环境微生物学讲稿第九章 微生物对环境的污染与危害.docx
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环境微生物学讲稿第九章微生物对环境的污染与危害
第九章微生物对环境的污染与危害
第一节环境中病原微生物的传播与危害
大气微生物污染
∙室外空气中微生物的数量与所在地区人口密度、植物数量、土壤和地面的铺垫情况以及气温、大气湿度、气流和日照等因素有关。
室内微生物较多。
微生物污染空气,可使空气成为传播呼吸道传染病的媒介,造成某些传染病的流行。
主要传染病的空气传播方式:
尘粒传播和飞沫传播
室内空气细菌卫生标准(个/m3)(前苏联)
清洁度
细菌总数
溶血链球菌
清洁
<2000
<10
尚满意
2000-4000
11-14
轻污染
4000-7000
14-120
重污染
>7000
>120
空气细菌卫生标准(个/血)(日本,沉降法)
细菌数
判定
<30
清洁
30-50
轻污染
50-100
中污染
100
容许值
>100
高度污染
防止大气微生物污染的措施:
o室内通风
o空气过滤
o空气消毒:
物理法和化学法
∙水体微生物污染
水体微生物污染是指致病微生物进入水体,或某些藻类大量繁殖,使水质恶化,直接或间接危害人类健康或影响渔业生产。
o细菌
▪肠道细菌(大肠杆菌、粪链球菌、梭状芽孢杆菌等)
▪病原菌(沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌、致病性大肠杆菌和结核杆菌等)
o钩端螺旋体
o病毒
肝炎病毒、呼肠弧病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒、柯萨奇病毒等
o其他微生物
o防治水体的微生物污染主要措施
▪加强污水处理,主要是加强医院、畜牧场、屠宰场等部门的污水处理。
▪加强对饮用水的处理,保证所供给的生活饮用水符合水质标准。
∙土壤微生物污染
土壤微生物污染是指一个或多个微生物种群,从外界环境侵入土壤,大量繁衍,破坏原来的动态平衡,对人体健康或生态系统产生不良影响。
第二节水体富营养化
耗氧有机物对水体的污染
∙
o由于微生物的好氧呼吸,造成水体的DO下降。
当水体的DO降到3-4mg/L,鱼类会窒息死亡,对养殖业将造成严重损失。
o由于有机物分解释放出大量氮、磷等无机养分,使水域发生富营养化。
蓝细菌、绿藻等大量繁殖,进而死亡,腐败分解,生物残体的难降解部分在微生物等各种因子作用下转变成腐殖质,使水质进一步恶化。
o若DO进一步下降,造成缺氧环境,使厌氧微生物迅速生长,对有机物(底泥)进行发酵分解,产生腐胺、尸胺、H2S、CH4、NH3等物质,使水质发臭;H2S与Fe作用产生黑色的FeS。
因而使水体发黑发臭。
思考题
假如河流或池塘发臭,如何能使其在短期内解决发臭问题?
∙水体富营养化
o水体富营养化的概念
水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类和浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。
其指标为:
水体含氮量大于0.2-0.3mg/L,含磷量大于0.01-0.02mg/L,生化需氧量大于10mg/L,pH值7-9的淡水中细菌总数达10万个/ml,叶绿素a(藻类生长量的标志)大于10µg/L。
o富营养化水体中的主要生物种群
海洋赤潮中主要是一些微型藻类,已知有60多种。
湖泊水华中以蓝藻为主,约20多种。
o水体富营养化的形成和影响因素
▪水体富营养化的形成
▪影响因素
▪营养物质:
C106H263O110N16P1
▪季节与水温
▪光照
▪pH值
▪其他生物影响
o水体富营养化的评价
▪光合作用(P)强度与呼吸作用(R)强度之比
P/R的比值
▪藻类生产潜力(AGP)
o水体富营养化的危害
▪藻类大量繁殖,覆盖水面,使景点的功能变差,透明度下降,水色不良,表面有水花。
▪消耗溶解氧。
导致鱼类等水生生物窒息死亡,给水产养殖带来危害。
▪某些藻类产毒素,引起水生生物病变或中毒死亡。
▪产生气味化合物,使水体散发不良的气味。
▪给水的影响,污染自来水源,造成运行成本增加。
▪加速湖泊衰亡。
o 水体富营养化的防治
▪切断外源,防止氮、磷进入水体;减少外来污染物的带入(饲料、垃圾)
▪控制藻类的生长
▪底泥疏浚
第三节微生物代谢物的污染
∙生物毒素
o细菌毒素
肉毒梭菌毒素
o真菌毒素
▪黄曲霉毒素
▪黄曲霉毒素的毒性
按照毒理学标准,半数致死剂量(LD50)<1mg/kg的毒物即属特剧毒物。
黄曲霉毒素B1的半数致死剂量为0.294mg/kg,因此它是特剧毒物。
▪黄曲霉毒素产生菌
黄曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(Asp.parasiticus)
▪黄曲霉毒素的理化性质
▪黄曲霉毒素的防治
世界卫生组织1966年的标准为30µg/kg,1970年降为20µg/kg,至1975年再次降为15µg/kg。
我国标准是:
玉米、花生油、花生及其制品不得超过20µg/kg;大米及其它食油不得超过10µg/kg;其它粮食、豆类、发酵食品不得超过5µg/kg;婴儿代乳食品不得检出。
o藻类毒素
o放线菌毒素
∙气味代谢物
o产生气味代谢物的微生物
o气味代谢物的化学本质
∙耐酸细菌与酸性矿水的污染
o黄铁矿、斑铜矿等无机矿床内都含有硫化铁,硫化铁暴露在空气中会发生自然氧化产生FeSO4和H2SO4。
缺水时:
FeS2+3O2→FeSO4+SO2
有水时:
2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4
o通过氧化硫亚铁杆菌(Ferrobacillussulfooxidans)和氧化亚铁亚铁杆菌(F.ferrooxidans)等铁氧化细菌的作用,使硫酸亚铁氧化成硫酸高铁。
4FeSO4+2H2SO4+O2→2Fe(SO4)3+2H2O
o硫酸高铁是强氧化剂,它与黄铁矿继续作用,产生更多的H2SO4和FeSO4。
FeS2+7Fe(SO4)3+8H2O→15FeSO4+8H2SO4+2S
o产生的元素硫在氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans)作用下生成硫酸。
2S+3O2+3H2O→2H2SO4
以上过程表明,经化学氧化使矿水变酸,在酸性条件下促进了耐酸细菌的发育,通过这些耐酸细菌,加剧了矿水的酸化。
通过化学氧化与生物氧化的反复作用,形成大量硫酸,使矿水极度酸化,pH可降至1.5-0.5。
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