【正文】 第十三章 水衛(wèi)生。？ 一方面水生植物自身能夠吸收一部分營養(yǎng)物質(zhì)，同時它的根區(qū)為微生物的生存和降解營養(yǎng)物質(zhì)提供了必要的場所和好氧條件。磷的去除主要是通過植物的吸收和沉降作用。塘內(nèi)有機物的降解主要通過微生物來完成。漂浮植物在塘表面形成一個墊層，墊層的下面由于植物釋放氧氣在根系附近形成好氧層，向下隨氧含量逐漸減少形成兼氧層和厭氧層。 藻類去除重金屬的過程包括吸附和轉(zhuǎn)移兩個階段。？ （1）對氮磷的吸收 氮磷是浮游藻類必需的營養(yǎng)物質(zhì)，因此藻類大量生長時，可以吸收水中的氮磷轉(zhuǎn)化為自身的結(jié)構(gòu)組成物質(zhì)。？ 大型水生植物和浮游藻類同為水體初級生產(chǎn)者，相互之間具有競爭抑制的特點，在大型水生植物占優(yōu)勢的情況下，藻類的生長可以被抑制。？ 水生植物直接吸收、降解的污染物包括兩大類：氮磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)和對水生生物有毒害作用的某些重金屬和有機物。 生物化學(xué)作用則是指植物根部釋放出氧氣形成根際氧化區(qū)，使底泥由厭氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)，避免因有機物厭氧分解導(dǎo)致的底泥上浮，因此有水生植被存在的水體，水質(zhì)都比較澄清。水生植物的水質(zhì)凈化作用及其應(yīng)用 ，其水質(zhì)通常比較清澄，為什么？ 大型水生植物主要通過物理和生物化學(xué)作用促進水中懸浮物質(zhì)的沉降。 但不同的微生物對每一種營養(yǎng)元素數(shù)量的要求是不同的，并且對于這些營養(yǎng)元素之間，要求一定的比例關(guān)系。 4）營養(yǎng)物質(zhì) 某些非金屬物質(zhì)，如酚、甲醛、氰化物、硫化物等也有毒性，能抑制其他物質(zhì)的生物氧化作用。污水中不能含有過多的有毒物質(zhì)。對于大多數(shù)細菌講，適宜的溫度在20～40℃之間，而有些高溫細菌可耐較高的溫度，它們生長的適宜溫度在50～60℃之間。 2）溫度 ？ 主要有下列幾點要求： 1）酸堿度 4）生物吸附處理法 利用微生物細胞作為吸附劑處理廢水中的金屬。該方法的金屬去除率高，金屬的回收率也高。另外，若廢水中不含有一定濃度的有機物和硫酸鹽，需外加。 方法有： 1）生物沉淀處理法 利用硫酸鹽還原菌在厭氧條件下把SO42還原成硫化氫，金屬離子與硫化氫生成金屬硫化物沉淀而被除去。 參與生物除磷的關(guān)鍵微生物（聚磷菌）區(qū)別于其他細菌的主要標志之一是其細胞內(nèi)含有異染顆粒。？參與生物除磷的關(guān)鍵微生物有何特點？ 生物除磷的基本原理是在好氧環(huán)境下，聚磷菌可利用聚β羥基丁酸鹽氧化分解所釋放的能量來攝取污水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細胞中?！琾H值高于8或低于6都會明顯降低反硝化活性。反硝化反應(yīng)的最佳溫度為40℃，溫度低于0℃，反硝化菌的活動終止，溫度超過50℃時，由于酶的變性，反硝化活性急劇降低。反硝化菌一般為兼性厭氧菌，應(yīng)保持低溶解氧水平。反硝化作用需要有足夠的有機碳源。硝化菌對毒物的敏感度大于一般細菌，大多數(shù)重金屬和有機物對硝化菌具有抑制作用。污水水質(zhì)，特別是C/N比影響活性污泥中硝化細菌所占的比例。pH值過高或過低都會抑制硝化活性。 （4）pH （3）溫度 （2）溶解氧 影響污水處理系統(tǒng)中硝化過程的主要因素有以下幾點： （1）污泥齡 ？簡述影響硝化和反硝化的主要因素。如pH值低于6或高于8，細菌的生長繁殖將受到極大影響。 （2）產(chǎn)甲烷細菌 是一大群在嚴格厭氧條件下產(chǎn)生甲烷的菌，對溫度和pH很敏感，一般的產(chǎn)甲烷細菌都是中溫性的、最適宜的溫度在25～40℃之間，高溫性產(chǎn)甲烷細菌的適宜溫度則在50～60℃之間。 （1）不產(chǎn)甲烷微生物 包括厭氧菌和兼性厭氧菌，其種類及數(shù)量隨發(fā)酵原料和發(fā)酵工藝而定。 （5）投加混凝劑 （4）加氯、臭氧或過氧化氫 （3）控制DO濃度 （2）控制營養(yǎng)比例 （1）控制污泥負荷 （5）起泡沫 自從使用了不降解的硬洗滌劑以來，常常在曝氣池中出現(xiàn)很厚的白色泡沫。