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁

i.革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的組成：

-肽聚糖層：較薄，由較少的肽聚糖層組成。

-外膜：由脂多糖、脂質(zhì)雙層和脂蛋白組成，具有保護(hù)和篩選功能。

-周質(zhì)空間：位于細(xì)胞膜與外膜之間，含有多種酶類(lèi)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

五、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)一一細(xì)胞膜

1.細(xì)胞膜的組成：

-磷脂雙分子層：構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架。

-蛋白質(zhì)：嵌入或貫穿磷脂雙分子層，具有多種功能。

2.細(xì)胞膜的功能：

-物質(zhì)運(yùn)輸：通過(guò)通道蛋白、載體蛋白等進(jìn)行主動(dòng)和被動(dòng)運(yùn)輸。

-呼吸和能量代謝：通過(guò)電子傳遞鏈和ATP合酶進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。

-細(xì)胞分裂：參與細(xì)菌的二分裂過(guò)程，包括RY蛋白的聚合和分裂環(huán)的

形成。

六、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

1.芽抱：

-形成條件：營(yíng)養(yǎng)缺乏、環(huán)境惡劣時(shí)，某些細(xì)菌可形成芽泡。

-特點(diǎn)：具有多層抗性結(jié)構(gòu)，對(duì)熱、輻射、化學(xué)消毒劑等有極強(qiáng)抵抗力。

2.英膜：

-組成：多糖或多肽物質(zhì)，包圍在細(xì)胞壁外。

-功能：保護(hù)細(xì)菌免受吞噬細(xì)胞的吞噬，增強(qiáng)細(xì)菌的致病性。

3.鞭毛：

-結(jié)構(gòu)：由鞭毛蛋白組成，具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能力。

-功能：細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，使細(xì)菌具有趨向性。

4.菌毛:

-結(jié)構(gòu)：細(xì)小、短而直的蛋白質(zhì)纖維。

-功能：細(xì)菌的黏附器官，參與遺傳物質(zhì)的傳遞(如性菌毛)。

七、原核微生物的代表類(lèi)群

1.細(xì)菌(Bacteria)

-形態(tài)特征：?jiǎn)渭?xì)胞，有不同形態(tài)，如球狀、桿狀、螺旋狀。

-繁殖方式：主要通過(guò)二分裂繁殖。

-生活環(huán)境：廣泛存在于土壤、水、空氣、人體和極端環(huán)境中。

-代謝特點(diǎn)：代謝類(lèi)型多樣，包括光合作用、化學(xué)合成等。

-應(yīng)用領(lǐng)域：發(fā)酵工業(yè)、生物制藥、環(huán)境保護(hù)、疾病診斷與治療。

2.放線(xiàn)菌(Actinobacteria)

-形態(tài)特征：呈分枝狀絲狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)形成泡子鏈。

-繁殖方式：通過(guò)分生泡子繁殖。

-生活環(huán)境：主要生活在土壤中，部分存在于水體和空氣中。

-代謝特點(diǎn)：能進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生抗生素。

-應(yīng)用領(lǐng)域：抗生素生產(chǎn)、生物降解、土壤改良。

3.支原體(Mycoplasma)

-形態(tài)特征：無(wú)細(xì)胞壁，形態(tài)多樣，可通過(guò)濾菌器C

-繁殖方式：通過(guò)二分裂繁殖。

-生活環(huán)境：存在于動(dòng)物體內(nèi)，部分可引起疾病。

一代謝特點(diǎn)：能量代謝途徑特殊，依賴(lài)宿主提供的代謝物。

-應(yīng)用領(lǐng)域：細(xì)胞培養(yǎng)污染控制、疾病模型研究。

4.衣原體(Chlamydia)

形態(tài)特征：專(zhuān)性細(xì)胞內(nèi)寄生，有特殊的發(fā)育周期。

-繁殖方式：通過(guò)發(fā)育周期中的不同形態(tài)轉(zhuǎn)換繁殖。

-生活環(huán)境：宿主范圍廣泛，包括人類(lèi)和動(dòng)物。

-代謝特點(diǎn)：依賴(lài)宿主細(xì)胞的代謝機(jī)制。

-應(yīng)用領(lǐng)域：性傳播疾病、眼部感染的研究和治療。

5.立克次氏體(Rickettsia)

-形態(tài)特征：專(zhuān)性細(xì)胞內(nèi)寄生，形狀多樣。

-繁殖方式：在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖。

-生活環(huán)境：主要存在于節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)，部分可傳給人。

-代謝特點(diǎn)：具有獨(dú)特的代謝途徑，依賴(lài)宿主提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

-應(yīng)用領(lǐng)域：斑疹傷寒、洛基山斑點(diǎn)熱等疾病的研究。

八、真核微生物-醉母(Yeast)

i.形態(tài)特征：?jiǎn)渭?xì)胞，呈圓形或卵圓形，有時(shí)出芽。

-繁殖方式：主要通過(guò)出芽繁殖，也可進(jìn)行有性繁殖(抱子形成)。

-生活環(huán)境：廣泛存在于自然界的土壤、水體和發(fā)酵食品中。

-代謝特點(diǎn)：兼性厭氧，能進(jìn)行酒精發(fā)酵和氧化代謝。

-應(yīng)用領(lǐng)域：釀酒、面包制作、生物制藥、生物燃料生產(chǎn)。

九、絲狀真菌(FilamentousFungi)

