水体环境和水体中的微生物

水体环境和水体中的微生物海洋97％冰川2％湖泊0.009％河流0.00009％地下水地球上的水体分为淡水和海水，海水占地表水体总量的97％，覆盖地球表面积达71％。水体是地球表面的一个很重要的生态环境。水体微生物的来源1、水体中固有的微生物2、来自土壤的微生物3、人类活动产生的微生物4、来自空气中的微生物一、淡水中的微生物淡水微生物的共同特征：1能在低营养物浓度下生长2微生物是可以游动的3表面积和体积比大（柄细菌），有效吸收营养大气水有微生物存在，但类群少；细菌（芽胞杆菌的芽胞、小杆菌、少量球菌），放线菌和真菌的孢子；这些类群在大气水中仅为过路客，不可能在此环境中进行繁殖、生长。江河水微生物数量和类群决定于江河通过的土壤类型。流动很慢的小河、小溪（浅水）：连成丝状的单细胞藻类铁、硫细菌化能自养性细菌丝状真菌（壶菌、水绵、水霉属）浸入小河里的载玻片上的发育形成的小菌落表层底层（河底污泥）细菌：芽胞杆菌、无芽胞小杆菌（E.coli、变形杆菌、产气杆菌、弧菌）放线菌：链霉菌、诺卡氏菌真菌：丝状水生真菌为主细菌：芽胞杆菌放线菌：链霉菌真菌：酵母菌流动很大的水域靠近村庄的小池塘：有机质含量高，微生物量大湖泊水：静止状水域细菌：大量腐生菌，病原菌（痢疾、伤寒），109

个/ml放线菌：链霉菌、诺卡氏菌真菌：丝状水生真菌和酵母菌远离村庄的大湖泊、水库：有机质含量少主要是光能自养型微生物，蓝细菌、单细胞藻类、光合细菌蓝细菌、藻、水生植物阳光表层输入(河流)产氧光合（蓝细菌）动物、原生动物、好氧细菌嗜甲烷菌、无机化能细菌不产氧光合发酵厌氧呼吸菌产甲烷菌沉积物厌氧层好氧层表层输出层次化湖泊生态EcologyofaStratifiedlake水体不同层次微生物分布光穿透温度氧气浓度湖底沉积泥中和表面的微生物浅层湖泊沉积泥表面：厌氧光合自养细菌（使水体出现特征颜色），降解纤维素的真菌（植物碎片），能进行厌氧呼吸的微生物（假单胞细菌反硝化细菌）沉积泥中：专性厌氧细菌（梭状芽孢杆菌、产甲烷细菌和产硫化氢的脱硫弧菌）有机质含量很低，因此发育的微生物也很少；主要是细菌，而且是耐饥饿的细菌（无色杆菌、黄杆菌等）泉水：所含矿物质决定微生物类群地下水Fe——铁细菌，如氯化铁细菌S——硫化细菌，脱硫弯杆菌淡水生态系统中微生物的主要功能降解死的有机物，释放无机营养物，水体净化同化可溶性有机物重新进入食物链无机元素循环进行光能自养和化能自养作为原生动物食物，大面积深湖中的主要初级生产者海水环境的特殊性二、海水中的微生物体积广阔，有机质含量少；盐分为3.2～3.6％,死海的含盐量达百分之23到25左右；90％的海水常年温度低于5℃；深海处有较高的静压生活在海水中的细菌必须具备的条件嗜盐性：2.4～4.0％（海洋细菌无氯化钠不能生长，对钠离子和氯离子的主动运输，维持细胞膜的生物学功能）嗜压性：耐100大气压嗜冷性：0～4℃能生长，最适生长温度为18℃左右（除了热带海水表面，海洋细菌都为嗜冷菌）耐贫瘠、广食性增殖很慢，代时很长（几十～100多小时），能运动数量：105～106个/ml分布的特点：离海面10～50m深处数量最多，109个/ml（藻类在此生长繁殖，为细菌提供了有机质）海底近海底（海湾、海港）：有机质多，107～108个/ml远海底：107～108个/ml海水中细菌的数量、分布和优势属种海水中的真菌壶菌、水霉、绵霉属，但数量不多；酵母菌、假丝酵母、球拟酵母发光杆菌属德国生物学家舒尔斯在非洲西南面的纳米比亚海岸的海床沉积物中发现了用肉眼也可以看见的世界最大细菌。这种细菌呈球形细胞，宽度普遍有0.1—0.3毫米，有些可大至0.75毫米，它们比以前所知的最大细菌大100倍，能够清楚地用肉眼看见。发硫菌属海洋微生物2、分布：（1）平面分布：近海数量很高（2）垂直分布：表层：好氧性微生物中层：紫硫细菌底层：厌氧菌及硫酸还原菌

