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1、会计学1环境工程微生物学环境工程微生物学(wi shn w xu)微生微生物的生态物的生态第一页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)第一节第一节 概概 述述第二节第二节生态环境生态环境(shn ti hun jn)中的中的微生物微生物第三节第三节微生物与生物地球化学循环微生物与生物地球化学循环第1页/共152页第二页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)&概概 述述&生态系统生态系统(shn ti x tn)&微生物在生态系统微生物在生态系统(shn ti x tn)中的角色中的角色第2页/共152页第三页，共153页。第第七七章章微微
2、生生物物的的生生态态(shngti)n n生态系统生态系统n n生态系统是指在一定的空间内生物的生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能的一个生态学功能(gngnng)单位。单位。n n生物成分按其在生态系统中的作用，生物成分按其在生态系统中的作用，可划分为三大类群：生产者、消费者可划分为三大类群：生产者、消费者和分解者。微生物可以在多个方面但和分解者。微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重主要作为分解者而在生态系统中起重要作用。要作用。第3页
3、/共152页第四页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)微生物微生物是有机物的主要分解者是有机物的主要分解者是物质循环中的重要成员是物质循环中的重要成员(chngyun)是生态系统中的初级生产者是生态系统中的初级生产者是物质和能量的贮存者是物质和能量的贮存者是地球生物演化中的先锋种类是地球生物演化中的先锋种类 第4页/共152页第五页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)&生态环境中的微生物生态环境中的微生物&微生物生物环境间的关系微生物生物环境间的关系&土壤中的微生物土壤中的微生物&水体水体(shu t)中的微生物中的微生物&大气中的微
4、生物大气中的微生物&极端环境下的微生物极端环境下的微生物&动物体中的微生物动物体中的微生物&植物体中的微生物植物体中的微生物&人体微生物及病原微生物的传人体微生物及病原微生物的传播播第5页/共152页第六页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)n种群的相互作用种群的相互作用n互生互生(mrtabiosis)n共生共生(symbiosis)n寄生寄生(parasitism)n拮抗拮抗(ji kn)(antagonism)n捕食捕食(predation)第6页/共152页第七页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)uu种群的相互作用种群的相互
5、作用uu种群种群 是指具有相似特性和是指具有相似特性和生活在一定空间内的同种个生活在一定空间内的同种个体群，种群是组成群落的基体群，种群是组成群落的基本组分。本组分。uu种群的相互作用复杂种群的相互作用复杂(fz)多样，种群密度、代谢能力、多样，种群密度、代谢能力、增长速率等方面表述两个种增长速率等方面表述两个种群之间的相互影响及作用。群之间的相互影响及作用。第7页/共152页第八页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)l种群相互作用的基本类型种群相互作用的基本类型l中立生活中立生活 两种群之间在一两种群之间在一起彼此没有影响或仅存无关起彼此没有影响或仅存无关紧要的
6、影响。紧要的影响。l偏利作用偏利作用 一种种群因另一一种种群因另一种种群的存在或生命活动而种种群的存在或生命活动而得利，而后者没有从前者受得利，而后者没有从前者受益益(shuy)或受害。或受害。l协同作用协同作用 相互作用的两种相互作用的两种种群相互有利，二者之间是种群相互有利，二者之间是一种非专性的松散联合。一种非专性的松散联合。第8页/共152页第九页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)互惠共生互惠共生 相互作用的两个种群相互有利，相互作用的两个种群相互有利，两者之间是一种专性的和紧密的结合，是两者之间是一种专性的和紧密的结合，是协同作用的进一步延伸。联合的种
7、群发展协同作用的进一步延伸。联合的种群发展成一个共生体，有利于它们去占据限制单成一个共生体，有利于它们去占据限制单个种群存在的生境。地衣是互惠共生的典个种群存在的生境。地衣是互惠共生的典型例子。型例子。寄生寄生 一种种群对另一种群的直接侵人，一种种群对另一种群的直接侵人，寄生者从寄主寄生者从寄主(jzh)生活细胞或生活组织生活细胞或生活组织获得营养，而对寄主获得营养，而对寄主(jzh)产生不利影响。产生不利影响。第9页/共152页第十页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)捕食捕食 一种种群被另一种种群完全吞一种种群被另一种种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营