1.形態(tài)特征：多細(xì)胞，呈絲狀結(jié)構(gòu)，具有分枝。

-繁殖方式：通過(guò)產(chǎn)生抱子繁殖，包括無(wú)性抱子和有性抱子。

-生活環(huán)境：生活在土壤、腐爛的植物和動(dòng)物組織中。

-代謝特點(diǎn)：異養(yǎng)生物，能分解復(fù)雜有機(jī)物。

-應(yīng)用領(lǐng)域：抗生素生產(chǎn)、食品發(fā)醉、生物降解、生物防治。

十、藻類(lèi)(Algae〕

1.形態(tài)特征：?jiǎn)渭?xì)胞或多細(xì)胞，具有葉綠素，能進(jìn)行光合作用。

-繁殖方式：通過(guò)細(xì)胞分裂或產(chǎn)生袍子繁殖。

-生活環(huán)境：廣泛存在于淡水、海水、冰凍和極端環(huán)境中。

-代謝特點(diǎn)：自養(yǎng)生物，通過(guò)光合作用合成有機(jī)物。

-應(yīng)用領(lǐng)域：食品、保健品、生物燃料、水質(zhì)凈化。

H—■、原生動(dòng)物(Protozoa)

1.形態(tài)特征：?jiǎn)渭?xì)胞，具有偽足、纖毛等運(yùn)動(dòng)器官。

-繁殖方式：通過(guò)二分裂、胞子形成或多核體分裂繁殖。

-生活環(huán)境：主要生活在水中，部分種類(lèi)可在濕潤(rùn)土壤中生活。

?代謝特點(diǎn)：異養(yǎng)生物，部分具有光合作用的能力。

-應(yīng)用領(lǐng)域：水質(zhì)監(jiān)測(cè)、生物控制、模型生物研究。

「二、古生菌(Archaea)

1.形態(tài)特征：?jiǎn)渭?xì)胞，形態(tài)多樣，包括球形、桿狀、螺旋狀。

-繁殖方式：主要通過(guò)二分裂繁殖。

-生活環(huán)境：生活在極端環(huán)境中，如高溫、高壓、酸堿度極端的環(huán)境。

-代謝特點(diǎn)：能量代謝途徑多樣，包括化學(xué)合成、光合作用等。

-應(yīng)用領(lǐng)域：生物技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、極端環(huán)境研究。

第三章：微生物的生長(zhǎng)遺傳

一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型

1.微生物的營(yíng)養(yǎng)需求：

-碳源：微生物需要碳元素來(lái)合成細(xì)胞物質(zhì)和能量。碳源可以分為有機(jī)

碳（如葡萄糖、脂肪酸、醇類(lèi)等）和無(wú)機(jī)碳（如二氧化碳）。有機(jī)碳通常是通過(guò)

微生物的代謝途徑轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，而無(wú)機(jī)碳則需要通過(guò)微生物的固定作用轉(zhuǎn)化

為有機(jī)形式。

-氮源：氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的必需元素。氮源可以是

氨、硝酸鹽、尿素等無(wú)機(jī)氮，也可以是氨基酸、肽等有機(jī)氮。微生物通過(guò)氮的同

化作用將無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮。

-能量源：微生物通過(guò)氧化有機(jī)物或無(wú)機(jī)物來(lái)獲取能量。有機(jī)物如糖類(lèi)、

脂肪酸、醇類(lèi)等，無(wú)機(jī)物如硫化氫、硝酸鹽等c能量以ATP的形式儲(chǔ)存，供細(xì)

胞活動(dòng)使用。

-生長(zhǎng)因子：某些微生物需要維生素、氨基酸、堿基等小分子有機(jī)物作

為生長(zhǎng)因子，這些物質(zhì)通常不能由微生物自身合成，必須從外部獲取。

-水：微生物生長(zhǎng)離不開(kāi)水，水是細(xì)胞內(nèi)外許多化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，同時(shí)

也是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成部分。

無(wú)機(jī)鹽：如磷、硫、鉀、鈣、鐵等，參與細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和代謝，如酶的

激活、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性等。

2.微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型：

-自養(yǎng)微生物：能利用無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，如光合細(xì)菌、化能合細(xì)菌。

它們通過(guò)光合作用或化能合成作用將無(wú)機(jī)碳源轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳源。

-異養(yǎng)微生物：依賴(lài)現(xiàn)成的有機(jī)物為碳源和能量源，如腐生細(xì)菌、寄生

細(xì)菌。它們無(wú)法利用無(wú)機(jī)碳源，必須從環(huán)境中攝取有機(jī)物質(zhì)。

-固氮微生物：能將大氣中的氮?dú)夤潭榭衫玫牡矗绺鼍?、藍(lán)

藻等。

二、培養(yǎng)基種類(lèi)

1.培養(yǎng)基的定義：

-培養(yǎng)基是人工配制的，供給微生物生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。它包含了微

生物所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以支持微生物的生長(zhǎng)和繁殖。

2.培養(yǎng)基的分類(lèi)：

-基本培養(yǎng)基：含有微生物生長(zhǎng)所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如碳源、氮源、

無(wú)機(jī)鹽等，適用于大多數(shù)微生物的生長(zhǎng)。

-選擇培養(yǎng)基：含有抑制某些微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)，用于特定微生物的篩

選，如抗生素、重金屬鹽等。

-鑒別培養(yǎng)基：含有特定底物，可以區(qū)分不同微生物種類(lèi)，如糖類(lèi)、氨

基酸等。

-富集培養(yǎng)基：含有豐富營(yíng)養(yǎng)，用于某些微生物的富集培養(yǎng)，如血液瓊

脂、巧克力瓊脂等。

三、微生物的培養(yǎng)基配制

L培養(yǎng)基的配制原則：

?根據(jù)微生物的營(yíng)養(yǎng)需求選擇合適的成分，確保培養(yǎng)基中含有足夠的碳

源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等。

-保持培養(yǎng)基的pH值適宜，通常在微生物的最適生長(zhǎng)范圍內(nèi)，如細(xì)菌一

般為pH6.5-7.5o

-確保培養(yǎng)基的無(wú)菌狀態(tài)，防止雜菌污染，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.培養(yǎng)基的配制步驟：

