环境微生物学第九章-2-to xuesheng
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第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理一、填空题1.根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态,污水好氧生物处理方法可分为______和______。
[江苏大学2010年研]【答案】活性污泥法;生物膜法2.在厌氧或缺氧条件下,利用厌氧性微生物分解污水中有机物的方法,叫做______。
[江苏大学2011年研]【答案】厌氧消化3.活性污泥中的细菌大多数包括在胶质中,以______形式存在。
[江苏大学2011年研] 【答案】菌胶团【解析】菌胶团是指所有具有荚膜或黏液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块。
活性污泥中的细菌大多数以菌胶团形式存在。
4.原生动物和微型后生动物在废水处理中的主要作用有______、______、______。
[湖南大学2011年研]【答案】指示作用;净化作用;促进絮凝和沉淀作用【解析】原生动物在污水净化系统中的作用如下:①指示作用,可以用来判断活性污泥和处理水质的好坏。
②净化作用,腐生性营养型原生动物可以吸收污水中溶解性有机物,动物性营养型原生动物可以吞食有机颗粒和其它微小生物,对污水净化起积极作用。
③促进絮凝和沉淀作用,原生动物能分泌一定的粘性物质协同和促使细菌发生絮凝作用。
5.微生物在厌氧环境下对有机物的转化可分为3个阶段,分别是:______、______、______。
[西安建筑科技大学2014年研]【答案】水解发酵;生成乙酸;产甲烷【解析】厌氧发酵可分为3阶段,分别为:①水解发酵阶段,水解和发酵性细菌群将复杂有机物水解为基本单元。
②生成乙酸阶段,产氢和产乙酸细菌群把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。
③产甲烷阶段,由两组生理性质不同的专性厌氧产甲烷菌群构成。
一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷,或一氧化碳和氢气合成甲烷;另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳,或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解为甲烷。
二、判断题1.在活性污泥絮状物中酵母菌数量最多。
()[湖南大学2010年研]【答案】错误【解析】活性污泥的主体细菌来源于土壤、河水、下水道污水和空气中的微生物。
环境微生物学教学大纲引言
•介绍环境微生物学的定义和研究领域
•引出环境微生物学的重要性和应用价值•概述本课程的目标和结构
第一部分:微生物的分类与鉴定
1.微生物分类的基本原则和方法
2.常见环境微生物的分类及特征
3.微生物鉴定的实验方法和技术
4.实践操作:微生物鉴定实验
第二部分:环境微生物的生物学特性
1.微生物的形态和结构特征
2.微生物的营养需求和生长特性
3.微生物的代谢途径和能量来源
4.实践操作:微生物生长实验
第三部分:环境微生物的生活史和遗传特征
1.微生物的繁殖和生活史
2.微生物的遗传特征和遗传物质
3.环境微生物的遗传多样性和进化
4.实践操作:微生物遗传实验
第四部分:环境微生物的功能和生态学
1.环境微生物的功能和作用机制
2.微生物对环境的影响和调控
3.环境微生物的生态学特征和相互作用
4.实践操作:环境微生物的生态学实验
第五部分:环境微生物学应用与前沿研究
1.环境微生物学在环境保护中的应用
2.环境微生物学在美食生产中的应用
3.环境微生物学与人类健康的关系
4.环境微生物学的前沿研究领域和趋势
结语
•总结本课程的教学内容和重点
•强调环境微生物学的重要性和应用
•鼓励学生进行相关的实践和研究
