环境微生物 第七章 微生物生态
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《微生物学》教学设计——微生物在自然界的分布
２ ． 通过学 习 自然界中的微生物 ． 培养生 物 与环境相适应 的观点 ３ ． 通过将 微生物理 论知识 与发酵 生产实 践相 联系的方法 ， 培 养学生理论联 系实际 ． 然 后理 论指导专业学 习和应用于实 际的科学方 法和科学态度
４ ． 养成勤于思考的科学精神 三、 板书设计 第七章 微 生物生态 第一节 自然界 中微 生物的分布 土壤 中的微 生物 （ 一） 土壤的生态条件 、来自主要教学 内容及教学重点
提 问法 、 回 答 法 复 习 灭 菌 和 通 过 回 忆 上 节 课 内容 ． 加 深 回顾复习灭菌的方法。 通 过 层 层 提 问 ．吸 引 学 消毒 对灭菌和消毒的认识。 引入课题时 ， 针 对 教 师 提 出 的 问题 ， 生 的 注 意 力 ．使 其 注 意 引入 课 题 通 过 饮 用 水 和 空 气 的 灭 菌 ． 唤 起 学 生头 脑 中的 知 识 储 备 ．为新 力 聚 焦 到 本 节 课 的 重 ８分 钟
１ ． 放 映土壤 的图片 、 提问 ： 观察图片． 想 象 土 壤 有 哪 些 合 适 的 １ ． 探 究 的方 法 ． 进 一步 调 １ ０分 钟 土 壤 有 哪 些 条 件 适 合 微 生 条件。 动学 生 的学 习积 极性 ． 使 物生长？ 学 生全 体开 动脑筋 ２ ． 总 结 ２ ． 师 生 之 间 的 互 动 反 ３分钟 ３ ． 根 据 土 壤 微 生 物 的分 布 ． 根 据 现 有 知 识 以及 平 常 阅 读 课 外 应 ．既提 高 了课 堂 教 学 ｌ Ｏ分 钟 让 学 生 回忆 哪些 微 生 物 可 书籍 的积 累来 回答 。 的 实 效 ．又培 养 了 学 生 以用 来 发 酵 ． 产 生 产 品 ？启 的表达能力． 分 析 问题 、 发学 生 多 方 位 思考 解 决 问题 的 能力 ．而 且 ４ ． 讲 解 土壤 微 生 物 的分 布 根据 图表 理 解 土 壤 微 生 物 的 分 布 。 使 师 生 关 系 更 融 洽 ５分 钟 ５ ． 放映 水体 的 图片 ． 与 土壤 相 回 忆 土 壤 的 条 件 ．想 象 水 体 的 条 ３ ．在 教 学 内 容 的 筛 选 、 比较 ． 提问： 水 体 有 哪 些 条 件。 问题 的设计 、 讨 论 的 引 ４分 钟 件 ？ 并 总 结 导和教 学评价 等方面 ． 矗观 察 发 酵 罐 ． 考 虑 如 何 解 体 现 教 师 的 主 导 作 用 决发 酵 中的溶 氧不足问题 ’ 利用 水 体 的 条 件 ，结合 生 产 实 际 ． ４ 通 过 实例 解 释 ． 应 用 将 ７ ． 课 间休 息 解 决 问题 。 微 生 物 理 论 知 识 与 发 ５分 钟 ８ ． 上 节课 回顾 酵 生 产 实 践 相 联 系 的 ９ ｌ 讲 解 饮 用 水 的标 准 ． 复 习 方法。 大肠 杆 菌 的 鉴别 回 忆 大 肠 杆 菌 的 鉴 别 方 法 以 及 ５ ． 让 更 多 的 学 生 课 堂 回 ３分 钟 １ ｎ 讲解 空 气 的微 生 物 ． 根 据 结果。 答 问 题 ．调 动 学 习 积 极 ７分 钟
大学环境微生物学在线课堂题目及答案
【细胞的化学性质】细胞中占比例最大的是有机物蛋白质变性与DNA变性的区别DNA变性是破坏碱基堆积力和氢键的相互作用,实质是DNA双螺旋区的氢键的断裂,不涉及共价键的断裂,由双链变为单链.DNA变性需要达到一定温度,而降温到退火温度后会复性.蛋白质变性是在某些物理和化学因素作用下,其一级结构不变,高级结构改变,从而改变或者失去生物活性的现象.【原核生物细胞的结构与功能】原核生物的细胞的一般结构包括细胞壁、原生质体（质膜和细胞质）【真核细胞与原核细胞结构的异同】真核细胞和原核细胞最明显的区别是有无核膜凡是带“藻”字和“菌”字的都是原核生物；凡是单细胞的肯定是原核生物。
（×）第二章非细胞生物——病毒【病毒的特征与形态和结构】病毒的计量单位是纳米病毒的特征包含无细胞生物的结构、必须活体寄生、抗生素过敏所有病毒都对抗生素不过敏（×）【病毒的繁殖及培养】噬菌体是吸附（细菌）的病毒原噬菌体是整合在宿主DNA上的DNA片段,它不能独立进行繁殖。
