微生物生态与环境工程中的微生物作用

微生物生态与环境工程中的微生物作用

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1、第二篇微生物生态与环境工程中的微生物作用第一章微生物生态第二章微生物在环境物质循环中的作用第三章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理的微生物学原理第五章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落第六章微生物学新技术在环境工程中的应用第一章微生物生态第一节生态系统第二节土壤微生物生态第三节空气微生物生态第四节水体微生物生态第一节生态系统一、生态系统和生物圈二、生态平衡三、生态系统的分类一、生态系统和生物圈生态系统(ecosystem)是生物圈的组成部分与基本单元。它是由生物群落及其生存环境组成的一个整体系统,可用下式表述:生态系统=生物

2、群落+环境条件生态系统的功能包括:生物生产、能量流动、物资循环、信息传递。生态系统的这些功能是在生物圈内进行的。生物圈是指:生存在地球陆地以上和海面以下个10km之间的范围,包括岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈内所有生物群落和人以及他们生存环境的总体。二、生态平衡生态系统是开放系统,当能量和物质的输入(被植物等固定)大于输出(消费和分解、人类收获)时,生物量增加;反之,生物量减少。如果输入和输出在较长时间趋于相等,生态系统的组成、结构和功能将长期处于稳定状态。虽然各生物群落有各自的生长、发育、繁殖及死亡过程,但动物、植物和微生物等群落的种群、数量,它们的数量比均保持相对稳定。即使有外来干扰

3、,生态系统能通过自行调节的能力恢复到原来稳定的状态(例如土壤和水体的自净)这就是生态系统的平衡,即生态平衡。三、生态系统的分类水体生态系统陆地生态系统淡水生态系统海水生态系统河流生态系统湖泊生态系统水体生态系统陆地生态系统动物生态系统植物生态系统土壤微生物生态系统生存环境生存状态微生物生存状态水体微生物生态系统空气微生物生态系统微生物生态系统第二节土壤微生物生态一、土壤微生物生态二、微生物在土壤的种类、数量和分布三、土壤自净和污染土壤微生物生态四、土壤污染和土壤生物修复一、土壤微生物生态土壤对微生物的生存的影响包括以下几个方面:营养;pH;渗透压;氧气和水;温度;保护层。二、微生物在土

4、壤的种类、数量和分布土壤中的微生物含量是衡量土壤肥力的指标之一。肥沃土:1×108~1×109个微生物/克土贫瘠土:1×106~1×107个微生物/克土根据土壤性质的不同,如pH、酸碱性、水分、透气性等,土壤中所含的微生物数量和种类各不相同。微生物在土壤中的分布随土层深度的增加而减少。三、土壤自净和污染土壤微生物生态土壤对施入其中一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能力,通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原来水平的净化过程,称土壤自净。由于土壤中含有大量的微生物,可用土地法处理废水,污染物在土壤中的存在还会诱导土壤中微生物的变异。如果用污水对农田进行灌溉,只要不

5、超过土壤自净能力是不会引起土壤污染的。四、土壤污染和土壤生物修复当污染物排放到土壤中,超过了土壤的自净能力,则会产生不良后果:1.破坏土地的生态平衡;2.有毒有害物质渗入到地下水中,危害人类;3.各种病原微生物会通过各种途径进入人体引起人体疾病。针对污染土壤的问题,人们开始了污染土壤的生物修复工作。即针对污染物的性质,选用高效的微生物菌种,投入到受污染的土壤中,并配以适当的营养和氧气,对受污染的土壤进行生物修复。针对受污染土壤的情况有原位生物修复、生物通风、挖掘堆置和反应器处理等方法。第三节空气微生物生态一、空气的生态条件二、空气微生物的种类、数量和分布三、空气微生物的卫生标准及生物洁

6、净技术四、空气微生物检测一、空气的生态条件空气中有较强的紫外辐射,具有较干燥,温度变化大,缺乏营养等特点。所以空气不是微生物生长繁殖的场所。虽然空气中微生物数量较多,但只是暂时停留。微生物在空气中停留时间的长短由风力、气流和雨、雪等气象条件所决定,但它最终要沉降到土壤、水中、建筑物和植物上。二、空气微生物的种类、数量和分布空气中微生物的种类和所处的地理位置有关的,其数量也是如此,不同场所上空微生物的数量如下表所示:场所畜舍宿舍城市街道市区公园海洋上空北纬80°微生物(1~2)×1062×1045×1032001~20空气中的微生物还随着海拔高度而变化,一般来说,海拔越高,微生物数量越少

7、。单位:个/m3三、空气微生物的卫生标准及生物洁净技术清洁程度细菌总数(单位:个/m3)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以细菌总数评价空气的卫生标准:外部大环境的卫生洁净技术主要靠绿化环境,搞好生态环境,局部环境主要可通过空气过滤器来实现。四、空气微生物检测空气中微生物的检测可通过:固体法:(1)平皿落菌法;(2)撞击法2.液体法空气微生物的测点数越多越准确,以20~

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