-稱(chēng)量所需的化學(xué)試劑，如碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等。

-溶解試劑于適量水中，攪拌均勻。

?調(diào)整pH值，使用酸堿滴定或緩沖液。

-滅菌處理，如高壓蒸汽滅菌（121°C,15-20分鐘）或過(guò)濾滅菌。

-倒入無(wú)菌容器中，如培養(yǎng)皿、試管或發(fā)酵罐，備用或加入特定添加劑。

四、微生物的生長(zhǎng)測(cè)定

1.生長(zhǎng)測(cè)定的方法：

-光密度法（OD）：通過(guò)測(cè)定微生物懸浮液的吸光度來(lái)估算細(xì)胞密涉。

OD值越高，細(xì)胞密度越大。

-干重法：通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟測(cè)定微生物的干重來(lái)衡量生長(zhǎng)

量。

-氧消耗法：測(cè)量微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中消耗的氧氣量，反映微生物的代

謝活性。

-C02釋放法：通過(guò)測(cè)定微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的二氧化碳量來(lái)間接評(píng)

估微生物的生長(zhǎng)。

五、微生物生長(zhǎng)的規(guī)律

1.生長(zhǎng)曲線(xiàn)：

-遲緩期：微生物適應(yīng)新環(huán)境，生長(zhǎng)速度慢，細(xì)胞數(shù)目變化不大。

-對(duì)數(shù)期：微生物生長(zhǎng)速度最快，細(xì)胞數(shù)目呈指數(shù)增長(zhǎng)，0D值迅速上升。

-穩(wěn)定期：生長(zhǎng)速度與死亡速度平衡，細(xì)胞數(shù)目相對(duì)穩(wěn)定，0D值保持不

變。

-衰退期：死亡速度大于生長(zhǎng)速度，細(xì)胞數(shù)目減少，OD值下降。

2.影響生長(zhǎng)的因袤：

-營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：種類(lèi)和濃度，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)。

-環(huán)境條件：溫度、pH、氧氣、光照等。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響微生

物的生長(zhǎng)。

3.pH：

-不同微生物對(duì)pH的適應(yīng)范圍不同，大多數(shù)細(xì)菌最適生長(zhǎng)pH為中性或

微堿性。過(guò)高或過(guò)低的pH值都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)。

4.氧氣：

-好氧微生物需要氧氣進(jìn)行生長(zhǎng)。

-厭氧微生物在無(wú)氧或氧氣濃度很低的環(huán)境中生長(zhǎng)。

5.其他因素：

-濕度、輻射、壓力等也會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)。

六、微生物的產(chǎn)能代謝

1.微生物的能量代謝途徑：

-有氧呼吸：利用氧氣氧化有機(jī)物，產(chǎn)生ATP。

-無(wú)氧呼吸：在無(wú)氧條件下，通過(guò)氧化有機(jī)物產(chǎn)生ATP。

-光合作用：利用光能將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并儲(chǔ)存能量。

2.微生物的代謝產(chǎn)物:

-有氧呼吸產(chǎn)物：C02和水。

-無(wú)氧呼吸產(chǎn)物：乳酸、酒精、硫化氫等。

七、化能自養(yǎng)與光合作用

1.化能自養(yǎng)微生物：

-利用無(wú)機(jī)物的氧化還原反應(yīng)獲取能量，合成有機(jī)物。

-如硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。

2.光合作用微生物：

-利用光能將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并儲(chǔ)存能量。

-如藍(lán)藻、綠藻等。

八、微生物的遺傳物質(zhì)

1.遺傳物質(zhì)：

-細(xì)菌的遺傳物質(zhì)為DNA,位于擬核或質(zhì)粒中.

-真菌的遺傳物質(zhì)為DNA,位于細(xì)胞核中。

-病毒的遺傳物質(zhì)為DNA或RNA。

2.遺傳物質(zhì)的復(fù)制：

-細(xì)菌的DNA復(fù)制通過(guò)DNA聚合酶進(jìn)行。

-真菌的DNA復(fù)制通過(guò)DNA聚合酶進(jìn)行。

病毒的遺傳物質(zhì)復(fù)制方式多樣，取決于其遺傳物質(zhì)類(lèi)型。

九、基因突變及修復(fù)

1.基因突變：

-基因突變是指DNA序列發(fā)生改變，包括點(diǎn)突變、插入突變、缺失突變

等。

-基因突變可能導(dǎo)致基因功能改變，影響微生物的生長(zhǎng)、代謝和遺傳特

性。

2.基因修復(fù)：

-基因修復(fù)是指細(xì)胞對(duì)基因突變的修復(fù)過(guò)程，包括錯(cuò)配修復(fù)、重組修復(fù)、

堿基切除修復(fù)等。

-基因修復(fù)機(jī)制有助于維持基因組穩(wěn)定，防止突變積累。

十、微生物的遺傳變異

1.轉(zhuǎn)化：

-轉(zhuǎn)化是指細(xì)菌通過(guò)攝取外源DNA,將其整合到自身基因組中的過(guò)程。

-轉(zhuǎn)化可以導(dǎo)致細(xì)菌的遺傳變異，產(chǎn)生新的基因型和表型。

2.轉(zhuǎn)導(dǎo)：

-轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)菌通過(guò)噬菌體介導(dǎo)，將外源DNA傳遞給其他細(xì)菌的過(guò)程。