以上是《环境微生物学教学大纲》的大致内容安排,本课程将通过理论讲授、实践操作和案例分析等多种教学方法,帮助学生全面了解环境微生物学的基本理论和实际应用。
欢迎同学们积极参与讨论和实验,共同探索环境微生物学领域的新知识和新发现。
《环境微生物学》课程标准一、概述(一)课程性质环境工程微生物学是《水污染控制工程》、《固体废物处理与处置》等专业课程的基础,所以只有在理论上掌握微生物的基础理论知识才能更充分理解和学好《水污染控制工程》和《固体废物处理与处置》。
(二)课程基本理念《环境微生物学》是环境科学专业的专业基础课程,需要生物化学的知识为基础,可以作为污水处理、大气处理及固体废弃物处理等专业课程的基础。
(三)课程设计思路环境微生物学是微生物学的一个重要分支,是环境科学专业的一个重要的专业基础必修课。
通过本课程的学习,本专业学生必须掌握环境微生物学基础知识,了解环境中微生物的主要类群及其生理、生态特性,并在此基础上进一步学习微生物与环境的相互作用关系以及污染物的微生物降解与转化规律,深刻理解传统及新兴的污染控制与治理技术中所涉及的微生物学原理,逐步掌握环境微生物学研究的基本方法,了解有害微生物的控制技术,了解微生物在环境工程中的应用及相关的实验技术,为从事相关领域的科研和实践打下必要的基础。
二、课程目标1、总目标通过本课程的学习,使学生系统地了解微生物学的基本形态、类型,掌握微生物的结构、生理特性、生长规律、遗传与变异及微生物在自然界物质转化中的作用、微生物在环境工程中的作用,从而进一步利用微生物为治理环境服务。
2、具体目标1、理论教学的目的和任务本课程主要介绍病毒、原核微生物、真核微生物等的形态、结构和功能、微生物的营养和培养基、微生物的新陈代谢、微生物的生长及其控制、微生物的遗传变异、微生物的生态、水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理、污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理、有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落。
注重微生物学的基础知识,特别是微生物的构造特点,与环境治理相结合,引导学生解决实际问题;同时结合科技的发展,着重介绍微生物的遗传变异,将微生物学诱变与工程菌筛选、优化相衔接。
为将来从事环境科学以及环境工程方面的工作打下一定的专业基础。
第九章微生物基因表达的调控一、要点提示1.基因表达是遗传信息表现为生物性状的过程,这一过程是通过基因产物的生物学功能来完成的。
微生物在长期的进化中,已经形成了两种主要的代谢调节方式,即酶活性的调节和酶量的调节,酶活性的调节是酶蛋白合成之后即翻译后的调节,是酶化学水平上的调节。
而酶量的调节是转录水平或翻译水平的调节。
原核生物基因表达的调控主要在转录水平上,这是一种最经济的调控方式。
但也有转录后的“微调”,使基因的表达更适应本身的需求和外界条件的变化。
2.原核生物细胞中,功能相关的基因组成操纵子结构,由操纵区同一个或几个结构基因联合起来,形成一个在结构上、功能上协同作用的整体——操纵子,即作为表达的协同单位。
操纵子转录调控是原核生物的主要调控机制,受同一调节基因和启动区的调控,并分为负转录调控和正转录调控,在负转录调控系统中,调节基因的产物是阻遏蛋白,在正转录调控系统中,调节基因的产物是激活蛋白,阻遏蛋白或激活蛋白与DNA分子的相互作用和特异性结合,从而控制结构基因的功能。
启动子是RNA聚合酶和CAP蛋白的结合位点,控制着转录的起始。
这样,这些基因形成了一整套调节控制机制,才使生命系统在功能上是有序和开放的。
3.分解代谢物阻遏又被称为葡萄糖效应,这是因为葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质。
