生存因子研究报告

1、生存因子及不利因素小组成员：C生存因子1234温度温度pH氧化还原电位氧化还原电位(Eh)溶解氧溶解氧DO太阳辐射太阳辐射56水的活度与渗透压水的活度与渗透压C不利因素1234紫外辐射紫外辐射电离辐射电离辐射超声波超声波重金属重金属极端温度、极端温度、pH56干燥干燥7有机物有机物8抗生素抗生素1 温度1.温度对微生物的影响机理：温度对微生物的影响机理： 影响酶活性影响酶活性酶促反应速率酶促反应速率细胞合成。细胞合成。 影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有利于物质的影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有利于物质的运输；反之同理；因此，温度变化影响营养物质的吸收与运输；反之同理；因此，温度

2、变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。代谢产物的分泌。 影响物质的溶解度。影响物质的溶解度。2.应用：应用：低温低温代谢弱，基本处于休眠状态，若原生质结构并未破坏代谢弱，基本处于休眠状态，若原生质结构并未破坏时，不会死亡，升温可复活时，不会死亡，升温可复活保藏保藏高温高温蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构杀菌消毒杀菌消毒3.微生物按温度需求分类微生物按温度需求分类4.各类微生物生长的适宜温度各类微生物生长的适宜温度1 温度微生物微生物原生动物原生动物 放线菌放线菌霉菌霉菌藻类藻类废水生物处理中的微生物废水生物处理中的微生物适宜温度适宜

3、温度 161625252323373723233737282830303030左右左右1.环境环境pH对微生物的影响对微生物的影响影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。质的吸收能力。改变酶活性、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母改变酶活性、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母菌在菌在pH4.55产乙醇，在产乙醇，在pH 6.5以上产甘油、酸。以上产甘油、酸。环境环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度，从值还影响培养基中营养物质的离子化程度，从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。2 p

4、H2.微生物适宜的pH范围 大多数细菌、藻类和原生动物的最适生长pH6.57.5，它们能适应pH410之间的环境。 微生物种类微生物种类最低最低pHpH最适最适pHpH最高最高pHpH大肠埃希氏菌大肠埃希氏菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌黑曲霉黑曲霉放线菌放线菌酵母菌酵母菌霉菌霉菌 4.5 4.5 4.5 4.5 4.2 4.2 1.5 1.5 5.0 5.0 1.5 1.5 2.5 2.57.47.67.47.66.07.56.07.57.07.57.07.55.06.05.06.07.08.07.08.03.06.03.06.03.86.03.86.0 9.0 9.0

5、 8.5 8.5 9.3 9.3 9.0 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0 8.0 8.03.污水生物处理时污水生物处理时pH宜维持在宜维持在6.58.5 大多数细菌、藻类、放线菌和原生动物在此范围内均能大多数细菌、藻类、放线菌和原生动物在此范围内均能生长繁殖，有利于细菌形成菌胶团互相凝聚形成良好的絮生长繁殖，有利于细菌形成菌胶团互相凝聚形成良好的絮凝体，可取得良好的净化效果；凝体，可取得良好的净化效果； pH6.5的酸性环境有利于霉菌和酵母菌的生长，若霉菌的酸性环境有利于霉菌和酵母菌的生长，若霉菌在活性污泥中大量繁殖，因其不能分泌粘性物质于细胞表在活性污泥中大量繁殖，因其不能分

6、泌粘性物质于细胞表面，而降低了活性污泥的吸附能力，其絮凝性较差，结构面，而降低了活性污泥的吸附能力，其絮凝性较差，结构松散不易沉降，处理效果下降，甚至导致活性污泥丝状膨松散不易沉降，处理效果下降，甚至导致活性污泥丝状膨胀。胀。4.培养基培养基pH的变化的变化原因原因 a 分解葡萄糖、乳糖分解葡萄糖、乳糖有机酸，有机酸，pH b 分解蛋白质、蛋白胨及氨基酸分解蛋白质、蛋白胨及氨基酸NH3和胺类，和胺类，pH c 细胞选择性地吸收阴阳离子，细胞选择性地吸收阴阳离子，pH解决方法解决方法 在配制培养基时应加入缓冲物质，如在配制培养基时应加入缓冲物质，如KH2PO4和和K2HPO4 。 在废水和污泥厌