8、食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响。养，而对被食者种群产生不利影响。偏害作用偏害作用(拮抗拮抗)一种种群阻碍另一一种种群阻碍另一种种群的生长，而对第一种种群无影种种群的生长，而对第一种种群无影响。响。竞争竞争(jngzhng)两个种群因需要两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子，致相同的生长基质或其它环境因子，致使增长率和种群密度受到限制时发生使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用，其结果对两种种群都是的相互作用，其结果对两种种群都是不利的。不利的。第10页/共152页第十一页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)uu互生互生uu
9、微生物间的互生微生物间的互生uu人与肠道正常人与肠道正常(zhngchng)菌菌群的互生群的互生uu互生与发酵工业中的混菌培养互生与发酵工业中的混菌培养 第11页/共152页第十二页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)u共生共生u微生物间的共生微生物间的共生u微生物与植物间的共生微生物与植物间的共生u根瘤根瘤(gnli)u菌根菌根u微生物与动物间的共生微生物与动物间的共生u昆虫昆虫u反刍动物反刍动物第12页/共152页第十三页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)u寄生寄生u微生物间的寄生微生物间的寄生u微生物与植物间的共生微生物与植物
10、间的共生(gngshng)u微生物与动物间的共生微生物与动物间的共生(gngshng)u拮抗拮抗u捕食捕食第13页/共152页第十四页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)n土壤中的微生物土壤中的微生物n土壤是微生物的合适生境土壤是微生物的合适生境n土壤微生物种类齐全、数量多、土壤微生物种类齐全、数量多、代谢潜力巨大，是主要代谢潜力巨大，是主要(zhyo)的微生物源的微生物源。n土壤微生物的数量和分布主要土壤微生物的数量和分布主要(zhyo)受到营养物、含水量、受到营养物、含水量、氧、温度、氧、温度、pH等因子的影响，等因子的影响，集中分布于土壤表层和土壤颗粒集中分
11、布于土壤表层和土壤颗粒表面。表面。第14页/共152页第十五页，共153页。一、土壤中的生态条件一、土壤中的生态条件一、土壤中的生态条件一、土壤中的生态条件土壤是自然界微生物活动的主要场所，因为土壤具备微生物生存的基本条件。土壤是自然界微生物活动的主要场所，因为土壤具备微生物生存的基本条件。土壤是自然界微生物活动的主要场所，因为土壤具备微生物生存的基本条件。土壤是自然界微生物活动的主要场所，因为土壤具备微生物生存的基本条件。水分土壤的孔隙和土块的表面总会带有一定的，土壤一般含有丰富的有机质，它们水分土壤的孔隙和土块的表面总会带有一定的，土壤一般含有丰富的有机质，它们水分土壤的孔隙和土块的表面总
12、会带有一定的，土壤一般含有丰富的有机质，它们水分土壤的孔隙和土块的表面总会带有一定的，土壤一般含有丰富的有机质，它们来自动植物的遗体。土壤也含有多种矿物质，含有微生物需要的金属元素。在来自动植物的遗体。土壤也含有多种矿物质，含有微生物需要的金属元素。在来自动植物的遗体。土壤也含有多种矿物质，含有微生物需要的金属元素。在来自动植物的遗体。土壤也含有多种矿物质，含有微生物需要的金属元素。在土壤团粒结构中含有空气。这种土壤的土壤团粒结构中含有空气。这种土壤的土壤团粒结构中含有空气。这种土壤的土壤团粒结构中含有空气。这种土壤的pHpH接近中性接近中性接近中性接近中性(zhngxng)(zhngxng)
13、，其温度适宜，其温度适宜，其温度适宜，其温度适宜，一年四季变化相对不大。在表层几毫米之下，微生物可免于阳光直射。这些使一年四季变化相对不大。在表层几毫米之下，微生物可免于阳光直射。这些使一年四季变化相对不大。在表层几毫米之下，微生物可免于阳光直射。这些使一年四季变化相对不大。在表层几毫米之下，微生物可免于阳光直射。这些使土壤成为微生物活动最适宜的场所，所以土壤有微生物的土壤成为微生物活动最适宜的场所，所以土壤有微生物的土壤成为微生物活动最适宜的场所，所以土壤有微生物的土壤成为微生物活动最适宜的场所，所以土壤有微生物的“天然培养基天然培养基天然培养基天然培养基”之称。之称。之称。之称。土壤中微生
14、物数量最大，种类最多，人们常称之为土壤中微生物数量最大，种类最多，人们常称之为土壤中微生物数量最大，种类最多，人们常称之为土壤中微生物数量最大，种类最多，人们常称之为“微生物的大本营微生物的大本营微生物的大本营微生物的大本营”。第15页/共152页第十六页，共153页。土壤土壤土壤土壤(t(t r r ng)ng)逐渐干燥时，细菌数量的变化逐渐干燥时，细菌数量的变化逐渐干燥时，细菌数量的变化逐渐干燥时，细菌数量的变化细菌类群细菌类群数量（数量（106/g 干土）干土）0d15d细菌总数细菌总数芽孢细菌芽孢细菌无芽孢细菌无芽孢细菌球菌球菌节杆菌节杆菌22.86.013.03.10.672.92.