（×）病毒的繁殖通过吸附、侵入、复制、装配、释放（√）【环境因素对病毒的影响】巴斯德消毒的条件是（60）℃利用超低温可以将病毒灭活（×）【亚病毒】所有成熟的病毒粒子都包括蛋白质和核酸（×）疯牛病的病原微生物是（朊病毒）第三章原核微生物【细菌】细菌的特殊形态和异常状态是一个概念（×）细菌正常状态的形态有杆状、球状、螺旋状【微生物的分类、鉴定与保藏】细菌染色中格兰式染色属于死菌染色、正染色细菌分类的基本单位是种数值分类法和经典分类法一样有科属种主次之分（×）【放线菌】放线菌的菌丝分化成孢子丝、气生菌丝、基内菌丝放线菌的特性介于细菌和真菌之间（√）【蓝细菌】蓝细菌能进行光合作用、生物固氮【立克次氏体、衣原体、支原体】下列微生物中，最大的是（立克次氏体）衣原体属于病毒（×）【古细菌】古细菌包括以下产甲烷菌、方形细菌、嗜热菌、极端嗜盐菌【霉菌】霉菌的有性生殖孢子包括卵孢子、子囊孢子、接合孢子丝状菌就是霉菌（×）【酵母菌】酵母菌的无性生殖方式包括芽殖、裂殖、厚垣孢子和霉菌一样，酵母菌也具有菌丝（×）【担子菌】担子菌的生殖孢子是担孢子【藻类】引起赤潮的是甲藻引起水华的是裸藻【原生动物】原生动物在废水处理中可以作为指示生物（√）第五章微生物的营养与代谢【微生物的营养物质与营养类型】微生物的营养类型根据（碳源和能源）分类同一种微生物在不同条件下，营养类型可能相同也可能不同（√）微生物的能量来源都是碳源（×）【微生物营养物质的吸收机制】微生物营养物质的吸收方式中，需要能量的有主动运输、集团转位【培养基】筛选石油的降解菌使用的是富集培养基、选择性培养基第一天晚上配完培养基，可以放冰箱第二天灭菌（×）【微生物的代谢及代谢调控】属于微生物次级代谢产物的是维生素、激素、毒素、色素微生物的物质代谢和能量代谢不是紧密联系的（×）第六章微生物的生长与生活环境【微生物纯培养】分离获得纯培养的方法有稀释平皿法、划线分离法、单细胞挑取法微生物纯培养在自然界中也存在。
第七章 微生物的生长及其控制 第三节 影响微生物生长的主要因素
重 最低生长温度
要 最适生长温度
指 标
最高生长温度
微生物作为整体来言，其温度的三基点是极其宽的， 堪称“生物世界之最”。
15℃
25~37℃
55℃
对某一具体微生物来说，其生长温度的宽和窄与
它们长期进化过程中所处的生存环境温度有关。
宽温微生物
一些生活在土壤中的芽孢杆菌（15～65℃）； 既可在人体大肠中生活，也可在体外环境中生活 的E. coli （10～47.5℃）；
5. 厌氧菌（anaerobes）
一般厌氧菌
严格厌氧菌（专性厌氧菌，
strict or obligate anaerobes）
特点：
① 分子氧对它们有毒，即使短期接触也会抑制甚至致死； ② 在空气或含10％CO2的空气中，它们在固体或半固体培 养基的表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还 原势的环境下才能生为5类
1. 专性好氧菌（obligate or strict strictaerobe）
必须在较高浓度分子氧（～0.2巴）的条件下才能 生长，它们有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，
含有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase ，SOD）和 过氧化氢酶（catalase）。
③ 生命活动所需能量是通过发酵、无氧呼吸、循环光 合磷酸化或甲烷发酵等提供； ④ 细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏 过氧化氢酶。
常见的厌氧菌：
Clostridium（梭菌属）、 Bacteroides（拟杆菌属）、 Fusobacterium（梭杆菌属）、 Bifidobacterium（双歧杆菌属）、 以及各种光合细菌和产甲烷菌（methanogens）等。
一般的乳酸菌多数是耐氧菌，
《环境微生物学》课程教学大纲
《环境微生物学》课程教学大纲Environmental Microbiology一、课程基本信息二、教学目标（一）知识目标：通过本课程的学习，要求学生掌握环境微生物学的基本知识和理论，包括微生物对于污染物质的降解与转化，从而修复并改善环境的作用规律；微生物对于环境的污染与破坏，从而引起环境质量下降的作用规律，了解环境微生物学— 1 —原理在环境保护中的应用，包括废水、废渣的微生物治理与综合利用的方法，微生物在环境监测中的应用等基本知识。
（二）能力目标：通过本课程的学习，培养学生良好的环保意识和科学分析环境污染问题的能力，使学生能够初步运用环境微生物学知识去解决生产和生活中出现的环境污染问题。
（三）素质目标：本课程旨在提高学生分析问题和解决问题的能力，为其它专业课的学习、为以后从事相关科学研究工作打下良好的专业基础。