-轉(zhuǎn)導(dǎo)可以導(dǎo)致細(xì)菌的遺傳變異，產(chǎn)生新的基因型和表型。

3.接合：

■接合是指細(xì)菌通過(guò)性菌毛介導(dǎo)，將遺傳物質(zhì)傳遞給其他細(xì)菌的過(guò)程。

-接合可以導(dǎo)致細(xì)菌的遺傳變異，產(chǎn)生新的基因型和表型。

第四章：微生物的環(huán)境行為和作用

一、微生物在環(huán)境中的存在

1.微生物的分布：

-土壤：土壤是微生物最豐富的環(huán)境，包括細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌、藻類(lèi)

等。土壤微生物在土壤肥力、植物生長(zhǎng)和有機(jī)物分解中起著重要作用。

?水體：水體中存在大量的微生物，包括浮游細(xì)菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物等。

水體微生物在水質(zhì)凈化、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)和水生植物生長(zhǎng)中起著重要作用。

-空氣：空氣中的微生物數(shù)量較少，但種類(lèi)繁多，包括細(xì)菌、真菌、病

毒等。空氣微生物在氣候調(diào)節(jié)、生物地球化學(xué)循環(huán)和疾病傳播中起著重要作用。

-極端環(huán)境：如高溫、高壓、酸堿極端的環(huán)境中，存在特殊的微生物，

如熱球菌、嗜鹽菌等。極端環(huán)境微生物在生物勘探、生物修復(fù)和生物制藥中具有

潛在應(yīng)用價(jià)值。

2.微生物的多樣性：

-微生物的多樣性體現(xiàn)在形態(tài)、代謝途徑、遺傳特性等方面。不同類(lèi)型

的微生物具有不同的生長(zhǎng)特性、代謝能力和生態(tài)功能。

-微生物的多樣性對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能具有重要意義,不

同類(lèi)型的微生物在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著不同的角色，如分解者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者等。

二、極端環(huán)境微生物

1.高溫環(huán)境微生物：

-熱球菌：生長(zhǎng)溫度可達(dá)100°C以上，具有耐高溫的特性。

-高溫放線(xiàn)菌：生長(zhǎng)溫度可達(dá)80°C以上，具有耐高溫的特性。

2.低溫環(huán)境微生物：

-冷球菌：生長(zhǎng)溫度可達(dá)-15°C以下，具有耐低溫的特性。

-冷適應(yīng)細(xì)菌：生長(zhǎng)溫度可達(dá)0°C以下，具有耐低溫的特性。

3.極端壓力微生物：

-深海微生物：生長(zhǎng)壓力可達(dá)數(shù)千個(gè)大氣壓，具有耐高壓的特性。

-熱液噴口微生物：生長(zhǎng)壓力可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓，具有耐高壓的特性。

4.極端酸堿環(huán)境微生物：

-酸適應(yīng)細(xì)菌：生長(zhǎng)pH可達(dá)2以下，具有耐酸的特性。

-堿適應(yīng)細(xì)菌：生長(zhǎng)pH可達(dá)12以上，具有耐堿的特性。

三、微生物與生物環(huán)境間的相互關(guān)系

1.微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用：

-分解者：分解有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)循環(huán)。微生物通過(guò)分解有機(jī)物質(zhì)，

將有機(jī)碳、氮、磷等元素釋放到環(huán)境中，為植物和其他生物提供營(yíng)養(yǎng)。

-生產(chǎn)者：通過(guò)光合作用或化能合成作用合成有機(jī)物質(zhì)。微生物通過(guò)光

合作用或化能合成作用，將無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，為生物提供能量和營(yíng)養(yǎng)。

-消費(fèi)者：攝取有機(jī)物質(zhì)，作為能量和營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。微生物通過(guò)攝取有機(jī)

物質(zhì)，作為能量和營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，維持自身的生長(zhǎng)和繁殖。

2.微生物在生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用：

-碳循環(huán)：參與有機(jī)碳的分解、轉(zhuǎn)化和固定。微生物通過(guò)分解有機(jī)物質(zhì),

將有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)碳，參與碳的循環(huán)。

-氮循環(huán)：參與氮的轉(zhuǎn)化、固定和釋放。微生物通過(guò)固氮作用，將大氣

中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可利用的氮源，參與氮的循環(huán)。

-硫循環(huán)：參與硫的轉(zhuǎn)化、固定和移放。微生物通過(guò)硫酸鹽還原作用、

硫氧化作用等，參與硫的循環(huán)。

四、微生物在生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用

1.碳循環(huán)：

-微生物通過(guò)分解有機(jī)物質(zhì)，將碳釋放到環(huán)境中。有機(jī)物質(zhì)在微生物的

作用下被分解，釋放出CO2等無(wú)機(jī)物質(zhì)，參與碳的循環(huán)。

-微生物通過(guò)光合作用或化能合成作用，將無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳。微生

物通過(guò)光合作用或化能合成作用，將C02等無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳，參與碳的循

環(huán)。

2.氮循環(huán)：

-微生物通過(guò)固氮作用，將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可利用的氮源。微生物

通過(guò)固氮作用，將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為NH3等可利用的氮源，參與氮的循環(huán)。

-微生物通過(guò)氨化作用、硝化作用、反硝化作用等，參與氮的轉(zhuǎn)化和循

環(huán)。微生物通過(guò)氨化作用、硝化作用、反硝化作用等，將氮源轉(zhuǎn)化為植物和其他

生物可利用的形式，參與氮的循環(huán)。

3.硫循環(huán)：

-微生物通過(guò)硫酸鹽還原作用、硫氧化作用等，參與硫的轉(zhuǎn)化和循環(huán)。

微生物通過(guò)硫酸鹽還原作用、硫氧化作用等，將硫化合物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，參與硫

