【正文】 有人將 180 種物質(zhì)進行 Ames 試驗，其中已知致癌物有 26 種，經(jīng) Ames 試驗測得 25 種為陽性，其吻合率達 95 ％。在不含組氨酸的培養(yǎng)基上，它們不能生長。采用傳統(tǒng)的動物實驗法和流行病學調(diào)查法己遠遠不能滿足需要，至今世界上已發(fā)展了上百個快速測試法，其中以致突變試驗應(yīng)用最廣，測試結(jié)果不僅可反映化學物質(zhì)的致突變性，而且可住推測它的潛在致癌性。通常把水體劃分為多污帶、中污和寡污帶。 我國生活飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定， 1L 水中總大腸菌群數(shù)不得超過 3 個，即大腸菌群值不得小于 333mL 。根據(jù)對正常人糞便中微生物的分析測定結(jié)果，認為采用大腸菌群及糞鏈球菌作為指標較為合適，其中以前者較為廣用。 2022/8/17 95 五、微生物與環(huán)境監(jiān)測 生物監(jiān)測就是利用生物對環(huán)境污染所發(fā)生的各種信息作為判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。 降解與轉(zhuǎn)化液態(tài)污染物的也是微生物群體。利用固體廢棄物進行沼氣發(fā)酵與污水的厭氧處理情況基本相似。 2022/8/17 92 2 ．厭氧發(fā)酵法 厭氧發(fā)酵法包括厭氧堆肥法和沼氣發(fā)酵。 2022/8/17 91 (3) 降溫腐熟保溫階段： 當高溫持續(xù)一段時間后，易分解或較易分解的有機物已大部分被利用，剩下難分解物質(zhì) ( 如木質(zhì)素 ) 和新形式的腐殖質(zhì)。 (2) 高溫階段： 堆肥溫度上升到 50 ℃ 以上進入高溫階段。 1 ．好氧堆肥法 好氧堆肥法是指有機棄廢物，在好氧微生物作用下，達到穩(wěn)定化，轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣谕寥佬誀罡牧疾⒗谧魑镂蘸屠玫挠袡C物的方法。 2022/8/17 89 （四）固體廢物的生物處理 固體廢棄物處理的方法有物理法、化學法和生物法。能使無機汞和有機汞轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞的微生物也被稱為抗汞微生物，包括銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌等。另一方面微生物直接和間接的作用也可以去除環(huán)境中的重金屬，有助于改善環(huán)境。微生物降解農(nóng)藥主要是通過脫鹵作用、脫烴作用，對酰胺及脂的水解、氧化作用、還原作用及環(huán)裂解、縮合等方式把農(nóng)藥分子的一些化學基本結(jié)構(gòu)改變而達到的。絕大部分殘留在土壤中，有的被土壤吸附，有的經(jīng)空氣、江河傳播擴散，引起大范圍污染。總體可歸為無毒和有毒污染物 2 大類，前者如纖維素、淀粉等有機物和酸、堿等無機物，后者如苯酚、多氯聯(lián)苯等有機毒物和氰化物、各種重金屬等無機毒物。微生物以其個體小、繁俠、適應(yīng)性強、易變異等特點，可隨環(huán)境變化，產(chǎn)生新的自發(fā)突變株，也可能通過形成誘導酶、生新的酶系，具備新的代謝功能以適應(yīng)新的環(huán)境，從而降解和轉(zhuǎn)化那些 “ 陌生 ” 的化合物。 ：細菌在厭氧條件下吸收低分子的有機物，同時將細胞原生質(zhì)中聚合磷酸鹽異染顆粒中的磷釋放。 