15、20.10.10.60第16页/共152页第十七页，共153页。二、土壤二、土壤(trng)微生物的分布特微生物的分布特点点n n不同土壤，微生物种类和数量、优势种群不同土壤，微生物种类和数量、优势种群不同；不同；n n同一土壤，微生物的分布呈不均匀同一土壤，微生物的分布呈不均匀(jnyn)性和季节性变化；性和季节性变化；n n土壤中微生物的垂直分布和水平分布呈现土壤中微生物的垂直分布和水平分布呈现差异。差异。第17页/共152页第十八页，共153页。三、土壤自净和污染三、土壤自净和污染(wrn)土壤微生物生土壤微生物生态态（一）土壤自净（一）土壤自净（一）土壤自净（一）土壤自净1 1、概念、
16、概念、概念、概念(ginin)(ginin)2 2、影响因素、影响因素、影响因素、影响因素(二二二二)污染土壤的微生物生态污染土壤的微生物生态污染土壤的微生物生态污染土壤的微生物生态第18页/共152页第十九页，共153页。四、土壤污染四、土壤污染(t rn w rn)和土壤生物修复和土壤生物修复 (一一)土壤污染土壤污染(t rn w rn)物的来源及其物的来源及其不良后果不良后果1、土壤污染、土壤污染(t rn w rn)物的来源物的来源2、污染物的去向、污染物的去向3、土壤污染、土壤污染(t rn w rn)的后果的后果第19页/共152页第二十页，共153页。(二二)土壤土壤(trng
17、)(trng)修复修复1 1、土壤修复的兴起、土壤修复的兴起2 2、土壤修复的概念、土壤修复的概念(ginin)(ginin)3 3、土壤生物修复技术简介、土壤生物修复技术简介4 4、土壤生物修复工程、土壤生物修复工程第20页/共152页第二十一页，共153页。生物通风系统生物通风系统(xtng)修复石油轻度污染土壤的示意图修复石油轻度污染土壤的示意图第21页/共152页第二十二页，共153页。典型花园土壤不同深度典型花园土壤不同深度(shnd)每克土壤的每克土壤的微生物菌落数微生物菌落数/CFU深度深度/cm细菌细菌放线菌放线菌*真菌真菌藻类藻类3-897500002080000119000
18、2500020-25217900024500050000500035-40570000490001400050065-751100050006000100135-14514003000*丝状细菌丝状细菌(xjn)第22页/共152页第二十三页，共153页。第第七七章章微微生生物物的的生生态态(shngti)n水体中的微生物水体中的微生物n水生生境主要包括湖泊、池塘、水生生境主要包括湖泊、池塘、溪流溪流(xli)、河流、港湾和海、河流、港湾和海洋。洋。n水体中微生物的数量和分布主要水体中微生物的数量和分布主要受到营养物水平、温度、光照、受到营养物水平、温度、光照、溶解氧、盐分等因素的影响。溶解氧
19、、盐分等因素的影响。第23页/共152页第二十四页，共153页。一、水体中微生物的分布一、水体中微生物的分布(fnb)特点特点n n来自溪流的水较为清洁，营养物质缺来自溪流的水较为清洁，营养物质缺乏，其中细菌以革兰氏阴性乏，其中细菌以革兰氏阴性(ynxng)无芽孢菌为主。含铁和硫无芽孢菌为主。含铁和硫的水中则常见鞘细菌和硫细菌的水中则常见鞘细菌和硫细菌；n n湖泊、池塘、河流中的微生物大部分湖泊、池塘、河流中的微生物大部分来自土壤和生活污水，微生物类群直来自土壤和生活污水，微生物类群直接反映了陆地情况。接反映了陆地情况。第24页/共152页第二十五页，共153页。n n水中的真菌水中的真菌(z
20、hnjn)以水生藻状菌为以水生藻状菌为主。湖水中最常见的真菌主。湖水中最常见的真菌(zhnjn)是是水霉菌属水霉菌属(Soprolegnia)和绵霉菌属和绵霉菌属(Achalya)的菌种。的菌种。n n海水中微生物的种类和数量也很大，分海水中微生物的种类和数量也很大，分布极广，特别是藻类最多。细菌的种类布极广，特别是藻类最多。细菌的种类和土壤及淡水中的差别不大，但有较多和土壤及淡水中的差别不大，但有较多的弧菌和革兰氏阴性杆菌，球菌和放线的弧菌和革兰氏阴性杆菌，球菌和放线菌较少。海水细菌中能游动的和有色素菌较少。海水细菌中能游动的和有色素的细菌比例较大。的细菌比例较大。第25页/共152页第二十