三、基本要求（一）了解环境中主要的微生物类群、其生理生态特性，环境微生物的检测和有害微生物的控制技术，微生物在环境工程中的应用等。
（二）理解微生物与环境的相互作用关系及污染物的微生物降解与转化规律。
（三）掌握环境工程中的污（废）水、废气及有机固体废弃物的生物处理和水体、土壤及大气污染与自净过程中涉及到的微生物学基本概念、基本原理、基本方法和水处理基本工程技能，为以后从事专业工作和科学研究打下良好的基础。
四、教学内容与学时分配第一章绪论2学时第一节微生物的发展及主要奠基人0.5学时知识点：微生物学发展史的几个关键阶段；各阶段的奠基人及其主要贡献。
第二节环境微生物学的研究对象和任务0.5学时知识点：环境微生物学的研究对象及任务分别是什么？第三节微生物的类群及基本特征 1 学时知识点：微生物的五大基本特征及各自的表现。
本章小结重点：微生物及其类群、特点、环境微生物学研究的对象与任务。
难点：微生物在生态系统中的地位和作用。
思考题：微生物是如何分类、如何命名的？— 2 —作业：（1）写出大肠埃希氏杆菌和枯草芽孢杆菌的拉丁文全称。
《环境工程微生物学》课程笔记
《环境工程微生物学》课程笔记第一章绪论1.1 我们与微生物微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌、病毒、原生动物等，它们在地球上的存在时间远早于人类。
微生物与人类生活密切相关，它们在人类的健康、食品、医药、环保等方面都扮演着重要的角色。
1.2 微生物的特点微生物具有以下特点：（1）体积小、表面积大：微生物的体积很小，但表面积却很大，这使得它们能够更有效地与外界环境进行物质和信息交换。
（2）繁殖速度快：微生物的繁殖速度非常快，一些细菌在适宜的条件下，每20-30分钟就能繁殖一次。
（3）适应能力强：微生物具有很强的适应能力，可以在各种极端环境中生存，如高温、高压、酸碱度等。
（4）遗传变异：微生物的遗传物质相对简单，容易发生变异，这使得它们能够不断适应环境变化。
1.3 微生物与环境污染治理微生物在环境污染治理中具有重要作用。
例如，在污水处理过程中，微生物可以分解水中的有机污染物，将有害物质转化为无害物质。
此外，微生物还可以用于土壤修复、废气处理等方面，帮助减轻环境污染。
第二章微生物的形态结构、生理生化特征以及与环境的关系2.1 如何观测微生物由于微生物个体微小，一般显微镜无法观察到，因此需要借助电子显微镜等高倍显微镜进行观察。
电子显微镜可以提供高分辨率的图像，使研究者能够清晰地观察到微生物的形态和结构。
2.2 细菌的结构和性质细菌是微生物中最为常见的一类。
细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、质粒、核糖体和细胞质等。
细菌具有原核生物的特点，没有真核细胞的细胞核和细胞器。
细菌可以通过二分裂进行繁殖，具有较强的适应能力。
2.3 放线菌、古菌及蓝细菌放线菌是一类具有分枝菌丝体的微生物，广泛分布于土壤和水体中。
古菌是一类生活在极端环境中的微生物，具有原核生物的特点。
蓝细菌又称蓝藻，是一类能进行光合作用的微生物，广泛分布于水体和土壤中。
2.4 原生动物及其指示作用原生动物是一类单细胞的真核微生物，生活在水域或湿润环境中。
第7章 水生微生态学
第一节 水体中微生物的分布
在江河湖海等淡咸水中均生存着相应的
微生物，其分布有规律性。
水体中有机物和无机物含量、光照强度、温 度、pH、盐度、渗透压、含氧量及有毒物的含 量差异很大，因而各种水域中微生物种类和数
量呈现明显的差异。
水体微生物分布易受季节影响
有机物丰度 无机物丰度 光照强度 温度 pH
在初始降解阶段，弧菌科、肠杆菌科和假单胞菌属
细菌迅速增加；
第二阶段，梭菌属细菌成为优势种类； 饵料被消耗完毕后，不动杆菌、摩拉克氏菌、假单 胞菌占优 池塘中常见的蓝细菌隶属于颤藻属、蓝纤维藻属、 鱼腥藻属、微囊藻属、席藻属等。
二、海水中微生物的分布
嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是 不能生长的。 海水微生物的种类和数量远超淡水微生物总量
2. 温度
0~50℃是多数水生微生物生存的温度范围，过冷或 过热能引起水体中细菌、藻类和真菌等的死亡 微生物在最低温至最高温的范围内，代谢速率随温 度升高而增大
接近于最低或最高温度时，微生物的形态会发生变 化：节杆菌属低于20℃时为G-的菌丝体，在20-26℃时 为G+的节孢子，在26 ℃以上为G+棒状形
第三节 水生微生物在生态系统中的作用
一、
微生物与 能量流、 食物链
光合作用 无机物 分解作用 有机物