影响因素：营养状况，温度，光强度，光照时间和季节变化CO2藻类的光合作用，CO2下降，碱性增加维生素钙板金藻产VB12，但仍需VB2和生物素多边膝沟藻产VB2和生物素，但仍需VB12抗生素水流混合（孢子）季节变化捕食作用毒素定义三、水体富营养化当水体中N、P营养元素的含量大量增加，远远超出正常指标，结果导致原有生态系统破坏，藻类或某些细菌数量猛增，其他生物种类减少，水质变坏的现象。指标P>0.03mg/L，N>0.3mg/L，叶绿素a>10光合作用（P）:呼吸作用（K）>1，发生水体富营养化；P:K=1，正常；P:K<1，严重水体富营养化，水质变坏、发臭富营养化水体中的主要生物种类主要的生物种类是藻类1）水体富营养化发生在淡水水域——“水华”主要的生物种类是蓝细菌：微囊藻、鱼腥藻、囊丝藻；水变成蓝色或蓝绿色。2）水体富营养化发生在海洋水域——“赤潮”主要的生物种类是单细胞鞭毛藻、沟藻、硅藻（真核单细胞）；细菌主要有芽孢杆菌类。富营养化造成的危害水体变混浊、发臭破坏渔业生产和交通危害人体健康淡水中微囊藻、鱼腥藻、囊丝藻等在旺盛生长时分泌内毒素于体外；海水中沟藻在旺盛生长时分泌腐肉毒素，9mg/kg组织可致死控制工厂污水排放，控制农田肥水流失，加强田间管理，施用CuSO40.1~0.5mg/L抑制藻类生长；在藻体上接种病原菌，如噬菌体、粘细菌富营养化的控制第四节空气中的微生物一、空气环境特点对流层中温度随高度增加而降低（对流层顶部-83－-113度）有机物浓度非常低，异养菌难以生长，缺乏可被利用的水，紫外线辐射强，空气中氧气含量随高度增加而减少，大气压力下降。平流层中高浓度的O3(强氧化剂，杀菌剂)（氟利昂和N2O）具有各种孢子和孢囊及其他处于非营养生长状态具有抗性结构二、空气中存在微生物必须具备的条件三、室内空气中的微生物1、细菌来源：类群：数量：葡萄球菌，芽孢杆菌，产气荚膜梭菌，引起扁桃体炎的病原菌通风良好，几百个细菌/m3；废物处理厂，数万～数十万个细菌/m3上呼吸道表面，咳嗽、谈话、以气溶胶形式释放出来；病毒也同样方式释放；皮肤的小鳞片空气是传播微生物的介质2、真菌腐生菌如青霉，曲霉；能在食物和潮湿墙壁上生长的微生物不同室内环境的微生物总数及致病微生物的种类和数量（cfu/m3）场所总微生物数微生物种类微生物数量住房180——办公室1400口腔链球菌涎链球菌111.4教室2500链球菌草绿色链球菌涎链球菌肠球菌乙型溶血性链球菌36181171.1实验室200——医院1100金黄色葡萄球菌革兰氏阴性杆菌魏氏产气荚膜杆菌71103.5场所畜舍宿舍城市街道市区公园海洋上空微生物10000002000050002001-2四、室外空气中的微生物来源：真菌孢子——风力；附着在灰尘上；海洋的蒸汽可携带微生物进入海洋上空；各种水体经搅拌和曝气等产生的气溶胶可以携带微生物进入空气；人类的活动：耕地、开动汽车等造成微生物进入空气室外空气中的微生物主要是真菌孢子：半知菌类、枝孢属、掷孢酵母；空气中的微生物数量和种类随着不同地区和一年不同月份，甚至一天中不同时间而发生变化。数量和分布：掷孢酵母孢子释放在夜间进行；疫霉在天亮，湿度下降后才释放孢子。农村：数百个细菌/m3；城市：数千个细菌/m3；海洋上空：少2～3个数量级；寒冷地区、热带地区、南极和北极的空气中孢子数目更