21、六页，共153页。n n海水营养物质相对海水营养物质相对(xingdu)不丰富，不丰富，加之海水的高盐分、低温、高压的条加之海水的高盐分、低温、高压的条件，件，n n海水中微生物的浓度相对海水中微生物的浓度相对(xingdu)较低，异养菌数目相对较低，异养菌数目相对(xingdu)较较少，兼性好氧菌占优势而专性好氧菌少，兼性好氧菌占优势而专性好氧菌很少，它们大多是分解蛋白质能力强，很少，它们大多是分解蛋白质能力强，而分解碳水化合物能力弱的菌种。而分解碳水化合物能力弱的菌种。第26页/共152页第二十七页，共153页。不同不同(b tn)水体微生物数量水体微生物数量国名国名河河 名名河水中的细菌
22、数河水中的细菌数(个个/mL)作作 者者德国德国巴西巴西捷克捷克福达河福达河莱尔涅尔格罗河莱尔涅尔格罗河多瑙河多瑙河3.52105 9.8106231054.55105JannaschSchmidtDaubner湖泊类型湖泊类型细菌总数（细菌总数（103 /mL）贫营养湖泊贫营养湖泊中营养湖泊中营养湖泊富营养湖泊富营养湖泊富营养水库富营养水库503404501400220012300100057900第27页/共152页第二十八页，共153页。二、水体二、水体(shu t)(shu t)自净作用自净作用（一）水体自净（一）水体自净1 概念：概念：地面水接受污染物后，水质发生变化，地面水接受污染
23、物后，水质发生变化，经过一定经过一定(ydng)时间时间(或流过一定或流过一定(ydng)距离距离)后，受多种因素的影后，受多种因素的影响，被污染的地面水又恢复原有的洁响，被污染的地面水又恢复原有的洁净状态，这一过程称为水体的自净作净状态，这一过程称为水体的自净作用。用。第28页/共152页第二十九页，共153页。u自净容量自净容量u自净作用有一定的限度，在水体自净作用自净作用有一定的限度，在水体自净作用限度内能够限度内能够(nnggu)容纳的污染物的最大容纳的污染物的最大数量，称为该水体的自净容量。数量，称为该水体的自净容量。u对于某一特定的水域，若污染物的排放总对于某一特定的水域，若污染物
24、的排放总量超过了其自净容量，则水体不能自行恢量超过了其自净容量，则水体不能自行恢复至原有的状态，其生态平衡将遭到破坏，复至原有的状态，其生态平衡将遭到破坏，河水即被污染。河水即被污染。第29页/共152页第三十页，共153页。我国每年的废污水排放总量已经我国每年的废污水排放总量已经(y jing)达到了达到了620亿吨亿吨第30页/共152页第三十一页，共153页。第31页/共152页第三十二页，共153页。第32页/共152页第三十三页，共153页。vv水体自净作用水体自净作用(zuyng)(zuyng)的强弱和自净的强弱和自净容量的大小受水量、水质及一系列水容量的大小受水量、水质及一系列水
25、文条件文条件(如流量、流速、河流弯曲复如流量、流速、河流弯曲复杂程度等杂程度等)影响。影响。vv自净作用自净作用(zuyng)(zuyng)是自然沉降作用是自然沉降作用(zuyng)(zuyng)、稀释作用、稀释作用(zuyng)(zuyng)、有、有机物的生物降解、复氧作用机物的生物降解、复氧作用(zuyng)(zuyng)(溶解氧浓度的恢复溶解氧浓度的恢复)、日照等许多作、日照等许多作用用(zuyng)(zuyng)联合的结果。联合的结果。第33页/共152页第三十四页，共153页。vv若污染物的排放量在水体的自净容量允许范若污染物的排放量在水体的自净容量允许范围，好氧菌能持续繁殖，随有机
26、物降解，溶围，好氧菌能持续繁殖，随有机物降解，溶解氧浓度会下降，水中解氧浓度会下降，水中BOD浓度也同时下降；浓度也同时下降；vv有机物分解完毕后，化能异养细菌停止生长；有机物分解完毕后，化能异养细菌停止生长；光合微生物光合微生物(藻类和蓝细菌藻类和蓝细菌)利用水中溶解的利用水中溶解的无机物大量繁殖，随后，无机营养物的减少无机物大量繁殖，随后，无机营养物的减少使光合微生物数量也减少。使光合微生物数量也减少。vv水体的水体的BOD、溶解氧恢复至原来的水平，河、溶解氧恢复至原来的水平，河水的自净作用水的自净作用(z jn zu yn)完成。完成。第34页/共152页第三十五页，共153页。废水有时