的循環(huán)。例如，硫酸鹽還原菌可以將硫酸鹽還原為硫化物，而硫氧化菌則可以將

硫化物氧化為硫酸鹽，這些過(guò)程在生物地球化學(xué)循環(huán)中起著關(guān)鍵作用。

五、氮磷硫循環(huán)

1.氮循環(huán)：

-氮的固定：微生物將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可利用的氮源，如氨和硝酸

鹽。這一過(guò)程對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)中氮的供應(yīng)至關(guān)重要。

-氮的轉(zhuǎn)化：微生物通過(guò)氨化作用、硝化作用、反硝化作用等，將氮源

轉(zhuǎn)化為植物和其他生物可利用的形式。例如，硝叱細(xì)菌可以將氨氧化為硝酸鹽，

而反硝化細(xì)菌則可以將硝酸鹽還原為氮?dú)?，這些過(guò)程在氮的循環(huán)中起著關(guān)縫作

用。

2.磷循環(huán)：

-微生物通過(guò)分解有機(jī)磷化合物，將磷科放到環(huán)境中。例如，磷酸鹽礦

物的溶解可以釋放出磷元素，供植物和其他生物利用。

-微生物通過(guò)磷的吸收和利用，參與磷的循環(huán)。例如，植物根系分泌物

可以促進(jìn)磷酸鹽礦物的溶解，而微生物則可以將這些溶解的磷轉(zhuǎn)化為可利用的形

式。

3.硫循環(huán):

-微生物通過(guò)硫酸鹽還原作用、硫氧化作用等，參與硫的轉(zhuǎn)化和循環(huán)。

例如，硫酸鹽還原菌可以將硫酸鹽還原為硫化物，而硫氧化菌則可以將硫化物氧

化為硫酸鹽，這些過(guò)程在硫的循環(huán)中起著關(guān)鍵作用。

第五章：微生物環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)

一、水質(zhì)的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)

1.水質(zhì)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)的意義：

?水質(zhì)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)是評(píng)估水質(zhì)污染和衛(wèi)生狀況的重要手段。通過(guò)對(duì)水中

細(xì)菌的種類(lèi)、數(shù)量和活性的檢測(cè)，可以了解水體的污染程度和潛在的公共衛(wèi)生風(fēng)

險(xiǎn)。

-水質(zhì)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問(wèn)題，采取相應(yīng)的治理措施，保

障水質(zhì)安全。

2.水質(zhì)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)的方法：

■培養(yǎng)法：通過(guò)培養(yǎng)基培養(yǎng)水樣中的細(xì)菌，然后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)和鑒定。

常用的培養(yǎng)基有瓊脂平板、液體培養(yǎng)基等。

-流式細(xì)胞術(shù)：通過(guò)流式細(xì)胞儀對(duì)水樣中的細(xì)菌進(jìn)行定量分析。該技術(shù)

可以快速、準(zhǔn)確地測(cè)定細(xì)菌的數(shù)量和種類(lèi)。

-分子生物學(xué)方法：如PCR、qPCR等，用于檢測(cè)特定細(xì)菌的基因或核

酸序列。這些方法可以特異性地檢測(cè)目標(biāo)細(xì)菌，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

二、急性毒性和遺傳毒性的微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.急性毒性監(jiān)測(cè)：

-細(xì)菌生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)：通過(guò)測(cè)定細(xì)菌在暴露于污染物后的生長(zhǎng)情況，評(píng)

估污染物的急性毒性。常用的方法有平板生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)、微孔板生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)等。

-細(xì)菌死亡試驗(yàn)：通過(guò)測(cè)定細(xì)菌在暴露于污染物后的死亡率，評(píng)估污染

物的急性毒性。常用的方法有流式細(xì)胞儀死亡試驗(yàn)、熒九顯微鏡死亡試驗(yàn)等。

2.遺傳毒性監(jiān)測(cè)：

-細(xì)菌基因突變?cè)囼?yàn)：通過(guò)測(cè)定細(xì)菌在暴露于污染物后的基因突變率，

評(píng)估污染物的遺傳毒性。常用的方法有Ames試驗(yàn)、基因突變?cè)囼?yàn)等。

-細(xì)菌染色體畸變?cè)囼?yàn)：通過(guò)測(cè)定細(xì)菌在暴露于污染物后的染色體畸變

率，評(píng)估污染物的遺傳毒性。常用的方法有微核試驗(yàn)、染色體畸變?cè)囼?yàn)等。

三、微生物環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

I.飲用水監(jiān)測(cè)：

-評(píng)估飲用水中的細(xì)菌污染，保障飲用水安全。通過(guò)水質(zhì)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)，

可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)飲用水中的細(xì)菌污染，采取相應(yīng)的治理措施，確保水質(zhì)安全。

-監(jiān)測(cè)飲用水處理過(guò)程中的細(xì)菌變化，優(yōu)化處理工藝。通過(guò)監(jiān)測(cè)處理過(guò)

程中的細(xì)菌變化，可以評(píng)估處理工藝的效果，優(yōu)叱處理工藝，提高水質(zhì)。

2.工業(yè)廢水監(jiān)測(cè)：

-評(píng)估工業(yè)廢水處理過(guò)程中的細(xì)菌污染，確保廢水排放符合環(huán)保標(biāo)淮。

通過(guò)水質(zhì)細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)，可以評(píng)估工業(yè)廢水處理過(guò)程中的細(xì)菌污染，確保廢水排放

