【正文】 (四 )易變異 ? 多數(shù)微生物為單細(xì)胞 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 整個(gè)細(xì)胞直接與環(huán)境接觸 ， 易受環(huán)境因素影響 ， 引起遺傳物質(zhì) DNA的改變而發(fā)生變異 ， 即使變異頻率十分低 （ 如 105～ 1010） ，由于數(shù)量龐大 ， 也可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量變異后代 ，當(dāng)環(huán)境變化時(shí) ， 微生物會(huì)大量死亡 ， 活下來(lái)的微生物往往會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)和生理特性的變異以適應(yīng)變化了的環(huán)境 。 ? 近五十年來(lái)，由于工業(yè)化的發(fā)展出現(xiàn)來(lái)大量人工合成的有機(jī)化合物，如殺蟲(chóng)劑、除草劑、洗滌劑、增塑劑、塑料等。這些化合物對(duì)地球來(lái)講是新參加進(jìn)來(lái)的成員。開(kāi)始，微生物很難降解他們，但由于微生物有很強(qiáng)的變異性特點(diǎn)陸續(xù)出現(xiàn)了能分解他們的微生物種類。 ? 微生物易變異的特點(diǎn)對(duì)于人類不利處在于在微生物研究中會(huì)引起菌種退化，同時(shí)在醫(yī)療中致病菌對(duì)抗生素產(chǎn)生抗藥性； 但 我們也可以利用微生物易變異的特點(diǎn)在廢水處理中進(jìn)行活性污泥的馴化，及選育特定的微生物以分解難降解的有機(jī)物等工作。 (五 ) 種類多、分布廣、代謝類型多樣 ? 目前已確定的微生物種數(shù)還只有 10萬(wàn)種左右 ， 其中細(xì)菌 、 放線菌約 1500種 。 蘇聯(lián)微生物學(xué)家伊姆舍涅茨基曾估計(jì) ， “ 目前我們所了解的微生物總數(shù) ， 至多也不超過(guò)生活在自然界中的微生物總數(shù)的 10％ ” 。 如果這一估計(jì)不錯(cuò)的話 ， 將來(lái)的某一天 ， 微生物的總數(shù)可能會(huì)超過(guò)目前動(dòng) 、 植物的種數(shù)之和 。 ? 在地球上 ， 微生物的分布可說(shuō)是無(wú)微不至 ， 無(wú)孔不入 ，無(wú)遠(yuǎn)不達(dá) 。 微生物只怕 “ 火 ” ， 地球上除了火山的中心區(qū)域外 ， 從生物圈 、 土壤 、 水圈直至大氣圈 、 巖石圈 ， 到處都有微生物的足跡 。 ? 微生物的代謝類型極其多樣 ， 其 “ 食譜 ” 之廣是任何生物都不能相比的 。 凡自然界存在的有機(jī)物 ， 都能被微生物利用 、 分解 。 ? 例如 ， 假單胞菌屬的某些種 ， 甚至能分解 90種以上的有機(jī)物 ， 可利用其中的任何一種作為唯一的碳源和能源進(jìn)行代謝 。 ? 有些微生物還可利用有毒物質(zhì)如酚 、 氰 (脂 )化物等作為營(yíng)養(yǎng) 。 再如 ，汞是一種人所共知的環(huán)境毒物 ， 有一類微生物能使汞甲基化 ， 進(jìn)一步加大汞的毒性和危害；又有另一類抗汞微生物 ， 可使甲基汞變?yōu)樵毓?， 從而可利用于回收汞 ， 去除汞害 。 在廢物處理中 ， 我們能很容易找到用于處理各種污染物質(zhì)的微生物菌種 。 ? 二、廢水處理過(guò)程中的微生物 給水和廢水處理涉及的微生物的種類很多，主要三類： 原核細(xì)胞微生物、真核細(xì)胞微生物和非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒 (噬菌體 )。 ? （一）原核細(xì)胞微生物 原核細(xì)胞微生物的細(xì)胞僅有原始的核物質(zhì)，無(wú)核膜與核仁的分化，也無(wú)細(xì)胞器等。包括：細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌等，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 ?細(xì)菌 (真細(xì)菌 ) 細(xì)菌是廢水和給水處理中最重要的一類微生物。它是一種單細(xì)胞的類似植物的生物。細(xì)菌的大小一般為 ~。細(xì)菌具球形、桿狀及螺旋等形狀分別稱為球菌、桿菌和螺旋菌。細(xì)菌以單個(gè)或群體，通常以二分裂法繁殖。 細(xì)菌細(xì)胞的最外層為細(xì)胞壁 (cellwall)，厚約 20 nm，是具有較強(qiáng)的堅(jiān)韌性的一層薄膜，起固定細(xì)菌形態(tài)和保護(hù)細(xì)胞的作用。 細(xì)胞壁由脂類、蛋白質(zhì)和多糖的聚合物組成， 其功能主要有：① 固定細(xì)胞外形；②保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷；③阻攔大分子物質(zhì)進(jìn)人細(xì)胞；④協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)；⑤使細(xì)胞具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性。 細(xì)胞壁在細(xì)菌分類鑒別中有著十分重要的地位。 