也可能是細菌不能凝聚成絮體，微生物成為游離個體或非常小的叢生塊。 （3）不凝聚 時一種微結(jié)構(gòu)絮體造成的現(xiàn)象。 （1）絲狀菌引起的污泥膨脹 絲狀菌在絮體中大量生長以致影響沉降。？這些問題各有什么樣的特征？ 活性污泥在運行中最常見的故障是在二次沉淀池中泥水的分離問題。生物濾池的食物鏈比活性污泥的多幾種營養(yǎng)水平。 原生動物可以明顯改善出水水質(zhì)。？ 在這種食物網(wǎng)金字塔中具有不同層次的營養(yǎng)水平。各類生物構(gòu)成一個食物網(wǎng)。第十一章 污水生物處理系統(tǒng)中的主要微生物 ？為什么說它們包含了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)？ 各類處理系統(tǒng)中得微生物皆為混合培養(yǎng)微生物系統(tǒng)。在污水處理過程中，污水中的重金屬離子由于微生物細胞的吸附作用被濃縮到活性污泥，從而會影響活性污泥的資源化利用，特別是堆肥利用。微生物細胞對溶解性污染物，特別是對疏水性有機污染物的吸附作用是污水生物處理系統(tǒng)中微量有機污染物去除的重要機理。 有機顆粒和膠體物質(zhì)的生物吸附是一個快速的物理過程。 生物積累：指同一生物個體在不同的生長發(fā)育階段，生物濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。 （3）硫化作用：將硫化氫氧化成單質(zhì)硫的過程。（4）反硫化作用 （1）氨化作用：由有機氮化物轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程。（3）硫化作用 （2）硝化作用 動植物死亡后的殘體又都是有機性物質(zhì)。氨和硝酸鹽可被植物吸收變成植物性蛋白質(zhì)。7. 概述微生物在氮循環(huán)中的作用。這些物質(zhì)又開始分解，如此進入了第二次循環(huán)。動物的排泄物又分解產(chǎn)生二氧化碳。 有機物中的碳由于微生物的呼吸作用先被氧化分解成二氧化碳，然后通過光合作用成武植物性蛋白質(zhì)，碳水化合物和脂肪。 （8） （7） （6） （5） （4） （3） 增加A類取代基（即異源基團）一般分解性變差，增加B類取代基，有時可以增加生物分解性。 （2） 本質(zhì)性生物分解試驗 本質(zhì)性生物分解試驗地目的是評價有機物是否具有被生物分解的性質(zhì)。試驗通常以受試化合物作為唯一碳源，接種地微生物濃度較低，利用總有機碳分析等非特異性方法進行分解對象物質(zhì)地分析。 （a） 生物分解潛能試驗 生物分解潛能試驗的主要目的是評價有機物是否具有被生物分解的潛在性。 生物分解性試驗分為生物分解潛能試驗和生物分解模擬試驗兩大類。？簡要概述生物分解性試驗的方法體系？ 不同的化合物，具有不同的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，同時也具有不同的生物分解性。與厭氧生物分解相比，有機物的好氧分解往往具有分解速率快、分解程度徹底、能量利用率高、轉(zhuǎn)化為細胞的比例大（即細胞轉(zhuǎn)化率高）等特點。？兩者有何不同？ 有機物的好氧生物分解是在有氧的條件下，借好氧微生物的作用來進行的。 在分解過程中，化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而失去原化學(xué)物質(zhì)特征的分解 各種色譜分析 有機碳分析 初級分解 這里所說的生物去除不是真正意義上的分解，而是一種表觀現(xiàn)象，也可稱為表觀生物分解。 第十章 微生物對污染物的分解與轉(zhuǎn)化 ，有機物的生物分解有哪幾種類型？各種類型的特點分別是什么？ 根據(jù)生物分解的程度和最終產(chǎn)物的不同，有機物的生物分解可分為生物去除（表觀分解）、初級分解、環(huán)境可接收的分解和完全分解（礦化）等不同的類型。 狐尾藻多生于靜水中。 金魚藻與黑藻相似，主澳靠分枝進行營養(yǎng)繁殖擴大種群，常見于靜水中，莖葉易受水流沖擊而折斷。？它們各有什么樣的特點？ 黑藻、金魚藻、苦草和狐尾藻是在我國常見的沉水植物種類。 