27、含有的各式各样病原微生物，废水有时含有的各式各样病原微生物，进入河流等水域，因环境进入河流等水域，因环境(hunjng)变化，一定时间后死去，病原微生物变化，一定时间后死去，病原微生物的死亡是自净作用的重要内容。的死亡是自净作用的重要内容。第35页/共152页第三十六页，共153页。2 2 河流河流(hli)(hli)污染和污染和自净过程自净过程A.A.有机物排放至河流后，被河水稀释，有机物排放至河流后，被河水稀释，其中的悬浮物沉降至河底其中的悬浮物沉降至河底(h d)。B.B.好氧微生物降解有机物，加速繁殖，好氧微生物降解有机物，加速繁殖，河水溶解氧降低，甲壳动物、大多原河水溶解氧降低，甲壳
28、动物、大多原生动物死亡，鱼类绝迹，厌氧菌大量生动物死亡，鱼类绝迹，厌氧菌大量繁殖。繁殖。第36页/共152页第三十七页，共153页。2 2 河流河流(hli)(hli)污染和自污染和自净过程净过程C.C.有机物浓度降低，有机物浓度降低，COD和和BOD降低降低、溶、溶O2浓度增加，甚至达到饱和，浓度增加，甚至达到饱和，水生生物开始繁殖。水生生物开始繁殖。D.D.有机物被完全降解，细菌数量减少，有机物被完全降解，细菌数量减少，河水回复河水回复(huf)到原先的水平，自到原先的水平，自净作用完成。净作用完成。第37页/共152页第三十八页，共153页。n n有机物质种类有机物质种类(zhngli)
29、及浓度：排入及浓度：排入河流的有机物被降解的难易程度、有机河流的有机物被降解的难易程度、有机污染物的浓度菌直接影响河流的自净作污染物的浓度菌直接影响河流的自净作用。用。n n溶解氧浓度：来源于藻类、蓝细菌的光溶解氧浓度：来源于藻类、蓝细菌的光合作用和空气中氧的扩散作用。合作用和空气中氧的扩散作用。3 3 影响河流自净作用影响河流自净作用(z jn zu yn)(z jn zu yn)的因素的因素第38页/共152页第三十九页，共153页。n n温度：温度：n n水温或气候都影响水体自净作用水温或气候都影响水体自净作用n n其它因素：其它因素：n n河流河流(hli)的流量、流速、河道弯的流量、
30、流速、河道弯曲复杂程度影响到沉降、稀释作用；曲复杂程度影响到沉降、稀释作用；氧的扩散速率。氧的扩散速率。3 3 影响河流自净作用影响河流自净作用(z jn zu yn)(z jn zu yn)的因素的因素第39页/共152页第四十页，共153页。（二）衡量水体（二）衡量水体(shu t)自净的参自净的参考指标考指标1、P/H指数指数P代表水体中光合自养代表水体中光合自养(z yn)型微生型微生物数量，物数量，H代表异养微生物数量，二代表异养微生物数量，二者之比即为者之比即为P/H指数。指数。一定程度上反映水体污染和自净的程度。一定程度上反映水体污染和自净的程度。第40页/共152页第四十一页，
31、共153页。P/H指数低，有机物浓度较高，污染重，指数低，有机物浓度较高，污染重，自净速率高，自净度低；自净速率高，自净度低；P/H值高，水体逐渐清洁，有机物浓度较值高，水体逐渐清洁，有机物浓度较低，污染轻，自净速率较低。低，污染轻，自净速率较低。河流自净作用完成后，河流自净作用完成后，P/H指数也恢复到指数也恢复到原来原来(yunli)的水平，自净度高。的水平，自净度高。第41页/共152页第四十二页，共153页。n n河流河流(hli)自净过程中，好氧菌降自净过程中，好氧菌降低水中溶低水中溶O2；藻类和蓝细菌的光合；藻类和蓝细菌的光合作用产生的作用产生的O2及空气向水体扩散的及空气向水体扩
32、散的O2使溶解氧浓度逐渐上升使溶解氧浓度逐渐上升(即复氧作即复氧作用用)。n n河流河流(hli)自净过程中，在耗氧与自净过程中，在耗氧与复氧作用下的水中溶解氧变化曲线称复氧作用下的水中溶解氧变化曲线称为氧垂曲线。为氧垂曲线。2 2、氧垂曲线和氧浓度、氧垂曲线和氧浓度(nngd)(nngd)的昼夜变化的昼夜变化幅度幅度 第42页/共152页第四十三页，共153页。n nO2的消耗量能反映微生物自净作用的消耗量能反映微生物自净作用的强弱的强弱(qin ru)，溶，溶O2的完全恢的完全恢复说明自净作用已完成；复说明自净作用已完成；n n氧垂曲线可反应水体自净状况。氧垂曲线可反应水体自净状况。第43