当培养基含有多种能源物质时,微生物首先利用更易于分解利用的能源物质,而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生有阻遏作用,其原因是:分解代谢物阻遏中,只有当分解物激活蛋白(CAP)与cAMP结合后构象发生变化,这时才能结合到启动子上游,并促进RNA 聚合酶与启动基因结合,而葡萄糖能抑制cAMP形成,并促进cAMP分泌到胞外,胞内的cAMP水平下降,RNA聚合酶不能与启动子结合,因此,分解代谢物阻遏实际上是cAMP缺少的结果。
4.转录后调控主要包括如下几方面:(1)翻译起始的调控。
(2)mRNA的稳定性。
《环境微生物学》课程笔记第一章:绪论一、微生物的定义与范围1. 微生物的定义:微生物是一类极其微小的生物体,它们个体微小,通常在显微镜下才能观察到。
微生物包括单细胞生物和多细胞生物的微小形态,以及无细胞结构的病毒和类病毒等。
2. 微生物的范围:(1)原核微生物:包括细菌和古生菌,它们没有细胞核和其他膜结构的细胞器。
(2)真核微生物:包括真菌、原生动物、藻类,它们具有细胞核和其他细胞器。
(3)非细胞型微生物:如病毒、类病毒、朊病毒,它们没有细胞结构,必须依赖宿主细胞才能进行繁殖。
二、微生物学的研究内容1. 微生物的形态与结构:(1)细菌的形态:球状、杆状、螺旋状。
(2)细菌的结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体、拟核等。
(3)真核微生物的结构:细胞核、细胞膜、细胞质、线粒体、内质网、高尔基体等。
2. 微生物的生理生化:(1)微生物的营养需求:碳源、氮源、能源、生长因子等。
(2)微生物的代谢途径:糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等。
(3)微生物的代谢调节:酶的诱导与阻遏、反馈抑制等。
3. 微生物的遗传与变异:(1)遗传物质:DNA、RNA。
(2)遗传重组:转化、转导、接合等。
(3)基因突变:点突变、插入突变、缺失突变等。
4. 微生物的生态与分布:(1)微生物在自然界的分布:土壤、水体、空气、极端环境等。
(2)微生物与环境的相互作用:碳循环、氮循环、硫循环等。
5. 微生物的应用:(1)微生物发酵:酿酒、制酱、抗生素生产等。
(2)微生物生物技术:基因工程、蛋白质工程、酶工程等。
(3)微生物环境保护:生物降解、生物修复、废水处理等。
三、微生物学的发展简史1. 微生物学的启蒙时期(17世纪- 19世纪中期):(1)列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek):首次观察到微生物。
(2)拉扎罗·斯帕兰扎尼(Lazzaro Spallanzani):证明了微生物不是自然发生的。
2. 微生物学的奠基时期(19世纪中期- 20世纪初):(1)路易·巴斯德(Louis Pasteur):证明微生物是引起发酵和疾病的原因,发明巴氏消毒法。
微生物学各章重点总结第一章: 微生物学导论在该章节中,我们介绍了微生物学的基本概念和研究对象。
微生物学是研究微生物的科学,包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等微小有机体。
微生物在生物圈中扮演着重要角色,既有益又有害。
第二章: 微生物的形态和结构该章节主要讨论了微生物的形态和结构特征。
微生物可以具有多样的形态,如球形、杆状、螺旋形等。
不同的微生物在结构上也有所不同,如细胞壁、胞膜和细胞器等。
第三章: 微生物的分类与命名在本章中,我们了解了微生物的分类和命名体系。
微生物被分为原核微生物和真核微生物两大类,然后进一步细分为细菌、真菌、病毒和寄生虫等不同类群。
第四章: 微生物的生长与繁殖该章节讲述微生物的生长和繁殖过程。
微生物可以通过二分裂、芽生、放线菌分生孢子等方式进行繁殖。
生长和繁殖是微生物生命周期中重要的阶段。
第五章: 微生物的代谢和营养在此章节中,我们研究了微生物的代谢和营养需求。
微生物可以通过不同的代谢途径来获得能量和合成必需物质。
营养需求包括碳源、氮源、能量源等。
第六章: 微生物的遗传与变异在这一章中,我们了解了微生物的遗传和变异机制。