滿江紅通常橫臥于水面上，莖比較短小并有數(shù)個分枝，葉極小，長1mm，上面紅紫色或藍綠色，無葉柄，每個葉片分裂成上下重疊的2個裂片，裂隙中有固氮藍藻共生其中，可將空氣中氮氣固定成可利用的氮肥，因此常被有目的地栽培在水池或稻田中起固氮增肥作用。 浮萍主要是通過類似于酵母出芽生殖的營養(yǎng)繁殖方式產(chǎn)生后代和擴大種群。其無性繁殖能力也非常強，生長季節(jié)可考腋芽幾天內(nèi)發(fā)育出新植株來擴大種群，是公認的生長最快的植物之一。 它們可生長的水深范圍約在10m以內(nèi)，在四種生活型中，挺水植物、浮葉植物和沉水植物在水中的分布主要是受水深的限制，從岸邊向深水區(qū)分布的位置依次為：挺水浮葉沉水。 相比其他類群，由于沉沒于水中，陽光的吸收和氣體的交換是影響其生長的最大限制因素，其次還有水流的沖擊。這些植物為了適應(yīng)風(fēng)浪，通常具有柔韌細長的葉柄或莖，常見的種類有菱、杏菜等。 漂浮植物指植物體完全漂浮于水面上的植物類群，為了適應(yīng)水上漂浮生活，它們的根系大多退化成懸垂狀，葉或莖具有發(fā)達的通氣組織，一些種類還發(fā)育出專門的貯氣結(jié)構(gòu)（如鳳眼蓮膨大成葫蘆狀的葉柄），這些為整個植株漂浮在水面上提供了保障。這類植物體型比較高大，為了支撐上部的植物體，往往具有龐大的根系，并能借助中空的莖或葉柄向根和根狀莖輸送氧氣。第九章 大型水生植物 ？各種生活類型的特點是什么？ 大型水生植物可分為四種生活型：挺水、漂浮、浮液根生和沉水。 但當采用生物法去處理酚時，分解酚的細菌卻不會中毒。例如，石油煉油廠的廢水中含有硫、硫化氫、氨、酚等。 兩種不同的生物，當其生活在一起時，可以由一方為另一方提供或創(chuàng)造有利的生活條件，這種關(guān)系稱為互生關(guān)系。這是由于拮抗作用而產(chǎn)生的有利的一面。微生物之間的這種關(guān)系稱為拮抗或?qū)龟P(guān)系。 拮抗關(guān)系：一種微生物可以產(chǎn)生不利于另一種微生物生存的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物能改變微生物的生長環(huán)境條件，如改變pH值等，造成某些微生物不適合生長的環(huán)境。 （c）耐熱細菌：最高生長溫度在45～50℃之間，在室溫中生長較中溫性細菌差而較兼性嗜熱菌好。極端環(huán)境中的代表微生物有以下幾種： （1）高溫環(huán)境中的微生物 （a）極端嗜鹽熱菌：最適生長溫度為65～70℃，最低生長溫度在40℃以上，最高生長溫度在70℃以上。 極端環(huán)境微生物細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸、脂肪等分子結(jié)構(gòu)、細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能、酶的特性、代謝途徑等許多方面，都有區(qū)別于其他普通環(huán)境微生物的特點。？ 能在極端環(huán)境中生存的微生物是極端環(huán)境微生物。在不同深層土壤中，微生物數(shù)量按表層向里的次序減少，種類也因土壤的深度和層位而異，且分布極不均勻。在較深水體（如湖泊）中具有垂直層次分布的特點。室內(nèi)空氣又高于室外空氣。、水、土壤中微生物分布的特征。藻類的產(chǎn)氧作用，改變大氣圈中的化學(xué)組成，為后來動、植物的出現(xiàn)打下基礎(chǔ)。 （5） 物質(zhì)和能量的蓄存者 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。 生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者 光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)微生物是生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，它們具有初級生產(chǎn)者所具有的兩個明顯特征，即可直接利用太陽能、無機物的化學(xué)能作為能量來源，另一方面其積累下來的能量又可以在食物鏈、食物網(wǎng)中流動。 