生产者：从无机物合成有机物，如植物、微生物
消费者：利用有机物进行生活，如动物
分解者：分解有机物成无机物，如微生物
微生物在生态系统中的地位
1、微生物是有机物的主要分解者；
微生物最大的价值也在于其分解功能。它们分解 2、微生物是物质循环中的重要成员； 生物圈内存在的动物和植物残体等复杂有机物质，并 微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化 最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者使 3、微生物是生态系统中的初级生产者； 合物都受到微生物的作用。在一些物质的循环中，微 光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生 用。 生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微 4、微生物是物质和能量的贮存者； 者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征， 生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键 微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能 即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来 5、微生物在地球生物演化中的作用； 过程，起关键作用。 量维持的生命有机体。在土壤、水体中有大量的微生 源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、 微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、 物生物量，贮存着大量的物质和能量。 食物网中流动。 植物。藻类的产氧作用，改变大气圈中的化学组成， 为后来动、植物出现打下基础。
《环境生物学》 第七章
把活性污泥微生物对有机废水有机物或基质的生化呼吸线与其内源 呼吸线相比较，作为基质可生物降解性的评价指标，可作出如图7-1所 示的耗氧曲线，有三种情况：
结论： （1）生化呼吸线位于内源呼吸线之上，表明该有机物或废水可被微生物 氧化分解。两条呼吸线之间的距离越大，有机物或废水的生物降解性越好； 反之亦然（图7-1A）。 （2）生化呼吸线与内源呼吸线基本重合，表明该有机物不能被活性污泥 微生物氧化分解，但对微生物的生命活动无抑制作用（图7-1B）。 （3）生化呼吸线位于内源呼吸线之下，说明该有机物不能被微生物分解， 且对微生物生长产生了有害抑制作用，生化呼吸线越接近横坐标，抑制作 用越大（图7-1C）。 3、测定相对耗氧速率曲线
第七章 生物净化和治理的传 统方法
[本章要点]
本章介绍了环境生物技术的定义、研究 内容和在环境领域中的应用，阐述了微生物 处理污染物的特点、原理、影响因素和传统 微生物处理法的工作原理和方法。
环境生物技术（environmental biotechnology）诞生的背景：
由于人们的生产，生活活动对环境造成了各种各样的污染，人类 的生存和发展面临着严峻的挑战，迫使人类必须发动一场“环境革命” 来拯救自身，环境生物技术因此而诞生并日益受到重视，人们把生物 技术开发和应用的注意力转向环境保护。
6.废物强化处理技术研究
7.环境的生物监控技术研究
四个热门方向：
基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，如何解决其遗传 稳定性、功能高效性和生态安全性等方面问题
开发废物资源化和能源化技术，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、 生物农药、生物肥料以及利用废物生产生物能源，例如甲烷、氢气、乙醇 等
耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量，生物量可用活性污
结论： （1）生化呼吸线位于内源呼吸线之上，表明该有机物或废水可被微生物 氧化分解。两条呼吸线之间的距离越大，有机物或废水的生物降解性越好； 反之亦然（图7-1A）。 （2）生化呼吸线与内源呼吸线基本重合，表明该有机物不能被活性污泥 微生物氧化分解，但对微生物的生命活动无抑制作用（图7-1B）。 （3）生化呼吸线位于内源呼吸线之下，说明该有机物不能被微生物分解， 且对微生物生长产生了有害抑制作用，生化呼吸线越接近横坐标，抑制作 用越大（图7-1C）。 3、测定相对耗氧速率曲线