微生物通过遗传物质DNA的重组和突变来产生变异,从而适应环境变化。
第七章: 微生物与人类该章节主要探讨了微生物与人类的相互作用。
微生物可以对人体产生有益或有害的影响,如有助于消化、参与免疫反应,也可能引发感染和疾病。
第八章: 微生物与环境在本章中,我们介绍了微生物与环境的关系。
微生物在自然界中参与了循环过程,如物质循环和能量转化等,对环境的影响十分重要。
第九章: 微生物与工业在最后一章中,我们了解了微生物在工业中的应用。
微生物被广泛应用于食品工业、制药业、环境保护等领域,发挥着重要的作用。
以上为《微生物学各章重点总结》的概要,希望对您的学习有所帮助。
各章思考题第一章绪论1. 用具体事例说明人类与微生物的关系,为什么说微生物既是人类的敌人,更是我们的朋友?2. 为什么微生物能成为生命科学研究的“明星”?3. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?4.微生物有哪些特点?第二章病毒1、解释下列名词:病毒粒子、前噬菌体、溶源性。
病毒粒子:成熟的病毒感染单位,病毒复制的最后阶段,在宿主脂肪体细胞、血细胞和上皮细胞的核内复制,形成多边形和多角形的包含体,裸露或被囊膜包裹前噬菌体:整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸溶源性:温和噬菌体DNA具有整合入宿主菌染色质DNA中的特性,成为与宿主菌共生的原噬菌体,能随宿主菌的染色质同步复制而传给子代,这种特性称为溶源性。
2、什么是病毒?病毒有哪些不同于其他微生物之处?(作业1)3、简述病毒的主要化学组成及其结构。
4、试用图示说明下列名词之间的关系:病毒粒子、核芯、衣壳、被膜。
(作业2)5、病毒有哪几种对称类型?每种对称类型病毒的形态是什么?试各举一例。
6、试以T系噬菌体为例说明病毒的增殖过程。
7、病毒是一种致病因子,也是一种具有遗传成分特点的因子,病毒的这种特性有什么生物学意义?(作业3)第三章原核微生物1、试根据细菌细胞结构的特点,分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点?3、根据革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构和化学组成,解释为什么革兰氏染色后G+呈紫色,G-呈红色?4、比较细菌和放线细群体培养特征的异同。
5、以产甲烷菌为例,总古细菌的特点及其与细菌的不同之处。
第四章真核微生物1、微生物由于个体微小一般都是以其群体形式进行研究或利用,这必然就要涉及到对微生物的培养。
能否找到一种培养基,使所有的微生物都能良好地生长?为什么?2、试结合微生物学实验课的内容,谈谈在选择、配制和使用培养基时应注意哪些方面的内容。
你们在实验中是如何做的?有何体会?3、试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的基本特点。
第九章微生物生态内容提要:本章介绍微生物在土壤、水域、空气等自然一般环境和极端高温、低温、高酸、高碱、高压、高辐射等极端环境中的分布,极端环境微生物在极端环境中的适应机理,和微生物生态系中的基本规律。
微生物与微生物之间存在着互利、共生、竞争、寄生、拮抗、捕食等不同的关系,这些关系影响着不同微生物种群在自然环境中的消长。
微生物与植物之间发生着有益关系和有害关系,有些微生物可以为植物创造更好的营养和生存环境,抑制植物的病原微生物的生长与侵害;有些微生物确实植物的病原菌。
微生物生态系统有着生态系统的多样性、生态系统中微生物种群的多样性、生态系统的稳定性、生态系统具有适应性和被破坏后的修复能力、微生物生态系统中具有能量流、物质流和基因流。
微生物和地球上所有生命体一样,与客观环境相互作用,构成一个动态平衡的统一整体,并在其中有一定规律性地分布、发育和参与各种物质循环。
因此在一定的生态体系中,发育着不同特征性的微生物类群和数量,并在物质转化和能量转化中,呈现出各自不同的活动过程和活动强度。