33、页/共152页第四十四页，共153页。第44页/共152页第四十五页，共153页。（三）污染（三）污染(wrn)水体的微生物生水体的微生物生态态1 污化系统及其指示生物污化系统及其指示生物污化系统污化系统(也称有机也称有机(yuj)污染系统污染系统)是根据是根据水体有机水体有机(yuj)物污染程度的不同，对水物污染程度的不同，对水体的一种分类法。体的一种分类法。当有机当有机(yuj)污染物排入河流，在其下游河污染物排入河流，在其下游河段的自净过程中，形成一系列污化带。段的自净过程中，形成一系列污化带。第45页/共152页第四十六页，共153页。因各种水生生物需要不同的生存条件，故因各种水生生物
34、需要不同的生存条件，故在各个带中可找到不同的代表性指示生物，在各个带中可找到不同的代表性指示生物，包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微生包括细菌、真菌、藻类、原生动物等微生物，以及轮虫、浮游甲壳动物物，以及轮虫、浮游甲壳动物(jiqio dngw)、鱼类及底栖动物等。、鱼类及底栖动物等。根据指示生物的不同，污化带可分为多污根据指示生物的不同，污化带可分为多污带、带、-中污带、中污带、-中污带和寡污带。中污带和寡污带。第46页/共152页第四十七页，共153页。(1)(1)多污带（多污带（polysaprobic zone）靠近排污点下游，河水深暗、浑浊靠近排污点下游，河水深暗、浑浊(hnzhu)
35、，含大量有机物，含大量有机物，BOD高，高，呈缺氧或厌氧状态，污染严重。呈缺氧或厌氧状态，污染严重。有机物分解产生有机物分解产生H2S、NH3，使河水，使河水有异味。有异味。第47页/共152页第四十八页，共153页。水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧水生生物种类极少，以厌氧和兼性厌氧微生物为主，无鱼类、显花植物等。微生物为主，无鱼类、显花植物等。代表性的指示生物是细菌，且种类多、代表性的指示生物是细菌，且种类多、数量大，每数量大，每ml水中可达几亿个，例如硫水中可达几亿个，例如硫酸盐还原酸盐还原(hun yun)菌与产甲烷菌等，菌与产甲烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫。此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼
36、虫。第48页/共152页第四十九页，共153页。第49页/共152页第五十页，共153页。(2)中污带中污带(-mesosaprobic zone)n n在多污带下游，有机物量略减少，在多污带下游，有机物量略减少，BODBOD下降，河水下降，河水(h shu)(h shu)依然灰暗，溶解依然灰暗，溶解氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物种氧低，水面上可有浮沫和浮泥。生物种类增加，细菌数减少，但每毫升仍有几类增加，细菌数减少，但每毫升仍有几千万个。千万个。n n代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭代表性的指示生物举例如下：天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、虫、椎尾水轮虫、栉虾、独缩虫、颤藻、
37、小球藻等。小球藻等。第50页/共152页第五十一页，共153页。第51页/共152页第五十二页，共153页。第52页/共152页第五十三页，共153页。(3)-中污带（中污带（-mesosaprobic zone）n n光光合合微微生生物物和和绿绿色色浮浮游游生生物物大大量量出出现现，水水中中溶溶解解氧氧升升高高，有有机机质质含含量量少少，BOD很很低低，悬悬浮浮物物进进一一步步减减少少(jinsho)，有有机机氮氮已已转转变变为为NH4+、NO2-和和NO3-，CO2与与H2S含量减少含量减少(jinsho)。第53页/共152页第五十四页，共153页。n n细细菌菌数数量量减减少少，藻藻类
38、类大大量量繁繁殖殖，轮轮虫虫、甲甲壳壳动动物物和和昆昆虫虫增增加加，生生根根的的植植物物、鱼鱼类出现。类出现。n n代代表表性性生生物物：藻藻类类的的水水花花束束丝丝藻藻、变变异异直直链链硅硅藻藻、短短棘棘盘盘星星藻藻、舟舟形形藻藻、梭梭裸裸藻藻；原原生生动动物物的的草草履履虫虫、聚聚缩缩虫虫；微微型型后生后生(hu shng)动物的腔轮虫、水蚤。动物的腔轮虫、水蚤。第54页/共152页第五十五页，共153页。第55页/共152页第五十六页，共153页。第56页/共152页第五十七页，共153页。(4)寡污带寡污带(oligosaprobic zone)n n有机物完全分解为无机物，有机物完全