第七章 生物净化和治理的传 统方法
[本章要点]
本章介绍了环境生物技术的定义、研究 内容和在环境领域中的应用，阐述了微生物 处理污染物的特点、原理、影响因素和传统 微生物处理法的工作原理和方法。
环境生物技术（environmental biotechnology）诞生的背景：
由于人们的生产，生活活动对环境造成了各种各样的污染，人类 的生存和发展面临着严峻的挑战，迫使人类必须发动一场“环境革命” 来拯救自身，环境生物技术因此而诞生并日益受到重视，人们把生物 技术开发和应用的注意力转向环境保护。
6.废物强化处理技术研究
7.环境的生物监控技术研究
四个热门方向：
基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，如何解决其遗传 稳定性、功能高效性和生态安全性等方面问题
开发废物资源化和能源化技术，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、 生物农药、生物肥料以及利用废物生产生物能源，例如甲烷、氢气、乙醇 等
耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量，生物量可用活性污
第七章 微生物生态234(土壤、大气、水体)
二、水体中的微生物群落
（一）海洋中的微生物群落
1、种类：多数是嗜盐菌 2. 分布 水平分布：沿海带，海水中含有大量有机物，温度 适宜，每毫升海水含菌10，0000个。外海带，每 毫升含菌10～250个。
海洋微生物的水平分布内陆气候、雨量、潮汐的影 响。
垂直分布：
表层（0～10m）：藻类 中层（5～50m）：兼性厌氧微生物 底层：厌氧菌及硫酸还原菌 3.海洋微生物群落的生态特征
表7-2 以细菌总数评价空气的卫生标准（单位：个/ m3）
清洁程度
细菌总数
最清洁的空气（有空调） 清洁空气
普通空气 临界环境 清度污染 严重污染
1~2 〈 30
31~125 ~150 〈 300 〉 301
最好的措施是绿化环境和搞好室内外环境 卫生。有些工业部门需要采用生物洁净技术 净化空气，多用备有高效过滤器的空气调节 除菌设备，它既达到恒温控制又可提供无菌 空气。 生物洁净室也没有统一标准，大多数国家 采用美国1967年颁发的航空宇宙局(NASA)标 准。该标准要求严格，对民用生物洁净环境 要求可能过高。
三、空气微生物的卫生标准及生物洁净技术
空气是人类与动植物赖以生存的极重要因素，也是传 播疾病的媒介。为了防止疾病传播，提高人类的健康 水平，要控制空气中微生物的数量。
目前，空气还没有统一的卫生标准，一般以室内1m3 空气中细菌总数为500~1000个以上作为空气污染的 指标。空气污染的指示菌以咽喉正常菌丛中的绿色链 球菌为最合适，绿色链球菌在上呼吸道和空气中比溶 血性链球菌易发现，且有规律性。
土地是天然的生物处理厂，可用土地法处理废水、 生活污水，易被微生物降解的工业废水经土地处 理后得到净化。 进行土壤灌溉时，要十分小心，要注意： （1）要根据物质和植物的特点，合理灌溉； （2）不能超过自净容量； （3）不能用含有有毒或难以降解物质的污水。 这是因为这些物质会在生物体内积累、富集，最 终会影响到人类自己。
第四版环境工程微生物学课后习题答案(周群英)
环境工程微生物学课后习题答案（周群英第四版）目录环境工程微生物学................................................................................... 错误!未定义书签。
绪论 (2)1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ (2)2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ (2)3、微生物是如何分类的？ (2)6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。
(2)7、微生物有哪些特点？ (2)第一章病毒 (2)第二章原核微生物 (7)1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。