符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

-監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水處理過(guò)程中的細(xì)菌變化，優(yōu)化處理工藝。通過(guò)監(jiān)測(cè)處理

過(guò)程中的細(xì)菌變化，可以評(píng)估處理「藝的效果，優(yōu)化處理「藝，提高廢水處理效

率。

3.土壤監(jiān)測(cè)：

-評(píng)估土壤中的細(xì)菌污染，了解土壤環(huán)境狀況。通過(guò)土壤細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)，

可以評(píng)估土壤中的細(xì)菌污染，了解土壤環(huán)境狀況。

-監(jiān)測(cè)土壤修復(fù)過(guò)程中的細(xì)菌變化，評(píng)估修復(fù)效果。通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤修復(fù)

過(guò)程中的細(xì)菌變化，兀以評(píng)估修復(fù)效果，指導(dǎo)土壤修復(fù)工作。

4.空氣監(jiān)測(cè)：

-評(píng)估空氣中的細(xì)菌污染，了解空氣質(zhì)量狀況。通過(guò)空氣細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)，

可以評(píng)估空氣中的細(xì)菌污染，了解空氣質(zhì)量狀況。

-監(jiān)測(cè)空氣凈化過(guò)程中的細(xì)菌變化，優(yōu)化凈化工藝。通過(guò)監(jiān)測(cè)空氣凈化

過(guò)程中的細(xì)菌變化，可以評(píng)估凈化工藝的效果，優(yōu)化凈化工藝，提高空氣質(zhì)量。

第六章：微生物對(duì)污染物的降解

一、糖類(lèi)物質(zhì)的降解

I.微生物降解糖類(lèi)物質(zhì)的意義：

?糖類(lèi)物質(zhì)是微生物的主要碳源和能量來(lái)源，是生物體內(nèi)能量代謝的基

礎(chǔ)。

-微生物對(duì)糖類(lèi)物質(zhì)的降解有助于減少環(huán)境中的有機(jī)污染物，改善環(huán)境

質(zhì)量。

-糖類(lèi)物質(zhì)的降解過(guò)程還可以產(chǎn)生其他有用的代謝產(chǎn)物，如有機(jī)酸、氣

體等。

2.微生物降解糖類(lèi)物質(zhì)的方法：

-糖酵解：微生物將糖類(lèi)物質(zhì)分解為丙酮酸、乳酸、乙醇等，產(chǎn)生能量

和代謝產(chǎn)物。

-氧化分解：微生物將糖類(lèi)物質(zhì)氧化為C02、出0等無(wú)機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生更

多的能量。

-發(fā)酵：某些微生物在無(wú)氧條件下，將糖類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸、乙醇等代

謝產(chǎn)物。

二、脂類(lèi)、蛋白、石油類(lèi)的降解

1.微生物降解脂類(lèi)物質(zhì)的意義：

■脂類(lèi)物質(zhì)是環(huán)境中常見(jiàn)的有機(jī)污染物，如油脂、脂肪等。

-微生物對(duì)脂類(lèi)物質(zhì)的降解有助于減少環(huán)境中的有機(jī)污染物，改善環(huán)境

質(zhì)量。

-脂類(lèi)物質(zhì)的降解過(guò)程還可以產(chǎn)生其他有用的代謝產(chǎn)物，如脂肪酸、甘

油等。

2.微生物降解脂類(lèi)物質(zhì)的方法：

?脂質(zhì)水解：微生物將脂類(lèi)物質(zhì)水解為脂肪酸、甘油等，產(chǎn)生能量和代

謝產(chǎn)物。

-氧化分解：微生物將脂類(lèi)物質(zhì)氧化為C02、比0等無(wú)機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生更

多的能量。

-發(fā)酵：某些微生物在無(wú)氧條件下，將脂類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為脂肪酸、甘油等

代謝產(chǎn)物。

3.微生物降解蛋白質(zhì)的意義：

-蛋白質(zhì)是環(huán)境中常見(jiàn)的有機(jī)污染物，如蛋白質(zhì)廢物、氨基酸等。

-微生物對(duì)蛋白質(zhì)的降解有助于減少環(huán)境中的有機(jī)污染物，改善環(huán)境質(zhì)

量。

-蛋臼質(zhì)的降解過(guò)程還可以產(chǎn)生其他有用的代謝產(chǎn)物，如氨基酸、肽等。

4.微生物降解蛋白質(zhì)的方法：

-蛋白水解：微生物將蛋白質(zhì)水解為氨基酸、肽等，產(chǎn)生能量和代謝產(chǎn)

物。

-氧化分解：微生物將蛋白質(zhì)氧化為CO2、FhO等無(wú)機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生更多

的能量。

-發(fā)酵：某些微生物在無(wú)氧條件下，將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨基酸、肽等代謝

產(chǎn)物。

5.微生物降解石油類(lèi)的意義：

-石油類(lèi)物質(zhì)是環(huán)境中常見(jiàn)的有機(jī)污染物，如石油、柴油等。

-微生物對(duì)石油類(lèi)物質(zhì)的降解有助于減少環(huán)境中的有機(jī)污染物，改善環(huán)

境質(zhì)量。

-石油類(lèi)物質(zhì)的降解過(guò)程還可以產(chǎn)生其他有用的代謝產(chǎn)物，如爆類(lèi)化合

物、醇類(lèi)化合物等。

6.微生物降解石油類(lèi)的方法：

-石油燒水解：微生物將石油燃水解為較短的碳鏈化合物，如丙烷、丁

烷等。

-氧化分解：微生物將石油燃氧化為CO?、H2O等無(wú)機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生更多