此法主要用于處理農(nóng)業(yè)和生活廢棄物或污水廠的剩余污泥，也可用工業(yè)廢水處理。產(chǎn)甲烷菌屬于古細菌，嚴格厭氧，主要包括甲烷桿菌屬、甲烷八疊球菌屬和甲烷球菌屬等。此法既能消除環(huán)境污染，又能開發(fā)生物能源，所以倍受人們重視。由于供氧量低，處理同量污水同暖氣池、生物轉(zhuǎn)盤相比，氧化塘需面積大、時間長，但氧化塘構(gòu)筑簡單，投資少，操作容易。過多的細菌和藻體易被微型動物捕食。 2022/8/17 80 是利用自然生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的一處大面積、敝開式的污水處理池塘。此法處理含丙烯腈廢水、含酚廢水、啤酒廠廢水和醫(yī)院污水等效果好。在使用生物膜法處理污水時，要求在處理系統(tǒng)的構(gòu)筑物中裝填一定數(shù)量的填料，這些填料一方面可以擴大處理系統(tǒng)的比表面積，另一方面為微生物提供附著固定的載體。這樣的共生體有很強的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，可以達到處理和凈化污水的目的。 三級處理： 除去微生物無法降解的污染物和無機營養(yǎng)物。 2022/8/17 70 水華：淡水水體中的富營養(yǎng)化 2022/8/17 71 赤潮：咸水水體中的富營養(yǎng)化 2022/8/17 72 2022/8/17 73 一、微生物與污水處理 生物法 化學法 物理法 主要方法 投資大、成本高、易造成二次污染。因此保護環(huán)境已成為人們?nèi)找骊P(guān)心的重大問題。 2022/8/17 67 第四節(jié) 微生物與環(huán)境保護 生物圈內(nèi)的各種物質(zhì)，都是處于不斷地合成，分解和轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡狀態(tài)之中。主要是硫細菌。 2022/8/17 63 有機硫化物 硫酸鹽 Ｈ２ Ｓ 元素Ｓ 無機硫的還原作用 分解作用： 動、植物和微生物尸體中的有機硫化物，被微生物降解成無機物（硫酸鹽、Ｈ ２ Ｓ等）的過程稱為分解作用。 硝化作用形成的硝酸鹽，在有氧環(huán)境中，被植物微生物同化，但缺氧環(huán)境中，則被還原成分子態(tài)氮，從環(huán)境中消失。很多細菌、真菌和放線菌都能分解蛋白質(zhì)及其含氮衍生物，氨化作用產(chǎn)生的氨，一部分供微生物，植物同化，一部分被轉(zhuǎn)變成硝酸鹽。 微生物在氮素循環(huán)中的幾種作用歸納為：固氮作用、硝化作用、同化作用、氨化作用和反硝化作用。由硝化菌產(chǎn)生的硝酸鹽在無氧條件下被一些微生物還原成為氮氣，重新回到大氣中，開始新的氮素循環(huán)。 動、植物和微生物尸體等有機碳化物被微生物分解時，產(chǎn)生大量 CO２ 2022/8/17 55 參照圖 P213圖 93 2022/8/17 56 二、微生物在氮素循環(huán)中的作用 氮素是構(gòu)成生物體的另一種必需元素，自然界中的氮素循環(huán)包括許多轉(zhuǎn)化作用。 陸地和水域在有氧條件中，通過好氧微生物分解被徹底氧化為 CO２ ；無氧條件通過厭氧微生物發(fā)酵被不完全氧化成有機酸、甲烷、氫和 CO２ 。 2022/8/17 53 一、微生物在碳素循環(huán)中的作用 微生物在碳素循環(huán)中具有非常重要的作用，它們既參與固定 CO２ 光合作用，又參與再生 CO２ 的分解作用。 