(7)2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？ (7)3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 (7)第三章真核微生物 (12)第四章微生物的生理 (15)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (20)第六章微生物的遗传与变异 (28)第七章微生物的生态 (35)第八章微生物在环境物质循环中的作用 (40)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 (44)第十章有机固体废物与废弃的微生物处理及微生物群落 (48)第十一章有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落 (54)1，何谓堆肥法，堆肥化和堆肥？ (54)2，叙述好氧堆肥的机理。
参与堆肥发酵的微生物有哪些？ (54)3，好氧堆肥的运行条件有哪些？ (55)4，好氧堆肥法有几种工艺？简述各个工艺的过程。
(55)第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 (60)1. 酶制剂剂型有几种？ (60)2. 何谓固定化酶和固定化微生物？ (60)3. 酶和酶菌体固定化方法有哪几种？各用什么载体？ (60)4. 固定化酶和固定化微生物有什么优点？存在什么问题？ (60)5. 生物膜是固定化微生物吗？为什么？ (60)6. 何谓表面活性剂？生物表面活性剂有哪几类？ (60)7. 絮凝剂有几类？微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用？ (60)8. 叙述污水处理中微生物絮凝剂的作用原理？ (60)9. 微生物制剂有哪些用途？ (60)10. 有几种产氢微生物？它们是如何产氢的？ (61)11. 请叙述微生物产氢电池的工作原理。
空气微生物水体的微生物
病的媒介。为了防止疾病传播，提高人类的健康水平，要 控制空气中微生物的数量。目前，空气还没有统一的卫生 标准，一般以室内1M3空气中细菌总数为500～1000个 以上作为空气污染的指标。空气污染的指示菌以咽喉正常 菌丛中的绿色链球菌为最合适，绿色链球菌在上呼吸道和 空气中比溶血性链球菌易发现，且有规律性。
环境工程微生物学 第十八讲
第二篇 第七章 微生物生态（2）
第三节 空气微生物
一、空气的生态条件 空气并不是微生物良好的生物场所，大气圈的大部分，其
理化因子如有较强的紫外辐射、干燥、温差大、缺乏营养、 高空缺氧，不适合微生物生长。空气不是微生物生长繁殖 的场所。 但空气中有各种微生物，它们对人类产生有害或有益的影 响。
（三）微生物对空气污染的指示作用
许多微生物对空气污染是很敏感的，实践中可利用这类敏 感的微生物作为指示物，或用于研究细胞学损伤。例如大 肠杆菌对于由臭氧和碳氢化合物的光反应产生的烟雾是高 度敏感的，这种混合污染物只要几个PPb的浓度就可使大 肠杆菌致命。纯的臭氧对于大肠杆菌也是有毒的，能使细 胞表面发生氧化作用，造成内含物渗出细胞而被毁。
（二）空气微生物的检测点数 以20～30个测点数为宜，最少测点数为5～6。 （三）空气微生物的培养温度和时间 培养细菌温度31～32℃，24小时或48小时。 培养真菌温度25℃96小时
（四） 浮游菌最小采样量和最小沉降面积
在测浮游菌时，为了避免出现“0”粒的概率，确保测定 结果的可靠性要考虑最小采集量。同样在测降菌菌时要考 虑最少沉降面积。见P254表7-8
军团菌
五、空气污染的生物指示作用
空气污染物不仅对人体有严重的影响，而且对植物，对微 生物细胞同样也产生严重影响。然后，不同的生物机体， 对不同的污染物反应的敏感性不尽相同，因此，我们可以 把一些对污染物有高度敏感的植物或微生物作为指示生物， 用于环境污染的监测。我们根据这些生物在这一地区的生 长将况，可以及早测知本地区的污染情况。
环境工程微生物学 第十八讲
第二篇 第七章 微生物生态（2）
第三节 空气微生物
一、空气的生态条件 空气并不是微生物良好的生物场所，大气圈的大部分，其
理化因子如有较强的紫外辐射、干燥、温差大、缺乏营养、 高空缺氧，不适合微生物生长。空气不是微生物生长繁殖 的场所。 但空气中有各种微生物，它们对人类产生有害或有益的影 响。
（三）微生物对空气污染的指示作用
许多微生物对空气污染是很敏感的，实践中可利用这类敏 感的微生物作为指示物，或用于研究细胞学损伤。例如大 肠杆菌对于由臭氧和碳氢化合物的光反应产生的烟雾是高 度敏感的，这种混合污染物只要几个PPb的浓度就可使大 肠杆菌致命。纯的臭氧对于大肠杆菌也是有毒的，能使细 胞表面发生氧化作用，造成内含物渗出细胞而被毁。
