环境工程微生物复习总结

序言

1、环境工程微生物的研究对象和任务

研究内容：环境中微生物的组成、形态结构及其生命活动规律；微生物、污染物、环境三者之间关系以及在环境工程中的作用。

研究方向和具体的任务：就是充分利用有益微生物资源为人类造福，防止、控制、消除微生物的有害活动，化害为利。但更多的是消灭病源微生物和利用有益微生物来处理环境中的各种污染物。

2、微生物的概念，它们有哪些特性?

1）微生物的概念：所有形体微小，单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚或无细胞结构的低等生物的通称。

其中包括：不具细胞结构的病毒(Virus)；

单细胞的立克次氏体(Rickettsia) 、 细 菌 (Bacteria) 、 放 线 菌(Actinomyces)；

属于真菌的酵母菌(Yeast)与霉菌(Mold) ；

单 细 胞 的 藻 类 (Algae) 、 原 生 动 物(Protozoa)；

多细胞的微型后生动物(Metozoa)等。

2）微生物的特性：体积小 、种类多 、繁殖快 、分布广、代谢活力强 、易变异 、易于培养

3、环境工程微生物范畴（举例）

1）微生物在大气污染治理中的应用

微生物用于烟气脱硫 ,不需高温、高压、催化剂 ,设备要求简单且,营养要求低,无二次污染 ,处理费用为湿法脱硫的5 0 %。 大量微型藻增殖过程中充分利用CO2，在光照条件下合成有机物将太阳能储存起来。可将其制成固体燃料，或者用于发电。

2）微生物在水污染治理中的应用

有机物酚类对水中生物有致畸性 ,使生物具有难闻的酚味，醋酸细菌、产碱菌和气单胞菌对降解酚类有显著作用。

藻类对重金属离子具有较强的富集能力 ,利用其生物吸附作用可从工业污水中去除有毒、放射性金属和回收稀有、贵重金属。该法具有高效、经济、简便、选择性好等优点。

微生物絮凝剂是利用生物技术 ,通过微生物发酵、抽提、精制而成的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂。

3）利用微生物清除环境污染和建立清洁生产工艺

A高硫煤微生物脱硫技术：煤中通常含有0.25％～7%的硫，燃烧→SO2→酸雨。捷克利用“吃硫”细菌脱去煤碳中的无机硫平均达78.5%，有机硫平均为23.4%。

B造纸工业中的生物制浆和生物漂白技术：芬兰用木聚糖酶对纸浆进行预漂白，可以减少随后的化学漂白用氯量30％～40%，废液中有机氯化物与毒性物含量显著减少。

C生物能源：一种红假单胞菌（Rhodopseudomonassp）以淀粉为原料生产氢气，每消耗1克淀粉可产氢气1毫升

D石油污染土壤的生物修复

第一章 非细胞结构的超微生物——病毒（Virus）

1、病毒有何特征？病毒如何分类，一般分为哪几类？

1）病毒区别于其他生物的特征

1.1 无细胞结构，仅含一种类型核酸——DNA或RNA，以及蛋白质衣壳。

1.2 大部分病毒没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。

1.3 严格专性寄生在活的敏感宿主细胞内，没有合成蛋白质的机构——核糖体，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。

1.4 病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，在宿主体外是具有感染能力的生物大分子。

1.5 个体极小，大小在0.2μm以下,能通过细菌滤器，在电子显微镜下才能看见。

分类

2）病毒分类

2、病毒的繁殖一般有哪几个步骤？

吸附Attachment——侵入Penetration ——脱壳 Uncoating ——生物合成 Bio-synthesis ——装配 Assembly——释放 Release 第二章 原核微生物（Procaryotes ）

1、细菌的基本形态及其细胞构造。

细菌的基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状。环境工程中还有丝状菌。

球菌：单球菌、排列不规则的、4个球垒在一起的的、8个球垒在一起的、链状的。

杆菌：单杆菌、双杆菌、链杆菌。

细菌均具有一下结构：

细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核。

部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘及光合作用层片。

2、何谓菌胶团，其在污水处理中有何重要意义？

a. 形成：由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。

b. 形状：球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂丝状及不规则形。

c. 作用：

① 对动物吞噬起保护作用，增强对不良环境的抵抗能力；

② 有较强的吸附和氧化有机物能力，在废水处理中起重要作用；

③ 胞外贮藏物质，在缺乏营养时可作碳源和能源物质

3、概念：菌落，菌苔。

菌落(colony)——繁殖的菌体以母细胞为中心聚集在一起，形成一个肉眼可见，具有一定形态和结构的子细菌群体，若一个菌落由一个细菌繁殖而来，则为纯培养。

菌苔(lawn)——在斜面培养基接种(inoculation)线上长成的细菌菌落.