39、分解为无机物，BOD极低，溶极低，溶O2恢复正常，不含恢复正常，不含H2S，CO2含量含量(hnling)较低，较低，N元素全部氧化为元素全部氧化为NO3-，自净作用完成，自净作用完成。n n指示生物：鱼腥蓝细菌指示生物：鱼腥蓝细菌、隔板硅藻、隔板硅藻、黄群、黄群藻藻、玫瑰旋轮虫及其它藻类，钟虫、旋轮、玫瑰旋轮虫及其它藻类，钟虫、旋轮虫、水生植物与鱼类等。虫、水生植物与鱼类等。第57页/共152页第五十八页，共153页。第58页/共152页第五十九页，共153页。v以上污化系统以上污化系统(xtng)(xtng)只能反映有机污染的程度，只能反映有机污染的程度，不能反映有毒废水的污染。不能反映有
40、毒废水的污染。第59页/共152页第六十页，共153页。第60页/共152页第六十一页，共153页。2 2 水体有机水体有机(yuj)(yuj)污污染指标染指标1)1)BIP指数指数(Biologic Index of Water Pollution)：2)2)根据水生生物种类的变化来评价水体根据水生生物种类的变化来评价水体(shu t)污染程度的方法仍缺乏定量概念，污染程度的方法仍缺乏定量概念，可用水生生物的数量求出某种指数来定量可用水生生物的数量求出某种指数来定量表示水体表示水体(shu t)污染程度。污染程度。第61页/共152页第六十二页，共153页。污染污染程度程度清洁水清洁水轻微轻
41、微污染污染中等中等污染污染严重严重污染污染BIP08820206060100利用利用BIPBIP判断水体判断水体(shu t)(shu t)的有机污染程度的有机污染程度BIP=BA+B 100A A 有光合作用有光合作用(gungh-zuyng)(gungh-zuyng)微生物的数量微生物的数量B B 非光合作用非光合作用(gungh-zuyng)(gungh-zuyng)微生物的数量微生物的数量水污染生物水污染生物(shngw)指数的含义为：指数的含义为：第62页/共152页第六十三页，共153页。2）细菌菌落）细菌菌落(jnlu)总数总数（CFU）n n指指1mL水样品在营养琼脂培养基中，
42、于水样品在营养琼脂培养基中，于37C培养培养24hr后所生长出来的细菌菌落后所生长出来的细菌菌落(jnlu)总数。总数。n n用于指示被检测水源水受有机污染的程用于指示被检测水源水受有机污染的程度，为生活饮用水做卫生学评价提供依度，为生活饮用水做卫生学评价提供依据。据。n n我国规定，我国规定，1mL生活饮用水中的细菌总生活饮用水中的细菌总数数0.20.3mg/L,P0.010.02mg/L，生，生化需氧量化需氧量10mg/L，细菌总数，细菌总数105 个，个，叶绿素叶绿素a10 g/L。第65页/共152页第六十六页，共153页。不同湖泊类型不同湖泊类型(lixng)的主要特征的主要特征特征
43、特征贫营养湖泊贫营养湖泊富营养湖泊富营养湖泊湖的形态湖的形态水色水色透明度透明度溶解氧溶解氧营养物营养物生物群落生物群落深、湖岸陡深、湖岸陡淡、呈蓝色淡、呈蓝色高高浓度高浓度高N0.3mg/LP0.3mg/LP0.03mg/L种类少，数量多，主要种类少，数量多，主要是蓝藻，一般缺乏底栖是蓝藻，一般缺乏底栖动物。动物。第66页/共152页第六十七页，共153页。富营养湖泊富营养湖泊贫营养湖泊贫营养湖泊数数 量量品品 种种分分 布布昼夜间的迁移昼夜间的迁移水华现象水华现象主要藻类主要藻类丰丰 富富较较 少少主要在水体表面主要在水体表面有有 限限经常发生经常发生蓝藻科鱼腥藻属、囊蓝藻科鱼腥藻属、囊丝
44、藻属、微囊藻属等，丝藻属、微囊藻属等，片硅藻科直链藻属、片硅藻科直链藻属、脆杆藻属、冠盘藻属、脆杆藻属、冠盘藻属、星干藻属。星干藻属。稀稀 少少很很 多多可生长至深层可生长至深层频繁频繁很少出现很少出现绿藻科角星鼓藻绿藻科角星鼓藻属、片硅藻科平属、片硅藻科平板藻属，小环藻板藻属，小环藻属；金藻可锥囊属；金藻可锥囊藻属藻属富营养湖泊富营养湖泊(h p)(h p)与贫营养湖泊与贫营养湖泊(h p)(h p)比较比较第67页/共152页第六十八页，共153页。eutrophication第68页/共152页第六十九页，共153页。Large phytoplankton blooms can caus