这种特征不仅受环境因子的直接或间接影响,而且由微生物本身所具有的适应性所决定。
微生物生态学就是研究处于环境中的微生物,和与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件,以及它们之间的相互关系。
微生物生态系即是在某种特定的生态环境条件下微生物的类群、数量和分布特征,以及参与整个生态系中能量流动和生物地球化学循环的过程和强度的体系。
研究微生物生态系,掌握微生物在其中的生命活动规律,可以更好地发挥它们的有益作用。
第一节自然环境中的微生物由于微生物本身的特性,如营养类型多、基质来源广、适应性强,又能形成芽孢、孢囊、菌核、无性孢子、有性孢子等等各种各样的休眠体,可以在自然环境中长时间存活;另外,微生物个体微小,易为水流、气流或其他方式迅速而广泛传播。
因此微生物在自然环境中的分布极为广泛。
从海洋深处到高山之巅,从沃土到高空,从室内到室外,除了人为的无菌区域和火山口中心外,到处可以发现有微生物存在。
第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理一、填空题1.好氧活性污泥的结构和功能的中心是______。
【答案】菌胶团【解析】好氧活性污泥的结构和功能的中心是能起絮凝作用的细菌形成的细菌团块,称为菌胶团。
菌胶团是所有具有荚膜或黏液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块。
活性污泥中的细菌大多数以菌胶团形式存在。
2.普通滤池内生物膜的微生物群落有:______、______及______。
【答案】生物膜生物;生物膜面生物;滤池扫除生物【解析】普通滤池内生物膜的微生物群落有:①生物膜生物,是以菌胶团为主要组分,辅以浮游球衣菌、藻类等,它们起净化和稳定污(废)水水质的功能。
②生物膜面生物,是固着型纤毛虫,游泳型纤毛虫及微型后生动物,它们起促进滤池净化速度、提高滤池整体处理效率的功能。
③滤池扫除生物,具有去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。
3.好氧生物膜的培养有______、______和______法。
【答案】自然挂膜法;活性污泥挂膜法;优势菌种挂膜4.膨胀的活性污泥有两种:一种是由丝状细菌引起的______污泥;另一种是由非丝状细菌引起的______膨胀污泥。
【答案】丝状膨胀;菌胶团【解析】若SVI在200mL/g以上,标志着活性污泥发生膨胀。
在活性污泥系统运行不正常的情况下,则会形成由丝状细菌引起的丝状膨胀污泥和由非丝状细菌引起的菌胶团膨胀污泥。
这两种原因引起的膨胀污泥的SV30均在95%以上,甚至达到100%,完全沉不下来。
二、判断题1.好氧活性污泥中不含厌氧微生物。
()【答案】错误【解析】好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污(废)水中有机和无机固体物质混凝交织在一起,形成的絮状体,又称绒粒。
2.污水厌氧处理后出水可以达标排放。
()【答案】错误【解析】厌氧消化过程中,胶体物质、碎纸、破布等均能被分解,经彻底消化的污泥是很好的肥料,既不会引起土壤板结,也不会散发臭气。
环境微生物学教案第一章:环境微生物学概述教学目标:1. 了解环境微生物学的定义和研究内容;2. 掌握环境微生物在环境中的作用和重要性;3. 了解环境微生物学研究的基本方法和技术。
教学内容:1. 环境微生物学的定义和研究内容;2. 环境微生物在环境中的作用和重要性;3. 环境微生物学研究的基本方法和技术。
教学活动:1. 引入环境微生物学的概念,引导学生思考微生物在环境中的作用;2. 通过PPT或视频介绍环境微生物学的定义和研究内容;3. 讲解环境微生物在环境中的作用和重要性;4. 介绍环境微生物学研究的基本方法和技术;5. 进行小组讨论,让学生分享对环境微生物学的理解和认识。
作业与评估:1. 要求学生写一篇关于环境微生物学概述的短文;2. 学生参与小组讨论的表现将被评估。