7、氧消化过程中，要控制好产酸阶段和在废水和污泥厌氧消化过程中，要控制好产酸阶段和产甲烷阶段的产量，产甲烷阶段的产量，pH很关键，通常应控制很关键，通常应控制pH6.67.6之间，之间， pH6.87.2为最佳为最佳。 城市生活污水、污泥若不含蛋白质、氨等物质，处理城市生活污水、污泥若不含蛋白质、氨等物质，处理之前就要投加缓冲物质；若连续运行则在运行期间也之前就要投加缓冲物质；若连续运行则在运行期间也应投加，以碳酸氢钠为佳。应投加，以碳酸氢钠为佳。 pH低的工业废水可采用霉菌和酵母菌处理，无需调节低的工业废水可采用霉菌和酵母菌处理，无需调节pH，其所引起的丝状膨胀可通过改革工艺来解决，如其所引起的

8、丝状膨胀可通过改革工艺来解决，如采用生物膜法、接触氧化法等。采用生物膜法、接触氧化法等。3 氧化还原电位(Eh)1. 微生物与微生物与EhEh0，氧化环境，上限为氧化环境，上限为820mVEh0，还原环境，下限为还原环境，下限为400mV各类微生物适宜的各类微生物适宜的Eh 对于好氧生物处理系统对于好氧生物处理系统，Eh处于处于+200+600微生物微生物好氧微生物好氧微生物兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物专性厌氧微生物E Eh h(mV)(mV)300300400400100100，好氧呼吸好氧呼吸100100，无氧呼吸无氧呼吸2502502002002. 影响影响Eh的因素的因素

9、氧分压氧分压:氧分压高，氧分压高，Eh高；氧分压低，高；氧分压低， Eh低。低。pH:pH高，高，Eh高；高；pH低，低， Eh 低。低。3. 控制控制Eh的还原剂的还原剂 抗坏血酸、硫二乙醇钠、硫化氢和铁等抗坏血酸、硫二乙醇钠、硫化氢和铁等4 溶解氧DO根据微生物与分子氧的关系可将微生物分为根据微生物与分子氧的关系可将微生物分为微生物类型微生物类型最适生长的最适生长的O O2 2氧分压氧分压( (101101kPa)kPa)微生物举例微生物举例好氧好氧微 生微 生物物专性好氧微生物专性好氧微生物strict aerobestrict aerobe0.20.2多数细菌、放线菌和多数细菌、放线菌

10、和真菌真菌微量好氧微生物微量好氧微生物microaerophilic microaerophilic bacteriabacteria0.0030.0030.20.2霍乱弧菌霍乱弧菌兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物facultative aerobefacultative aerobe有氧无氧均无影响有氧无氧均无影响大肠杆菌、酿酒酵母大肠杆菌、酿酒酵母厌氧厌氧微 生微 生物物专性厌氧微生物专性厌氧微生物anaerobeanaerobeP(OP(O2 2) )0.0050.005产甲烷菌产甲烷菌耐氧厌氧微生物耐氧厌氧微生物a e r o t o l e r a n t a e r o t o l e

11、 r a n t anaerobeanaerobe代谢无需氧，氧的存代谢无需氧，氧的存在对于无用也无害在对于无用也无害乳酸菌乳酸菌4.1 好氧微生物与氧的关系好氧微生物与氧的关系1.氧对好氧微生物的作用氧对好氧微生物的作用作为微生物好氧呼吸的最终电子受体作为微生物好氧呼吸的最终电子受体参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成2. 溶解氧的供给溶解氧的供给 好氧微生物需要的氧是溶于水的氧，即溶解氧。好氧微生物需要的氧是溶于水的氧，即溶解氧。 夏季水温高，常造成供氧不足，促使丝状细菌的优势夏季水温高，常造成供氧不足，促使丝状细菌的优势生长，从而造成生长，从而造成活性污泥

