第九章 微生物污染环境(2学时)

环境微生物学

EnvironmentalMicrobiology洪永聪青岛农业大学生命科学学院第九章微生物污染环境（2学时）

一、环境中的微生物污染二、微生物代谢物与环境污染三、微生物与水体富营养化一、环境中的微生物污染（一）空气的微生物污染（二）水体的微生物污染（三）土壤的微生物污染（一）空气的微生物污染空气的传播能力很强：虽然大气并非是微生物的天然生境；但是一旦病原菌进人其中，便使空气成为传播媒介，造成病害流行大气的微生物污染源：人和动物体内的微生物可以可以随各种排泄物（唾液、痰液、脓汁、粪便等）排至地面，然后随飞扬的灰尘进入大气；土壤里的微生物可附着在细小的土壤颗粒上，并被风悬浮于大气中1、大气污染微生物的种类细菌：结核分枝杆菌（肺结核）、肺炎链球菌（细菌性肺炎）、脑膜炎奈瑟氏球菌（流行性脑膜炎）、酿脓链球菌（猩红热）、鼠疫耶尔森氏菌（肺鼠疫）、炭疽芽孢杆菌（肺炭疽）、嗜肺军团杆菌（军团病）等病毒：SARS冠状病毒（SARS）、流行性感冒（流感病毒）、麻疹病毒（麻疹）、天花病毒（天花）等2、大气微生物污染的防治措施室内通风：借助气流来稀释和排除室内的微生物；影剧院、礼堂、会议室等人员拥挤的场所，均应采取这一措施空气过滤：对空气清洁程度要求高的场所，如手术室、无菌实验室等，可采用过滤器过滤空气，以除去带菌尘埃空气消毒：用物理法或化学法杀灭空气中的微生物；如紫外线（240~280nm）照射，喷洒或熏蒸环氧乙烷、甲醛、臭氧、次氯酸钠等以细菌总数评价空气的卫生标准（个/m3）清洁程度细菌总数最清洁的空气（有空调）1~2清洁空气<30普通空气31~125临界环境~150轻度污染<300严重污染>301一、环境中的微生物污染（一）空气的微生物污染（二）水体的微生物污染（三）土壤的微生物污染（二）水体的微生物污染清洁水体的微生物：含量并不高，通常每ml水中只有几十至几百个细菌；以硫细菌、蓝细菌等自养菌为主，对动植物和人类无害污染水体的微生物：水体可遭受农业废物、工业废水、生活垃圾、人畜粪便等污染；污染物中的病原菌可直接进人水体，或引起藻类等其他微生物大量繁殖，使水质严重恶化，侵染危害动植物和人类1、水体污染微生物的种类细菌：沙门氏菌属（伤寒）、志贺氏菌属（痢疾）、霍乱弧菌（霍乱）、致病性大肠杆菌（腹泻）病毒：脊髓灰质炎病毒（小儿麻痹）、甲型肝炎病毒（甲肝）、呼肠孤病毒（腹泻）其它：痢疾变形虫、隐孢子虫、血吸虫、钩虫、蛔虫等2、水体微生物污染的防治措施加强对污水的管理：对于医院、畜牧场、屠宰场和禽蛋厂等部门的污水，必须处理达标，否则不许排放加强对饮用水的消毒：饮用水必须符合水质标准；对于农村的分散式给水应采用煮沸或加漂白粉等方式消毒，以杀死水中可能存在的病原体一、环境中的微生物污染（一）空气的微生物污染（二）水体的微生物污染（三）土壤的微生物污染（三）土壤的微生物污染土壤是微生物栖息生长的最适环境：土壤中存在着种类繁多、数量巨大的各种微生物，它们构成了一个相对稳定的生态群落土壤的微生物污染源：未经处理的粪便；未经处理的生活垃圾和生活污水；含有病原体的工业废水；传染病医院未经处理的污水；病畜尸体处理不当病原菌在土壤中多为暂居微生物：微生物形成芽孢、孢子等各种休眠体，在土壤中越冬1、土壤污染微生物的种类真菌：丝核菌（葫芦科立枯病）、疫霉（茄科疫病）、根肿菌（十字花科根肿病），镰刀霉（葫芦科枯萎病，十字花科根腐病），黑粉菌（禾本科黑穗病）等细菌：破伤风梭菌（破伤风）、青枯菌（茄科青枯病）、土壤杆菌（果树根癌病）2、土壤微生物污染的防治措施高温堆肥法：收集病残体，堆制发酵，从而杀死病原微生物轮作法：合理安排种植制度，轮换种植寄主和非寄主作物，使病原微生物饥饿致死土壤改良法：通过翻耕、施入石灰等使土壤理化性状得到改良，从而杀死病原微生物二、微生物代谢物与环境污染（一）微生物毒素对环境的污染（二）微生物其他代谢物对环境的污染（一）微生物毒素对环境的污染微生物毒素：是微生物的次生代谢产物，是指一大类具有生物活性、常在较低剂量时即对其它生物