第二章:环境微生物的分类和鉴定教学目标:1. 了解环境微生物的分类和鉴定方法;2. 掌握环境微生物的常见分类和鉴定技术;3. 能够对环境样品中的微生物进行分类和鉴定。
教学内容:1. 环境微生物的分类方法;2. 环境微生物的鉴定技术;3. 环境样品中微生物的分类和鉴定方法。
教学活动:1. 引入环境微生物的分类和鉴定,引导学生了解微生物的多样性;2. 讲解环境微生物的分类方法,如形态学、生理学和分子生物学方法;3. 介绍环境微生物的鉴定技术,如显微镜观察、生化试验和PCR技术;4. 进行实验室实践,让学生亲手操作分类和鉴定技术;5. 进行小组讨论,让学生分享对环境微生物分类和鉴定的理解和认识。
作业与评估:1. 要求学生完成实验室实践报告;2. 学生参与小组讨论的表现将被评估。
第三章:环境微生物的生长和代谢教学目标:1. 了解环境微生物的生长条件和代谢途径;2. 掌握环境微生物的生长曲线和代谢特性;3. 能够分析环境样品中微生物的生长和代谢情况。
教学内容:1. 环境微生物的生长条件;2. 环境微生物的代谢途径;3. 环境样品中微生物的生长曲线和代谢特性。
环境工程微生物学第9章1. 处理某些特种工业废水的生物滤池挂膜最合适用( ) ——-李超 [单选题] *A:直接挂膜法B:间接挂膜法C:活性污泥挂膜法D:优势菌种挂膜法(正确答案)2. 净化污水的主要承担者(第一承担者)是( ) ——赖镇海/胡丹/梁美银/李华靖/廖振聪/凌圣铭/苏秀条 [单选题] *A:真菌B:后生动物C:细菌(正确答案)D:原生动物3. 下列不是活性污泥丝状膨胀成因的是( ) ——黄梦怡/沈凤娟/黄鑫媚 [单选题] * A:温度15~37℃B:大量有机酸C:溶解氧含量低D:pH偏碱(正确答案)4. 以下不属于厌氧活性污泥性质( ) ——马琳 [单选题] *A:呈灰色至黑色。
颗粒表面为灰黑色,其内部呈深黑色。
B:有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用,C:有一定的沉降性能。
D:颗粒厌氧活性污泥的直径<0.5mm。
(正确答案)5. 厌氧发酵微生物的组成主要有六种由外到内( ) ——谢华容 [单选题] *A:水解细菌→甲烷菌→细菌和乙酸菌→发酵菌→硫酸盐还原菌→厌氧原生动物。
B:水解细菌→发酵细菌→细菌和乙酸菌→甲烷菌→硫酸盐还原菌→厌氧原生动物。
(正确答案)C:发酵细菌→水解细菌→细菌和乙酸菌→甲烷菌→硫酸盐还原菌→厌氧原生动物。
D:发酵细菌→细菌和乙酸菌→水解细菌→甲烷菌→硫酸盐还原菌→厌氧原生动物。
6. 以下对活性污泥丝状膨胀说法错误的是( ) ——岑沅珊 [单选题] *A:由于温度影响氧的溶解度,在低溶解氧的条件下,浮游球衣菌竞争氧的能力远强于菌胶团细菌而优势生长B:菌胶团细菌是好氧和微量好氧菌,对环境的适应性强,在微量好氧条件下,仍能正常生长(正确答案)C:PH变化也能引起活性污泥丝状膨胀D:几乎所有的丝状细菌都能吸收可溶性有机物,尤其是低分子的糖类和有机酸7. 生物膜法与传统活性污泥法相比错误的是( ) ——林宝娟 [单选题] *A:生物种数多B:食物链更长C:不能分级运行(正确答案)D:可以抑制丝状菌生长8. 关于活性污泥丝状膨胀的说法错误的是( ) ——陆倩倩/黄慧芝/黄李婵/姚美 [单选题] *A:污泥体积指数SVI>200mL/g标志着活性污泥发生膨胀B:活性污泥的各种细菌最适生长温度为30℃C:活性污泥的丝状细菌为微量好氧菌D:控制活性污泥膨胀的溶解氧浓度必须在2mg/L以下(正确答案)9. 下列哪个不属于好氧活性污泥中菌胶团的作用( ) ——冉旭/黄琳远/王艾婧 [单选题] *A:对有机物进行吸附和氧化分解B:为原生与后生动物提供良好的生存环境C:具有指示作用D:具有沉降性能(正确答案)10. 下列选项错误的是( ) ——林莹 [单选题] *A:SV30——污泥沉降比B:SVI——污泥质量指数(正确答案)C:MLSS——混合液悬浮固体D:MLVSS——混合液挥发性悬浮固体。