12、的丝状膨胀活性污泥的丝状膨胀。因此，在活性污。因此，在活性污泥生物处理中需设置充氧设备充氧，如通过叶轮机械搅泥生物处理中需设置充氧设备充氧，如通过叶轮机械搅拌、鼓风曝气等方式充氧。溶解氧的质量浓度维持在拌、鼓风曝气等方式充氧。溶解氧的质量浓度维持在34mg/L为宜。为宜。4.2 兼性厌氧微生物与氧的关系兼性厌氧微生物与氧的关系1.不同氧条件的生理状态不同氧条件的生理状态好氧条件：好氧条件：氧化酶活性强，细胞色素及电子传递体系的氧化酶活性强，细胞色素及电子传递体系的其它组分正常存在；其它组分正常存在；无氧条件：无氧条件：氧化酶无活性，细胞色素和电子传递体系的氧化酶无活性，细胞色素和电子传递体系的

13、其它组分减少或全部丧失。其它组分减少或全部丧失。 巴斯德效应：巴斯德效应：指将氧通入正在发酵的酵母菌悬液中，使指将氧通入正在发酵的酵母菌悬液中，使得发酵速度下降，葡萄糖的消耗速度也显著下降的现象。得发酵速度下降，葡萄糖的消耗速度也显著下降的现象。2.不同氧条件下废水生物处理中的微生物不同氧条件下废水生物处理中的微生物供氧正常：供氧正常：好氧微生物和兼性厌氧微生物共同起积极作好氧微生物和兼性厌氧微生物共同起积极作用；用；供氧不足：供氧不足：好氧微生物不起作用，兼性厌氧微生物起积好氧微生物不起作用，兼性厌氧微生物起积极作用，但有机物分解不彻底；极作用，但有机物分解不彻底；污水、污泥厌氧消化：污水、

14、污泥厌氧消化：兼性厌氧微生物起水解、发酵作兼性厌氧微生物起水解、发酵作用，将大分子的蛋白质、脂肪等水解为小分子的有机酸用，将大分子的蛋白质、脂肪等水解为小分子的有机酸和醇等。和醇等。3.反硝化细菌反硝化细菌有有O2时：进行好氧呼吸时：进行好氧呼吸缺缺O2时：进行反硝化作用时：进行反硝化作用除除N工艺工艺 A/O、A2/O、 A2/O2、SBRNO3NO2N24.3 厌氧微生物与氧的关系厌氧微生物与氧的关系1. 厌氧微生物的氧毒害机制厌氧微生物的氧毒害机制专性厌氧微生物不具有专性厌氧微生物不具有过氧化氢酶过氧化氢酶，会被代谢过程中产，会被代谢过程中产生的生的H2O2杀死；杀死；专性厌氧微生物不具

15、有专性厌氧微生物不具有超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)，而被而被超超氧阴离子氧阴离子杀死；杀死；2. 厌氧微生物的培养方法厌氧微生物的培养方法可与兼性厌氧微生物混合培养，以去除可与兼性厌氧微生物混合培养，以去除O2，保证厌氧环境。，保证厌氧环境。He、H2、N2加入甲基蓝或加入甲基蓝或刃天青指示刃天青指示Eh(显色表明有显色表明有O2)封瓶口封瓶口无氧培养无氧培养罐内培养罐内培养5 太阳辐射1000nm的红外辐射，可被不产氧的光合细的红外辐射，可被不产氧的光合细菌用作光源；菌用作光源； 380760nm的可见光是蓝细菌、藻类进的可见光是蓝细菌、藻类进行光合作用的能源。行光合作用的能源。其

16、余的辐射对微生物均有害。其余的辐射对微生物均有害。6 水的活度与渗透压6.1 水的活度水的活度w水的活度水的活度w 表示在一定温度下，某溶液或表示在一定温度下，某溶液或物质在与一定空间空气相平衡时的含水量与空物质在与一定空间空气相平衡时的含水量与空气饱和水量的比值，用气饱和水量的比值，用小数小数表示。表示。多数微生物在多数微生物在w 0.950.99时生长最好。大时生长最好。大多数微生物在多数微生物在w 0.600.65时停止活动。时停止活动。6.2 渗透压渗透压渗透压渗透压 当两液面高差产生的压力足够阻止水再流当两液面高差产生的压力足够阻止水再流动时，此时两液面高差间的压力即为渗透压。动时，