的能量。

-發(fā)酵：某些微生物在無(wú)氧條件下，將石油燃轉(zhuǎn)化為炫類(lèi)化合物、醇類(lèi)

化合物等代謝產(chǎn)物。

三、金屬的微生物轉(zhuǎn)化

1.微生物轉(zhuǎn)化金屬的意義：

-金屬是環(huán)境中常見(jiàn)的污染物，如重金屬、放射性金屬等。

-微生物對(duì)金屬的轉(zhuǎn)化有助丁減少環(huán)境中的金屬污染，改善環(huán)境質(zhì)量。

-金屬的轉(zhuǎn)化還可以產(chǎn)生其他有用的代謝產(chǎn)物，如金屬硫化物、金屬氫

氧化物等。

2.微生物轉(zhuǎn)化金屬的方法：

-金屬溶解：微生物通過(guò)分泌金屬溶解酶，將金屬溶解為可溶性金屬離

子，如Fe2+NCu?+等。

-金屬還原：微生物通過(guò)電子傳遞鏈，將金屬還原為金屬元素或金屬硫

化物，如FeO、CuO等。

-金屬氧化：微生物通過(guò)氧化代謝途徑，將金屬氧化為高價(jià)金屬離子，

如Fe3+、C/+等。

第七章：水體中污染物的處理

一、活性污泥

1.活性污泥的定義：

-活性污泥是一種由微生物、有機(jī)物和懸浮固體組成的混合物，在污水

處理過(guò)程中起著重要作用。它通常是在污水處理廠(chǎng)中培養(yǎng)和維持的，以去除廢水

中的有機(jī)物和懸浮固體。

2.活性污泥的組成：

-微生物：包括細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等，是活性污泥的主要組成的分,

負(fù)責(zé)分解有機(jī)污染物。

-有機(jī)物：包括水中的懸浮固體、溶解性有機(jī)物等，為微生物提供碳源

和能最。

-懸浮固體：包括有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、微生物等，是活性污泥的物理載體。

3.活性污泥的培養(yǎng)和馴化：

活性污泥的培養(yǎng)：通過(guò)接種污泥、逐步增加有機(jī)負(fù)荷等方式，培養(yǎng)出

適合特定水質(zhì)的活性污泥。

■活性污泥的馴化：通過(guò)逐步增加有機(jī)負(fù)荷、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)等方式，使

活性污泥適應(yīng)新的水質(zhì)條件。

二、活性污泥法處理原理

I.活性污泥法的處理過(guò)程：

-混合：將原水與活性污泥混合，使有機(jī)污染物與微生物充分接觸。

-吸附：微生物吸附有機(jī)污染物，進(jìn)行代謝分解。

-絮凝：微生物代謝產(chǎn)物和懸浮固體形成絮凝體，使污染物從水中分離

出來(lái)。

-沉淀：絮凝體在重力作用下沉降，上清液中污染物濃度降低。

-污泥處置：將沉淀的活性污泥進(jìn)行脫水、干燥等處理，實(shí)現(xiàn)污泥的資

源化利用。

2.活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)：

-處理效果好，能有效去除水中的有機(jī)污染物和懸浮固體。

-運(yùn)行靈活，可根據(jù)水質(zhì)變化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

-適用范圍廣，適用于城市生活污水和工業(yè)廢水處理。

三、生物膜法

1.生物膜的定義：

-生物膜是一種由微生物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的薄膜，附著在固體表

面上。它可以在多種載體上形成，如濾料、膜材料等。

2.生物膜的組成：

-微生物：包括細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等，是生物膜的主要組成部分，

負(fù)責(zé)分解有機(jī)污染物C

-有機(jī)物：包括水中的懸浮固體、溶解性有機(jī)物等，為微生物提供碳源

和能量。

-無(wú)機(jī)物：包括生物膜中的礦物質(zhì)、水分子等，構(gòu)成生物膜的物理結(jié)構(gòu)。

3.生物膜法的處理原理：

-微生物附著在固體表面上，形成生物膜。

有機(jī)污染物與生物膜接觸，被微生物吸附和代謝分解。

-污染物分解產(chǎn)物和生物膜中的有機(jī)物形成絮凝體，使污染物從水中分

離出來(lái)。

-絮凝體在重力作用下沉降，上清液中污染物濃度降低。

四、厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法

I.厭氧活性污泥法：

-在缺氧或無(wú)氟條件下，微生物分解有機(jī)污染物，產(chǎn)生甲烷等氣體。

-適用于高濃度有機(jī)廢水處理，如食品廢水、油脂廢水等。

2.厭氧生物膜法：

-生物膜附著在固體表面上，在缺氧或無(wú)氧條件下分解有機(jī)污染物。

-適用于高濃度有機(jī)廢水處理，如食品廢水、油脂廢水等。

五、水中污染物的聯(lián)合處理和微生物生態(tài)處理技術(shù)

i.水中污染物的聯(lián)合處理：

-將不同的污水處理技術(shù)組合使用，以提高處理效果。

-例如，將活性污泥法與生物膜法結(jié)合，提高處理效率。

2.微生物生態(tài)處理技術(shù)：

-利用微生物之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的協(xié)同降解。

?例如，利用厭氧微生物和好氧微生物的協(xié)同作用，提高廢水處理效果。

六、微生物脫氮技術(shù)