微生物是物質(zhì)和能量的貯存者 ； 微生物和動物、植物一樣也是由物質(zhì)組成和由能量維持的生命 有機體。它們分解生物圈內(nèi)存在的動物和植物殘體等復雜有機物質(zhì)，并最后將其轉(zhuǎn)化成最簡單的無機物，再供初級生產(chǎn)者使用。 類型： 原生動物：捕食水體和土壤中的細菌，放線菌，真菌的孢子及單細胞藻類為食。這種抑制作用沒有特定專一性，對不耐酸的菌都有抑制作用。 目前利用微生物消滅農(nóng)業(yè)害蟲已成為微生物防治的一個重要方面。 2022/8/17 46 （三）微生物對人與動物的寄生 微生物在人體和動物體內(nèi)寄生引起人與動物的傳染病，這些微生物稱為 動物病原微生物。子囊菌綱可引起大麥和蘋果白粉病等。 植物或染病微生物發(fā)病后，出現(xiàn)變色，組織壞死，萎蔫和畸形等癥狀，能引起植物病害的有 真菌、細菌、病毒等。 類型： 專性寄生（寄生物離開寄主不能生活） 兼性寄生（寄生物可離開寄主營腐生生活） 或細胞內(nèi)寄生、細胞外寄生 2022/8/17 42 （一）微生物間的寄生關(guān)系 噬菌細菌：一種細菌可以寄生在另一種細菌體內(nèi)，如食菌蛭弧菌能寄生在大腸桿菌等許多Ｇ 菌體內(nèi)。 反芻動物有四個胃，前兩個胃叫瘤胃和網(wǎng)胃，后兩個胃叫瓣胃和皺胃，瘤胃和網(wǎng)胃是草料暫時貯存，分解，加工的場所，ＰＨ － ，適宜微生物生長，有大量的纖維素、淀粉、脂肪分解菌。 2022/8/17 38 菌根作用： ①幫助植物吸收水分和養(yǎng)料； ②調(diào)節(jié)植物代謝； ③增強植物抗病能力 菌根的種類： （ 1）外生菌根 ：主要分布于木本的喬、灌木；可形成 菌套 ；或 哈蒂氏網(wǎng) （ 2）內(nèi)生菌根： 菌絲體存在于根皮層薄壁細胞之間，并且進入細胞內(nèi)部，而在根系較少，因此具內(nèi)生菌根的植物，一般都保留著根毛。菌根菌包括藻狀菌，子囊菌和半知菌。 2022/8/17 35 葉狀地衣 （南極石耳） 殼狀地衣 （南極中國長城站海邊崖巖上的地衣群落） 殼狀地衣 （南極麗石黃衣，紅色和赤星衣，米黃色） 殼狀地衣 （南極的癭茶漬衣） 2022/8/17 36 （二）微生物與植物間的共生體 根瘤 ：豆科植物與固氮菌共生、非豆科植物與放線 菌共生。 2022/8/17 34 （一）微生物間的共生 典型的例子是 地衣 。 （三）微生物與高等植物之間的互生關(guān)系 根際微生物與高等植物間也為互生關(guān)系。增強了分解纖維素的能力。 對微生物帶有情況不明確 2022/8/17 29 根際微生物和附生微生物 根際微生物：生活在植物根系周圍土壤中的微生物， 為正常菌群，多為 G 細菌 附生微生物：生活在植物地上部分表面的微生物 2022/8/17 30 第二節(jié) 微生物與生物環(huán)境之間的關(guān)系 在自然界中，各種微生物極少單獨存在，總是較多地聚在一起，也常常與其他生物出現(xiàn)在一個限定的空間內(nèi)，它們之間可能發(fā)生相互作用，并由此構(gòu)成微生物以及微生物與其他生物間非常復雜而多樣化的關(guān)系。 微生態(tài)制劑一般用于恢復腸道內(nèi)的正常生態(tài)環(huán)境，若腸道功能正常，一般不需要服用。 菌群失調(diào)的常見誘因： 主要是使用抗生素、同位素、激素、患有慢性消耗性疾病時腸道、呼吸道、泌尿生殖道的功能失常也是重要原因。 例如大腸桿菌進入腹腔或泌尿道，可引起腹膜炎、泌尿道感染。其原因是這些正常菌群能產(chǎn)生多種酶，降解腸道內(nèi)致癌物或可以轉(zhuǎn)變成致癌物的物質(zhì)成為無害物質(zhì)；它們還可