17、此时两液面高差间的压力即为渗透压。半透膜半透膜清水清水蔗蔗糖糖溶溶液液h溶液的浓度决定渗透压溶液的浓度决定渗透压 溶质的分子或离子数越多，渗透压越大溶质的分子或离子数越多，渗透压越大 同质量浓度溶液，溶质分子越小，其渗透压越大同质量浓度溶液，溶质分子越小，其渗透压越大 离子溶液的渗透压比分子溶液的渗透压大离子溶液的渗透压比分子溶液的渗透压大细菌的渗透压细菌的渗透压 G (2.02.5)MPa G (0.50.6)MPa微生物在不同渗透压溶液的反应微生物在不同渗透压溶液的反应 等渗溶液：等渗溶液：形态大小不变，生长良好。形态大小不变，生长良好。应用：在实验室用应用：在实验室用(NaCl)8.5g

18、/L的的生理盐水稀释菌液生理盐水稀释菌液。 低渗溶液：低渗溶液：水分子大量渗入细胞内，使细胞膨胀，严重水分子大量渗入细胞内，使细胞膨胀，严重者破裂。者破裂。 高渗溶液：高渗溶液：细胞内大量失水，使细胞发生质壁分离。细胞内大量失水，使细胞发生质壁分离。应用：用高渗溶液保存食物可防止腐败。应用：用高渗溶液保存食物可防止腐败。C不利因素1234紫外辐射紫外辐射电离辐射电离辐射超声波超声波重金属重金属极端温度、极端温度、pH56干燥干燥7有机物有机物8抗生素抗生素1. 紫外辐射对微生物有致死作用紫外辐射对微生物有致死作用 致死机理：致死机理： 微生物细胞中的核酸、蛋白质等对紫外辐射有特微生物细胞中的核

19、酸、蛋白质等对紫外辐射有特别强的吸收能力，可引起别强的吸收能力，可引起DNA链上的两个邻近的胸腺嘧啶分子链上的两个邻近的胸腺嘧啶分子形成形成胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶二聚体(T=T)，使使DNA不能复制，导致死亡。不能复制，导致死亡。 260nm左右的紫外辐射杀菌力最强左右的紫外辐射杀菌力最强光复活光复活 经经UV照射，随即暴露于蓝色可见光下，使照射，随即暴露于蓝色可见光下，使T=T恢复正常状态，使一部分受损的细胞恢复活力。恢复正常状态，使一部分受损的细胞恢复活力。暗复活暗复活 DNA链在黑暗条件下进行修复。链在黑暗条件下进行修复。应用：应用：杀菌消毒、诱变育种杀菌消毒、诱变育种2.电离辐射的影响

20、电离辐射的影响X射线射线(0.10.01nm) 、射线射线(0.010.001nm)低剂量照射，促进微生物生长或引起微生物发生变异；低剂量照射，促进微生物生长或引起微生物发生变异；高剂量照射，对微生物有致死作用。高剂量照射，对微生物有致死作用。3.超声波超声波频率频率大于大于20000Hz的声波，能破坏几乎所有的细菌体。的声波，能破坏几乎所有的细菌体。杀菌机制杀菌机制: 细胞内含物受到强烈振荡，胶体发生絮状沉淀，凝胶液化或细胞内含物受到强烈振荡，胶体发生絮状沉淀，凝胶液化或乳化，从而失去生物活性；乳化，从而失去生物活性； 溶液受到超声波作用产生空腔，引起巨大的压力变化，使细溶液受到超声波作用产

21、生空腔，引起巨大的压力变化，使细菌死亡；菌死亡； 溶于溶液中的气体变成无数极微小的气泡迅速猛烈地冲击细溶于溶液中的气体变成无数极微小的气泡迅速猛烈地冲击细菌，使之破裂。菌，使之破裂。应用：应用： 利用超声波破坏菌体，利用超声波破坏菌体，制成细菌裂解液制成细菌裂解液，用于研究细菌的结，用于研究细菌的结构、化学组成、酶活性等；构、化学组成、酶活性等； 可利用超声波从组织中可利用超声波从组织中提取病毒提取病毒； 利用频率为利用频率为8001000kHz的超声波的超声波治疗疾病治疗疾病4.重金属对微生物的影响重金属对微生物的影响杀菌机理：其与酶的杀菌机理：其与酶的SH结合，使酶失活；结合，使酶失活；

