第三节  空气微生物生态

一、空气的生态条件 

紫外线、干燥、温度变化大、缺乏营养等， 

这些特点决定了空气不是微生物生长繁殖的场所。 

二、空气微生物的种类、数量和分布 

空气中的微生物来源于： 

土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）；     

水体（水面吹起的小水滴）； 

人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等） 

空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。 

在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的霉菌、放线菌及各种胞囊。 

取决于多种因素的影响：空气的相对湿度、紫外线、尘土颗粒的数量和大小以及微生物本身的性质。 

也与环境卫生状况有关，如绿化。 

                   第四节 水体微生物生态

一、水体中的微生物群落

水体：天然水体和人工水体

水体中的微生物来源：

水体中固有的微生物；

来自土壤的微生物（径流）；

来自生产和生活的微生物（废弃物）；

来自空气微生物（降雨等）。

1．江河水中的微生物

1）数量和种类与接触的土壤有密切关系；淡水主要存在于陆地上的江河、湖泊、池塘、水库和小溪中，因此淡水中的微生物多来自于土壤、空气、污水或动植物尸体等。尤其是土壤中的微生物，常随同土壤被雨水冲刷进入江河、湖泊中。来自土壤中的微生物，一部分生活在营养稀薄的水中，一部分附着在悬浮于水体中的有机物上，一部分随着泥沙或较大的有机物残体沉淀到湖底淤泥中，成为水体中的栖息者。另外也有很多微生物因不能适应水体环境而死亡。因此水体中的微生物的种类和数量一般要比土壤中的少得多。

2）呈垂直分布：微生物在淡水中的分布常受许多环境因子影响，最重要的一个因子是营养物质，其次是温度、溶解氧等。水体内有机物含量高，则微生物数量大；中温水体内微生物数量比低温水体内多；深层水中的厌氧微生物较多，而表层水内好氧微生物较多。

3）多是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底。

4）多能运动，有些具有很异常的形态（如柄细菌）。

5）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多对健康不利的细菌，因此不宜作为饮用水源：

6）水体自身存在自我净化作用：主要是水体中原生动物的作用；水体不适合病原微生物的生存等。

2．海水微生物

主要包括：藻类、芽孢杆菌属、假单胞菌属、弧菌属、发光细菌。

1）嗜盐。海水含有相当高的盐分，一般为3.2％一4％，含盐量越高，则渗透压越大。海洋微生物多为嗜盐菌，并能耐受高渗透压，如盐生盐杆菌。

2）低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水中发现的细菌多为嗜冷菌。

3）大多数海洋细菌为G—细菌，并具有运动能力。

4）耐高压（特别是生活在深海的细菌）。在深海中的微生物还能耐受低温和很高的静水压，少数微生物可以在60.795MPa下生长，如水活微球菌和浮游植物弧菌。

5）更明显的垂直分层分布（透光区、无光区、深海区、超深渊海区）。

许多海洋细菌能发光，称为发光细菌。这些菌在有氧存在时发光，对一些化学药剂与毒物较敏感，故可用于监测环境污染物。

二、水体自净和污染水体的微生物生态

1、概念：

水体自净———自然净化

物理作用：稀释、沉淀                 （强）

化学作用：日光、氧气等对污染物的分解 （弱）

生物作用：生物降解（食物链）         （强）

水体自净速度的限制因素？

物理：水的流量、流速、污染物物理性质

化学：地域、季节、天气

生物：生物种类、数量（营养物浓度、环境因子）、代谢的极限速度

在正常情况下，水体单位时间内通过正常生物循环中能够同化有机污染物的最大数量称为自净容量。

2.  水体自净过程

三个阶段

阶段一：有机物进入河流，有机物浓度­，异养菌数量­，DO ¯；

阶段二：有机物浓度¯，异养菌数量¯ ，原生动物数量­ ，DO ­；

阶段三：有机物浓度¯，异养菌数量¯ ，原生动物数量­ ，藻类数量­ ，DO ­；

三个变化

变化一：有机污染物浓度由高降至低；

变化二：生物相发生一系列变化：异养菌­ Þ 原生动物数量­ Þ藻类­ ；

变化三：DO的变化： DO ¯ Þ DO ­ Þ恢复原有水平

3．衡量水体污染与自净的指标 

水体外观

化学指标

生物种类、数量及比例关系、

溶解氧、

指示生物观察

1）P／H指数

     P代表光合自养型微生物（如藻类）

     H代表异养型微生物（如细菌等），两者的比即P／H指数。

P/H =（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量

2) 氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线

自净过程中DO的变化

有机物浓度­，耗氧速率＞复氧速率， DO ¯

有机物浓度¯，耗氧速率＝复氧速率， DO ÞDO min

有机物浓度¯ Þ 0，耗氧速率＜复氧速率， DO ÞDO 饱和

氧垂曲线的概念

河流受到污染后，河水中DO含量的变化情况用一条曲线来表示，曲线呈下垂状，叫做氧垂曲线。

氧垂曲线从耗氧这个侧面反映了河流的自净过程。当有机污染程度超过河流的自净能力时，河流将出现无氧的河段，此段的有机物转入无氧分解，出现黑臭现象，此时，氧垂曲线出现中断。故氧垂曲线可作为衡量水体自净的指标。

3)．水体外观

• 外观特征：混浊程度、颜色及气味等

• 原 因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量

4）指示生物

可作为指示生物的生物种类很多，包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物（有寡毛类的颤体虫、软体动物)、植物和水生昆虫等

5）水体有机污染指标

1）与BIP指数

BIP =（无叶绿素的微生物数量）/（全部微生物数量）

 ≈H/（P+H）×100%

BIP值        0-8      清洁水 

         8-20     轻度污染水 

         20-60     中度污染水 

         60-100    严重污染水 

2.总菌数：

1ml 水样在营养培养基中37培养24（或48）小时生长出的细菌菌落数。

3.总大肠菌群：

包括大肠埃希菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、和克雷伯氏菌属等十几种肠道杆菌。是一群兼性厌氧的、无芽孢的革兰氏阴性菌，是指示粪便污染的一个指标。即病原菌污染水体的间接指标。

（二）污染水体的微生物生态 

劣Ⅴ类的水体（无使用价值）——用污化系统划分。

污化系统：根据指示生物种群、数量及水质将污染水体划属为不同污染带类型：

 多污带、α中污带、β中污带、寡污带，

三、水体富营养化

（一）水体富营养化的概念和发生  

由于某些因素，特别是人类的活动，使营养物质（氮、磷等）大量进入水体，促使水体中的藻类过量繁殖，造成水体出现富营养化。在淡水水体中称为“水华”，在海水中为“赤潮”。

潮：咸水水体中的富营养化

藻类生长的限制因子：氮和磷。    

富营养化有关的藻类：蓝藻中的微囊藻属、腔球藻属和鱼腥藻属等。

富营养化的危害： 

消耗溶解氧，造成水体缺氧，鱼类等无法生存；

藻类分泌有毒物质，死亡腐败等，影响水质；

改变水体生态系统，引起生物群落的演替。

（二）水体富营养化的评价 

观察蓝藻等指示生物； 

测定生物量； 

测定原初生产力； 

测定透明度； 

测定N、P等营养物质。 

AGP（藻类潜在生产力的测定）