（二）空气微生物的检测点数 以20～30个测点数为宜，最少测点数为5～6。 （三）空气微生物的培养温度和时间 培养细菌温度31～32℃，24小时或48小时。 培养真菌温度25℃96小时
（四） 浮游菌最小采样量和最小沉降面积
在测浮游菌时，为了避免出现“0”粒的概率，确保测定 结果的可靠性要考虑最小采集量。同样在测降菌菌时要考 虑最少沉降面积。见P254表7-8
军团菌
五、空气污染的生物指示作用
空气污染物不仅对人体有严重的影响，而且对植物，对微 生物细胞同样也产生严重影响。然后，不同的生物机体， 对不同的污染物反应的敏感性不尽相同，因此，我们可以 把一些对污染物有高度敏感的植物或微生物作为指示生物， 用于环境污染的监测。我们根据这些生物在这一地区的生 长将况，可以及早测知本地区的污染情况。
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7
(二)生物圈
生存在地球陆地以上和海面以下各约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它们生存环境的 总体，叫生物圈。
8
二、生态平衡
在一定的时期内，生产者、消费者和分 解者之间保持着一种动态平衡状态，系统 内的能量流动和物质循环在较长时期内保 持稳定。这种状态就是生态平衡，又称自 然平衡。
第 七 章 微 生 物 生 态 系 统
1
§7-1 生态系统
2
一、生态系统和生物圈
(一)生态系统
1、生态系统的概念
生态系统是在一定时间和空间范围内由生物(包 括动物、植物和微生物的个体、种群、群落)与它 们的生境(包括光、水、土壤、空气及其他生物因 子)通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。 生态系统的概念亦可用一个简明的公式表达：
反应器可分为两种类型：生物反应器 (Bioreactor)和土壤泥浆反应器(Slurry reactor)，但也有人将这两种类型的反应器统 称为生物反应器。
34
4、土壤生物修复技术的主要特点和优点
(1)不破坏植物生长所需要的土壤环境，土壤的物理、化学、 生物性质保持不变甚至优于原有的性质； (2)(对可降解)污染物降解完全，可将有机污染物降解为完 全无害的无机物(CO2和 H2O等)，没有二次污染问题； (3)处理形式多样，可就地处理，操作相对简单，如受污染土
13
一、土壤的生态条件
1、营养：土壤中有大量动、植物残体，植物根系的分泌 物，还有人和动物的排泄物；有微生物生长发育所需的大 量无机元素和微量元素。
2、pH：土壤pH范围在3.5～8.5之间，多数在5.5～8.5 之间，甚至不少土壤的pH接近中性，适合大多数微生物 生长需要。
3、渗透压：土壤的渗透压通常在0.3～0.6Mpa之间，G －杆菌体内的渗透压为0.5～0.6Mpa，G+球菌体内的渗透 压为2.0～2.5Mpa。所以，土壤中的渗透压对微生物是等 渗或低渗环境，仍有利于微生物摄取营养。
9
然而，生态系统的自行调节能 力是有限度的，超越了生态阈限， 自行调节能力的降低或丧失就会 导致一系列连锁反应：各生物群 落的种类和数量减少，各生物群 落间的数量比例失调，能量流动 和物质循环发生障碍，整个生态 系统平衡失调。
破坏生态平衡的因素有自然因素和人为 因素。
10
§7-2 土壤微生物生态
22
(二)污染土壤的微生物生态
污(废)水长期灌溉会引起土壤“土著”微生 物区系和数量的改变，并诱导产生分解各种污
染物的微生物新品种，这是诱_导_?_变__异___的结果。
如果污(废)水灌溉量适中，不超过土壤自 净能力是不会造成土壤污染的。
23
四、土壤污染和土壤生物修复
(一)土壤的污染及其不良后果
所以，空气不是微生物生长繁殖的场所。
38
二、空气微生物的种类、数量和分布
1）来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动； 2）无原生的微生物区系，主要以气溶胶形式存在污染; 3）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关； 4）数量取决于尘埃数量； 5）越近地面的空气，其含菌量越高； 6）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关； 7）与人类的关系：
在生物修复中起作用的微生物，根据其来源 可分为三类：土著微生物、外来微生物和基因 工程菌。
29
3、修复工艺 生物修复工艺可分为三大类型: ❖原位处理(in situ) ❖非原位处理(ex－situ) ❖生物反应器(Bioreactor)。