在細(xì)菌染色中有一種常用的染色方法稱為 革蘭氏染色 ，所有的細(xì)菌通過(guò)革蘭氏染色被區(qū)分為兩類 革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌 細(xì)胞膜 是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍著細(xì)胞質(zhì)的薄膜，厚約l0nm，其化學(xué)組成主要是脂類和蛋白質(zhì)。這種膜具有選擇性吸收的半滲透性，膜上具有與物質(zhì)滲透有關(guān)的酶類，在吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排除廢物方面起著至要作用。由于它含有核糖核酸的成分，是嗜堿性的，與堿性染料結(jié)合能力較強(qiáng)。 胞膜里面的 細(xì)胞質(zhì) 是一種無(wú)色透明而粘稠的膠體。其主要成分是水、蛋白質(zhì)、核酸和脂類等。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具有各種酶系統(tǒng)能不斷 地進(jìn)行新陳代謝活動(dòng)。年幼細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)非常稠密、均勻、很容易染色。成熟細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有顆粒狀態(tài)的貯藏物質(zhì)，又由于細(xì)菌的生命活動(dòng)產(chǎn)生了許多空泡，染色能力較差，導(dǎo)致著色不均勻。 細(xì)菌的新陳代謝活動(dòng)是在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的，核物質(zhì)在細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，由于沒(méi)有核膜，因而是分散不定型的，它具有雙螺旋的環(huán)形 DNA（脫氧核糖核酸）結(jié)構(gòu)，是細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有真核細(xì)胞細(xì)胞核的功能。質(zhì)粒是細(xì)菌的另外一種遺傳物質(zhì)，為小環(huán)狀 DNA分子，它可以獨(dú)立地復(fù)制，穩(wěn)定地遺傳。在處理含毒物質(zhì)廢水及復(fù)雜的人工合成有機(jī)廢水時(shí)，常借助降解性質(zhì)粒和抗性質(zhì)粒等的去除作用。 細(xì)胞質(zhì)的中間體是由于細(xì)胞膜陷于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)而形成的，所以是與外界相通的一種結(jié)構(gòu)，其功能是進(jìn)行呼吸作用和供給細(xì)胞能量。 細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的載色體膜結(jié)構(gòu)，也是由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成的，是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 不同細(xì)菌形成不同形狀的菌膠團(tuán) ，有分枝狀的、垂絲狀的、球形的、橢圓形的、蘑菇形的、片狀的以及各種不規(guī)則形狀 的。菌膠團(tuán)細(xì)菌藏在膠體物質(zhì)內(nèi)，一方面對(duì)動(dòng)物的吞噬起保護(hù)作用，同時(shí)也增強(qiáng)了它對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力。 菌膠團(tuán)是活性污泥和生物膜的重要組成部分 ，有較強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力，在廢水生物處理中具有重要作用。 活性污泥性能的好壞，主要可根據(jù)所含菌膠團(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來(lái)確定。新生膠閉 (即新形成的菌膠團(tuán) )顏色較淺，甚至無(wú)色透明，但有旺盛的生命力，氧化分解有機(jī)物的能力強(qiáng)。老化了的菌膠團(tuán)，由于吸附了許多雜質(zhì)，顏色較深，看不到細(xì)菌單體，而像一團(tuán)爛泥似的，生命力較差。 一定菌種的細(xì)菌 在適宜環(huán)境條件下形成一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的菌膠團(tuán)，而當(dāng)遇到不適宜的環(huán)境時(shí)，茵膠團(tuán)就發(fā)生松散，甚至呈現(xiàn)單個(gè)細(xì)菌，影響處理效果。因此， 為了使 廢水處理達(dá)到較好的效果，要求菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密，吸附、沉降性能良好。這就必須滿足菌膠團(tuán)細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)及環(huán)境的要求。 某些桿菌