4、放线菌的形态和菌落特征。

1) 形态和结构 营养菌丝(基内菌丝)，气生菌丝，孢子丝

2）菌落特征

链霉菌属(Streptomyces)产生大量分枝和气生菌丝，质地致密，表面呈较紧密的绒状或密实干燥多皱，菌落小而不蔓延，不易用针挑起。

诺卡氏菌属（Nocardia）不产生大量的菌丝体，质地松散，粘着力差，表面呈粉质状，易挑起。 3)应用：抗生素、自然界物质循环、有机固体废弃物的填埋和堆肥、石油脱蜡、烃类发酵、废水处理。

5、放线菌和蓝藻在环境工程中的作用。

1)放线菌在环境工程中的作用 ： 有机固体废弃物的填埋和堆肥、废水处理

2）蓝藻在环境工程中的作用：蓝细菌在污水处理、水体自净中可以起到积极地作用，1）用它可以有效地除磷和除氮。2)在氮磷丰富的水域中生长可作为水体富营养的指示剂。

第三章 真核微生物 (Eucaryotes)

1、原生动物的特征及在污水处理中的作用

A特征：

1. 单细胞构成，没有细胞壁，由原生质核一个或多个细胞核组成。

2. 形体微小，在10-300μm之间。大多数具有一定形状，形状变化很大。

3. 细胞内由形态分化，形成细胞器或类器官，有独立生活的生命特征和生理功能。

4. 营养类型分为全动性营养(holozoic)、植物性营养(holophytic)和腐生性营养(saprophytic)。

5. 环境恶劣，原生动物不能正常生活而形成一种抵抗不良环境的休眠体——胞囊（cyst）。

B作用：P302

指示作用：

1）可根据原生动物和微型后生动物的演替，根据他们的活动规律判断水质和污水的处理程度，还可以判断污泥的成熟程度。

2）根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好坏

3）根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。

净化作用：

1）腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收污水中的溶解性有机物。

2）大多数原生动物是动物性营养，他们吞食有机颗粒和游离细菌及其他微小生物。对净化水质有积极作用。 促进絮凝和沉淀作用：污水生物处理中主要靠细菌起进化作用和絮凝作用。然而有些细菌需要一定量的原生动物存在，由原生动物分泌一定的粘液物质协同和促进细菌发生絮凝作用。

2、藻类特征及在水处理中的作用。

1)藻类主要特征：

1.没有真正的根、茎、叶的分化，可看作是简单的叶，也称叶状体植物。

2.具叶绿素，整个藻体都能吸收营养，能进行光能自养。

3.藻体细胞结构都可分为细胞壁和原生质体两部分。

4.藻类生殖机能强，通常为细胞分裂，植物体分割和形成孢子的无性繁殖方法。在一定条件下或生活史中某一时期才进行有性生殖。

2)蓝藻在水处理中的作用：

蓝细菌在污水处理、水体自净中可以起到积极地作用，1）用它可以有效地除磷和除氮。2)在氮磷丰富的水域中生长可作为水体富营养的指示剂。

3、酵母菌和霉菌菌落特征及在环境工程中的作用。

1）酵母菌

a菌落特征：固体培养基上菌落大而厚，表面湿润而光滑，有粘性，易挑起，颜色呈乳白色或红色，大小和细菌菌落差不多。

B作用：1发酵型酵母菌用于面包，馒头，酿酒等。2氧化性酵母在石油加工工业中其积极作用。如石油脱蜡。3还可以收获酵母菌体做饲料。4还可以用酵母菌监测重金属。 2）霉菌

a菌落特征：菌落疏松，圆形、表面呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比其他微生物的菌落都大，长得很快可蔓延至整个平板。不同霉菌的孢子可使菌落呈现不同结构和色泽，霉菌可产生水溶性色素和非水溶性(脂溶性)色素，使菌落背面呈现颜色。

b利用：抗生素，有机酸，饲料，农药，镰刀霉分解CN-，有的霉菌处理含-NO2-化合物废水，分解纤维素和木质素。

第四章 微生物的生理（Physiology of microorganisms）

1、微生物酶的概念及催化作用特性。

1）酶的概念 酶是生物体内活细胞产生的具有催化活性，有特殊空间构像的生物大分子，包括蛋白质和核酸。

2）催化作用特性

1 酶积极参与生物化学反应，加速反应速度，缩短反应到达平衡的时间，但不改变反应的平衡点。酶在参与反应的前后，其性质和数量不变 。

2 酶的催化作用具有专一性。一种酶只作用于一种物质或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生一定的产物。

3 酶的催化作用条件温和。酶只需在常温、常压和近中性的水溶液中就可催化反应的进行。

4 酶对环境条件极为敏感。高温、强酸、强碱都能使酶丧失活性；Cu2+、Hg2+、Ag+等重金属离子能钝化酶，使之失活。

5 酶的催化效率极高，比无机催化剂的催化效率高几千倍至百亿倍。

6 酶活性可调节。浓度调节，生理调节，激活剂，抑制剂。

2、米氏方程的假设及推导。