1.微生物脫氮的原理：

-微生物通過(guò)氨化作用、硝化作用、反硝化作用等過(guò)程，將氮轉(zhuǎn)化為氮

氣。

2.微生物脫氮的方法：

-氨化作用：微生物將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為寂°

■硝化作用：微生物將氨氧化為硝酸鹽。

-反硝化作用：微生物將硝酸鹽還原為氮?dú)狻?/p>

七、新型脫氮工藝

1.膜生物反應(yīng)器(MBR)：

-結(jié)合了膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的有效去除。MBR

可以提高有機(jī)物的去除效率，同時(shí)減少污泥產(chǎn)量，適用于處理高濃度有機(jī)廢水。

2.序批式活性污泥法(SBR)：

-采用間歇式運(yùn)行方式，將反應(yīng)、沉淀、排水等過(guò)程在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)依

次進(jìn)行。

■SBR適用于處理低濃度有機(jī)廢水，具有處理效果好、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)。

3.缺氧-好氧生物脫氮法：

-在缺氧條件下，微生物將硝酸鹽還原為氮?dú)?，然后在好氧條件下，微

生物將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

-該方法適用于處理高濃度有機(jī)廢水，能夠有效去除氮污染物。

4.反硝化濾池：

-在濾池中，微生物在缺氧條件下將硝酸鹽還原為氮?dú)狻?/p>

-反硝化濾池適用于處理低濃度有機(jī)廢水，能夠去除氮污染物，同時(shí)具

有較高的出水水質(zhì)。

5.氨氧化濾池：

-在濾池中，微生物將氨氧化為硝酸鹽。

-氨氧化濾池適用于處理高濃度有機(jī)廢水，能夠去除氨氮，同時(shí)具有較

高的出水水質(zhì)。

第八章：固廢和廢氣的微生物處理技術(shù)

一、固體有機(jī)廢物的處理技術(shù)

1.生物堆肥技術(shù)：

-生物堆肥是利用微生物的代謝活動(dòng)，將有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的

肥料。它通過(guò)微生物的分解作用，將有機(jī)廢物中的碳、氮、磷等元素轉(zhuǎn)化為可被

植物吸收利用的形式。

-生物堆肥過(guò)程中，有機(jī)廢物在高溫、濕潤(rùn)條件下進(jìn)行微生物分解，產(chǎn)

生熱量和代謝產(chǎn)物。高溫條件可以殺死有機(jī)廢物中的病原微生物和雜草種子，降

低污染風(fēng)險(xiǎn)。

-生物堆肥產(chǎn)物可以用于土壤改良、園林綠化、農(nóng)業(yè)施肥等，有助于提

高土壤肥力和植物生長(zhǎng)。

2.厭氧消化技術(shù)：

厭氧消化是利用厭氧微生物在無(wú)氧條件下分解有機(jī)廢物，產(chǎn)生甲烷等

可燃?xì)狻＿@種技術(shù)不僅可以處理有機(jī)廢物，還能回收能源，實(shí)現(xiàn)廢物資源的再利

用。

-厭氧消化過(guò)程中，有機(jī)廢物在高溫、濕潤(rùn)條件下進(jìn)行微生物分解，產(chǎn)

生熱量和代謝產(chǎn)物。甲烷是一種高效的清潔能源，可以用于發(fā)電、供暖等。

-厭氧消化產(chǎn)物可以用于發(fā)電、供暖等，同時(shí)減少溫室氣體排放，有助

于應(yīng)對(duì)氣候變化。

二、衛(wèi)生填埋

I.衛(wèi)生填埋的定義：

-衛(wèi)生填埋是一種將固體廢物填埋在地下，通過(guò)微生物分解、化學(xué)反應(yīng)

等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)廢物無(wú)害化、減量化的處理方法。它是一種相對(duì)成熟、成本較低的

廢物處理技術(shù)。

2.衛(wèi)生填埋的過(guò)程：

-廢物填埋：將廢物填埋在地下，形成填埋場(chǎng)。填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)要

考慮防滲、防雨、防漏等要求，以防止廢物滲出對(duì)環(huán)境造成污染。

-微生物分解：填埋場(chǎng)中的微生物對(duì)廢物進(jìn)行分解，產(chǎn)生熱量和代謝產(chǎn)

物。這個(gè)過(guò)程可以持續(xù)數(shù)十年甚至上百年，使廢物逐漸穩(wěn)定。

?化學(xué)反應(yīng)：填埋場(chǎng)中的化學(xué)反應(yīng)，如硫酸鹽還原、金屬腐蝕等，影響

廢物分解過(guò)程。這些化學(xué)反應(yīng)可以改變廢物的性質(zhì)，使其更穩(wěn)定。

-廢物穩(wěn)定化：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的填埋，廢物逐漸穩(wěn)定，形成穩(wěn)定化填埋

場(chǎng)。穩(wěn)定化填埋場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響較小，但仍需進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。

三、氣體有機(jī)污染物的微生物處理技術(shù)

1.生物濾池技術(shù)：

-生物濾池是利用微生物在濾料表面生長(zhǎng)，將氣體中的有機(jī)污染物吸附

和分解。濾料通常采用活性炭、沸石等材料，具有良好的吸附性能和透氣性。

-生物濾池適用于處理低濃度有機(jī)廢氣，如工業(yè)排放的有機(jī)廢氣。通過(guò)

微生物的作用，有機(jī)污染物被分解為二氧化碳和水等無(wú)害物質(zhì)。

2.生物滴濾池技犬：

-生物滴濾池是利用微生物在滴濾液中生長(zhǎng)，將氣體中的有機(jī)污染物吸

附和分解。滴濾液通常含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷等，以支持微生物的生長(zhǎng)。

-生物滴濾池適用于處理低濃度有機(jī)廢氣，如室內(nèi)空氣凈化。通過(guò)微生

物的作用，有機(jī)污染物被分解為二氧化碳和水等無(wú)害物質(zhì)。

3.生物洗滌技術(shù)：

-生物洗滌是利用微生物在洗滌