物質(zhì)循環(huán)中的重要成員 微生物再自然界中參與了碳、氮、磷、氧、硫、鐵和氫等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)作用，大部分元素及化核武的循環(huán)過程都受到微生物的作用。它們能夠分解生物圈內(nèi)的動物、植物和微生物殘骸等復(fù)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)者利用。？ 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的主要作用在于： （1） 生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力 （5） 生態(tài)系統(tǒng)的能量流 （3） ？ 生態(tài)系統(tǒng)的主要特性包括以下幾點： （1） 它是生物群落和它們所生活的非生物環(huán)境結(jié)合起來的一個整體。 它包括細胞水平和基因水平兩個水平的研究。 凡是在沒有特設(shè)的誘變條件下，由外界環(huán)境的自然作用如輻射或微生物體內(nèi)的生理和生化變化而發(fā)生的基因突變稱為自發(fā)突變。當后代突然表現(xiàn)出和親代顯然不同的可遺傳的表現(xiàn)型時，這樣的變異稱為基因突變。 超級微生物。 基因重組的3種形式中，微生物的接合必需兩個細胞直接接觸，而轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)無需細胞直接接觸，轉(zhuǎn)化沒有噬菌體作媒介，轉(zhuǎn)導(dǎo)必須通過噬菌體轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)。 細胞的接合是遺傳物質(zhì)通過細胞與細胞的直接接觸而進行的轉(zhuǎn)移和重組。 轉(zhuǎn)化是供體細胞研碎物中的DNA片段直接吸收進入活的受體細胞的基因重組方式。 核糖體RNA：主要成分是核糖體核酸（rRNA）和蛋白質(zhì)。由于傳達了DNA遺傳信息，故稱信使RNA。 大腸桿菌中降解乳糖的酶由3個蛋白質(zhì)Z、Y和A所組成，受結(jié)構(gòu)基因z、y及a控制，當培養(yǎng)基中不存在乳糖時，調(diào)節(jié)基因I的阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因就不能表達出來，當培養(yǎng)基中除乳糖外無其他碳源時，乳糖是誘導(dǎo)物，與調(diào)節(jié)基因I的阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白喪失與操縱基因結(jié)合的能力，此時操縱基因開動，結(jié)構(gòu)基因z、y及a合成蛋白質(zhì)Z、Y和A，從而形成分解乳糖的酶，培養(yǎng)基中乳糖就被大腸桿菌分解利用，當乳糖全部被利用后，阻遏蛋白就與操縱基因結(jié)合，操縱基因關(guān)閉，酶的合成停止。 在工業(yè)廢水生物處理中，常利用微生物對營養(yǎng)要求、溫度、pH值以及耐毒能力的變異，改善處理方法。，進行工業(yè)廢水的生物處理？ 定向培育即通過有計劃、有目的地控制微生物地生長條件，使微生物遺傳性向人類需要的方向發(fā)展。兩者相輔相成，相互依存，遺傳中有變異，變異中有遺傳，遺傳是相對的，變異是絕對的，有些變異了的形態(tài)或性狀，又會以相對穩(wěn)定的形式遺傳下去，但是并非一切變異都具有遺傳性。任何一種生物的親代和子代以及個體之間，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機能方面都有所差異，這一現(xiàn)象叫做變異。生物膜的組織結(jié)構(gòu)呈不均質(zhì)性。 在形成微生物菌落階段，胞外多糖（EPS）合成增加，微生物對抗生素的抗性有所提高。 生物膜的形成是一種動態(tài)的演變過程，首先是微生物黏附于表面，然后在表面形成微生物菌落，不同類型的菌落由細胞外多聚物包裹，生物膜成熟。 生物膜中水份含量可高達97％。 穩(wěn)定期的微生物生長速率下降，細胞內(nèi)開始積累貯藏物和異染顆粒、肝糖等，芽孢微生物也在此階段形成芽孢，處于穩(wěn)定期的污泥代謝活性和絮凝沉降性能均較好，傳統(tǒng)活性污泥法普遍運行在這一范圍。？ 針對微生物的