22、与菌与菌体蛋白结合，使之变性或沉淀。体蛋白结合，使之变性或沉淀。质量浓度为质量浓度为205mg/L的的二氯化汞二氯化汞对大多数细菌有致死对大多数细菌有致死作用。作用。硫酸铜硫酸铜对真菌和藻类的杀伤力较强。对真菌和藻类的杀伤力较强。波多尔液波多尔液(硫酸铜石灰硫酸铜石灰)在农业上可用于防止某些植物在农业上可用于防止某些植物病毒。病毒。 1L水样中加水样中加10mL质量浓度为质量浓度为1g/L的的硫酸铜溶液硫酸铜溶液可抑制可抑制微生物的呼吸。微生物的呼吸。质量浓度为质量浓度为15g/L的的铅盐溶液铅盐溶液对微生物有致死作用。对微生物有致死作用。5.干燥对微生物的影响干燥对微生物的影响干燥能使菌体内

23、蛋白质变性，引起代谢活动的停止。干燥细干燥能使菌体内蛋白质变性，引起代谢活动的停止。干燥细胞的代谢处于停滞状态，若不提供条件，则一直呈休眠状态胞的代谢处于停滞状态，若不提供条件，则一直呈休眠状态长期存活。长期存活。可用灭菌的沙土管保存菌种、孢子，也可用真空冷冻干燥保可用灭菌的沙土管保存菌种、孢子，也可用真空冷冻干燥保存菌种。存菌种。细菌的芽孢、藻类和真菌的孢子及原生动物的胞囊比营养细细菌的芽孢、藻类和真菌的孢子及原生动物的胞囊比营养细胞抗干燥。胞抗干燥。6.若干有机物对微生物的影响若干有机物对微生物的影响(一一) 醇醇醇是脱水剂和脂溶剂，可使蛋白质脱水变性，脂类溶解，醇是脱水剂和脂溶剂，可使蛋

24、白质脱水变性，脂类溶解，进而杀死微生物机体。进而杀死微生物机体。体积分数为体积分数为70的乙醇杀菌能力最强。的乙醇杀菌能力最强。甲醇杀菌力差，对人有毒，不宜作为杀菌剂。甲醇杀菌力差，对人有毒，不宜作为杀菌剂。废水生物脱废水生物脱氮处理工艺中，常用甲醇作为碳源。氮处理工艺中，常用甲醇作为碳源。丙醇、丁醇及其它高级醇杀菌力均比乙醇强，但不溶于水，丙醇、丁醇及其它高级醇杀菌力均比乙醇强，但不溶于水，故不能作杀菌剂。故不能作杀菌剂。(二二) 甲醛甲醛甲醛是很有效的杀菌剂，对细菌、真菌及其孢子和病毒均有甲醛是很有效的杀菌剂，对细菌、真菌及其孢子和病毒均有效。效。福尔马林福尔马林(质量浓度为质量浓度为37

25、0400g/L的甲醛水溶液的甲醛水溶液)的蒸气有的蒸气有强烈的刺激性，有杀菌和抑菌作用，可用于厂房、无菌室消强烈的刺激性，有杀菌和抑菌作用，可用于厂房、无菌室消毒。毒。杀菌机理：甲醛与蛋白质的氨基结合干扰细菌的代谢机能杀菌机理：甲醛与蛋白质的氨基结合干扰细菌的代谢机能。甲醛溶液是动物组织和原生动物标本的固定剂。甲醛溶液是动物组织和原生动物标本的固定剂。(三三) 表面活性剂表面活性剂1. 酚酚 酚及其衍生物能引起蛋白质变性，并破坏细胞酚及其衍生物能引起蛋白质变性，并破坏细胞质膜质膜 1 g/L 抑菌抑菌 苯酚苯酚 10 g/L 杀菌杀菌 50 g/L 喷雾消毒空气喷雾消毒空气 甲酚甲酚 杀菌力比其它酚强几倍，难溶于水，易与皂杀菌力比其它酚强几倍，难溶于水，易与皂液或碱液形成乳浊液，叫来苏尔。液或碱液形成乳浊液，叫来苏尔。 1020 g/L 消毒皮肤消毒皮肤 30 50 g/