产生毒性的化合物总称内毒素（endotoxin）：是微生物组分，常为细胞壁的一部分，只有当菌体细胞裂解或融溶时释放出；如脂多糖LPS，一般可耐高温、强酸、强碱或强氧化剂外毒素（exotoxin）：是在微生物生长过程中释放出体外的毒素，多为蛋白质，其毒力强于内毒素但不及内毒素耐高温1、细菌毒素细菌毒素：是指以细菌为主的一切代谢活动所产生的毒素致病特点：中毒发生常与某种食物有联系，在可疑食物或饲料中常可检出细菌或其毒素；发病可有季节性或地区性；药物或抗生素对中毒症疗效甚微；所发生中毒症无传染性（1）细菌毒素的主要类群肉毒毒素：由肉毒梭菌产生；极强的神经毒素，1mg可以杀死100万只豚鼠，对人的致死量约0.1g；对热极不稳定，对蛋白酶稳定葡萄球菌肠毒素：由金黄色葡萄球菌产生；抗原性蛋白质，耐热，在100℃以上亦不失毒；此毒素被肠道吸收后往往2~6h即可引起恶心呕吐米酵菌酸：由椰毒假单胞菌酵米面亚种产生；耐热，煮沸、高压均不能破坏；发酵的米面受毒素污染后，导致食用者中毒，病死率高达39%（2）细菌毒素的预防措施加强食品卫生宣传：改变某些饮食习惯，不食变质食物；食品食用前应加热煮熟，100℃10~20min提高食品储藏条件：将食品储藏于低pH，高盐、低温度的环境下加强饮用水的监测与消毒：水体污染综合治理2、放线菌毒素放线菌素：由链霉菌（Streptomyces）产生，可使大鼠产生肿瘤；放线菌D可抑制核酸合成，可作抗癌剂使用链脲菌素：不产色的链霉菌产生；分子结构中含有N-甲基-N-亚硝基脲，可使大鼠肝、肾、胰脏发生肿瘤；但亦有抗癌作用洋橄榄霉素：由肝链霉菌（S.hepaticus）产生，急性毒性强，亦可诱发肝、肾、胃、胸腺、脑等发生肿瘤3、真菌毒素真菌毒素（mycotoxin）：是指以霉菌为主的一切真菌代谢活动所产生的毒素产毒真菌：分布广，在粮谷、作物、饲料上分离的真菌中有30~40%菌株可产生毒素；主要包括青霉、曲霉、镰孢霉的某些种（1）真菌毒素的主要类群黄曲霉毒素：由黄曲霉及寄生曲霉产生；剧毒，毒性为氰化钾的10倍、砒霜的68倍；强致癌，主要靶器官为肝脏；耐高温和紫外照射；耐酸性和中性，只在pH9~11的碱性条件下易水解赤霉病麦毒素：由禾本科镰孢霉产生，引起麦类赤霉病；误食后10~30min恶心、眩晕、腹痛、呕吐、全身无力麦角毒素：由麦角菌产生；属生物碱，性质稳定；粮食中如混有0.5%麦角，即可呈现毒性，引起急性或慢性中毒，重者可以致死（2）真菌毒素的预防措施防止霉菌的污染：从粮谷作物的生长、收获、储藏、加工及运输等一系列环节中都应防止霉菌的滋长；储藏时降低谷物含水量，增加贮存处的CO2而降低氧量，以及使用化学药物如磷化铝、氨基苯甲酸等抑制霉菌生长去除霉变谷物，降低毒素含量：机械或手工挑拣霉变谷物；通过精制、淘洗，可利用强碱或氧化剂处理，用活性炭吸附等方法去除食品毒素二、微生物代谢物与环境污染（一）微生物毒素对环境的污染（二）微生物其他代谢物对环境的污染（二）微生物其他代谢物对环境的污染微生物的初级代谢产物：为常见的一般化合物，当在环境中累积达到较高浓度时，造成环境污染，也可能危及人体健康种类：挥发性气体、重金属甲基化合物、强氧化剂等1、挥发性气体甲烷：由产甲烷细菌产生；是仅次于二氧化碳的第二个重要的温室效应气体氮氧化物：由分布于江河海洋湖泊沉积物、淹渍土壤等厌氧生境中的硝化细菌和反硝化细菌等产生；都是对全球气候变暖有重要贡献的温室效应气体，甚至引起动物及人中毒硫化氢：在富含硫氧化物的厌氧生境中，由硫酸盐还原细菌产生；产生令人不愉快的恶臭，造成局部大气污染，甚至可引起人类和动物的窒息和中毒2、重金属甲基化合物重金属甲基化合物：Hg、As、Cd、Te、Se、Sn等重金属离子均可因微生物的甲基化作用而生成相应的甲基化化合物；它们多是毒性很强的挥发性物质人体内甲基汞的摄取、积蓄和中毒问题：从食物中摄取一定数量的无机汞、服用含汞药物、在日常生活中接触汞化合物，人体的肠道细菌能合成甲基汞3、强氧化剂硝酸与亚硝酸：环境中施入大量无机氮肥，在有氧条件下硝化细菌和亚硝化细菌转化