45、e huge ugly foams on beaches.These blooms are not toxic but temporarily ruin the beach,reducing its recreational value.第69页/共152页第七十页，共153页。Algae bloom in Mounds Dam impoundment caused by eutrophication第70页/共152页第七十一页，共153页。3 3 富营养化富营养化(f(f yn yn hu)yn yn hu)的的危害危害1)1)水体外观呈色、变浊、影响景观：水体外观呈色、变浊、影响景观：2
46、)2)内陆湖：水华（水花内陆湖：水华（水花 Water bloom);3)3)海洋：赤潮（红潮海洋：赤潮（红潮 Red tide)4)4)水体散发不良气味：土腥素（水体散发不良气味：土腥素（geosmin)，硫醇、，硫醇、吲哚、胺类、酮类等；吲哚、胺类、酮类等；5)5)溶解氧下降：分解有机物及藻类残体造成细菌的溶解氧下降：分解有机物及藻类残体造成细菌的大量繁殖大量繁殖(fnzh)，消耗掉水中的氧气。，消耗掉水中的氧气。6)6)水生生物大量死亡。水生生物大量死亡。7)7)有些产生毒素：甲藻产生石房毒素、进入食物链。有些产生毒素：甲藻产生石房毒素、进入食物链。第71页/共152页第七十二页，共15
47、3页。滇池蓝藻滇池蓝藻(ln zo)水华收集水华收集区里，自动吸区里，自动吸藻器在吸取厚藻器在吸取厚达达5 cm的微囊的微囊藻水华。藻水华。第72页/共152页第七十三页，共153页。第73页/共152页第七十四页，共153页。4 4 优势优势(yush)(yush)藻种藻种n n海洋中引起赤潮的主要藻种多为甲藻海洋中引起赤潮的主要藻种多为甲藻纲，常见的有：甲藻属、膝盖藻属、纲，常见的有：甲藻属、膝盖藻属、多甲藻属；多甲藻属；n n湖泊水华产生以蓝细菌为主：微囊藻湖泊水华产生以蓝细菌为主：微囊藻属、鱼腥藻属、束丝藻属、颤藻等属属、鱼腥藻属、束丝藻属、颤藻等属的一些种，有些的一些种，有些(yux
48、i)能固氮。能固氮。第74页/共152页第七十五页，共153页。5 5 富营养化的检测富营养化的检测(jin c)(jin c)与防治与防治n n监测：监测：监测：监测：NN、P P元素的含量，水体中元素的含量，水体中元素的含量，水体中元素的含量，水体中N0.3mg/LN0.3mg/L、P0.03mg/LP0.03mg/L时，藻类生长加快。时，藻类生长加快。时，藻类生长加快。时，藻类生长加快。n n 日本学者提出，按下式计算：日本学者提出，按下式计算：日本学者提出，按下式计算：日本学者提出，按下式计算：n n 耗耗耗耗O2O2量量量量 无机无机无机无机N(N(g/L)g/L)无机无机无机无机P
49、(P(g/L)g/L)n n 1500 1500n n 若结果若结果若结果若结果 1 1，富营养化，富营养化，富营养化，富营养化(f yn(f yn y y n n hu)hu)将出将出将出将出现。现。现。现。1第75页/共152页第七十六页，共153页。v评价评价(pngji)水体富营养化的方水体富营养化的方法与法与AGPn n评价水体富营养化的方法是：评价水体富营养化的方法是：n n观察观察(gunch)蓝藻等指示生物；蓝藻等指示生物；n n测定生物的现存量；测定生物的现存量；n n测定原初生产力；测定原初生产力；n n测定透明度；测定透明度；n n测定氮和磷等导致富营养化的物质。测定氮和
50、磷等导致富营养化的物质。第76页/共152页第七十七页，共153页。n n将五方面综合起来对水体的富营养化作将五方面综合起来对水体的富营养化作出全面、充分地评价。为了控制排入水出全面、充分地评价。为了控制排入水体的废水量和水质，以便采取防止废水体的废水量和水质，以便采取防止废水对水体产生负面影响的措施，必须测定对水体产生负面影响的措施，必须测定(cdng)该废水中藻类的潜在生产力该废水中藻类的潜在生产力(AGP)。第77页/共152页第七十八页，共153页。AGP即藻类生产的潜在能力。把特定的藻即藻类生产的潜在能力。把特定的藻类接种在天然水体或废水中，在一定的光照类接种在天然水体或废水中，在一