30
(1) 原位处理工艺
该工艺是污染土壤不经搅动、挖出和运输, 直接向污染部位提供氧气、营养物或接种， 以达到降解污染物目的的生物修复工艺
16
二、微生物在土壤中的种类、数量和分布
1、土壤中微生物的种类和数量 (1)土壤中所含的微生物数量很大，尤以细 菌最多。
每克土壤的含菌量大体上有一个十倍系列 的递减规律：
细菌(～108)>放线菌(～107)> 霉菌(～106)> 酵母菌(～105)> 藻类(～104)> 原生动物(～103)
17
(2)通过土壤微生物的代谢活动，可改变土 壤的理化性质，进行物质转化，因此，土 壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。
陆地生态系统包括陆地上的各类生物群落。
陆地生态系统具有鲜 明的空间结构。生物群 落在空间上有明显的垂 直和水平分布，即具有 三维空间结构和二维水
6
平结构。
5、生态系统的特点
➢开放性(物质循环和能量流动) ➢运动性(相对稳定状态) ➢自我调节性(适应外界变化条件、维持系统动态平衡) ➢相关性(彼此相互联系) ➢演化性(产生、发展、消亡的周期性)
生态系统＝生物群落+环境条件
3
2、生态系统的结构
能源：太阳辐射
生物代谢产物：CO2、O2、H2O、无
生 环境条件 机媒盐质：水、大气、土壤
态
基质：砂、岩石、泥土
系
其他环境条件：温度、
统
pH…… 植物群落、藻类、光合细菌
生产者： 及化能自养细菌
生物群落 消费者：动物群落
分解者或转化者：异物养及微微生型物后、生原动生物动
传播动、植物疾病;造成食品及发酵生产中的污染。 39
三、空气微生物的卫生标准及生物 洁净技术
1、空气微生物的卫生标准
目前还没有统一的卫生标准，一般以室内1m3 空气中细菌总数为500～1000个以上作为空气 污生物含量
表7-2-1 我国各主要土壤的含菌量(万/克干土) (据中国科学院南京土壤研究所资料)
土类 暗棕壤 棕壤 黄棕壤 红壤 砖红壤 磷质石灰土 黑土 黑钙土 棕钙土 草甸土 土娄土 白浆土 滨海盐土
地点 黑龙江呼玛 辽宁沈阳 江苏南京 浙江杭州 广东徐闻 西沙群岛 黑龙江哈尔滨 黑龙江安达 宁夏宁武 黑龙江亚沟 陕西武功 吉林皎河 江苏连云港
壤位于建筑物或公路下面不能挖掘和搬出时，可采取生物修复技术；
(4)处理成本低于热处理及物理化学方法，其处理费用约为热处
理费用的1/3～1/4；
(5)应用广泛，可处理各种不同种类的有机污染物，如石油、
炸药、农药、除草剂、塑料等，无论小面积或大面积污染均可应用，并 可同时处理受污染的土壤和地下水。
35
5、生物修复技术的局限性
一般采用土著微生物处理，有时也加入经驯 化和培养的微生物以加速处理。
31
注水井
抽水井
在这种工艺中经常采用各种工程化措施来 强化处理效果。这些措施包括泵处理【也称
P/T(Pump／Treatment)技术】、生物通气(Bioventing)、 渗滤(Percolation)、空气扩散等形式。
32
(2)非原位处理工艺 该工艺是将受污染的土壤、沉积物移离
14
4、氧气和水：土壤具有团粒结构，有无数小孔隙为 土壤创造通气条件。土壤的团粒结构还起毛细管的 作用，具有持水性，为微生物提供了水分。
15
5、温度：土壤的保温性较强，一年四季温度 变化不大，即使冬季地面冻结，一定深度土壤 仍保持着一定的温度，可供微生物生长需要。
6、保护层：几毫米厚的表层土是保护层，使 土壤中的微生物免遭太阳光中紫外辐射的直接 照射致死。
25
2、污染物种类
有机农药，酚类物质、氰化物、石 油、多环芳烃、洗涤剂、重金属以及 有害微生物、高浓度耗氧有机物等。
26
3、土壤污染的后果
(1)有机、无机毒物过多滞留、积累在土壤 中，改变了土壤理化性质，使土壤盐碱化、 板结。毒害植物和土壤微生物，破坏土壤生 态平衡。 (2)土壤中的毒物被植物吸收、富集，浓缩， 进入食物链，毒害人畜；被雨水冲刷流入河 流、湖泊或渗入地下水，造成水体污染。
1、土壤污染来源 2、污染物种类 3、土壤污染的后果
(二)土壤修复
1、土壤生物修复的概念 2、生物修复技术的原理 3、生物修复工艺 4、主要特点和优点 5、生物修复技术的局限性
24
1、土壤污染来源
(1)含有机毒物和重金属的污水和废水的 农田灌溉； (2)含有机毒物和重金属的污、废水的土 地处理； (3)固体废物的堆放和填埋等的渗滤液； (4)地下储油罐泄漏以及喷洒农药； (5)工厂污水的随意排放；
细菌 2327 1284 1406 1103 507 2229 2111 1074 140 7863 951 1598 466
放线菌 612 39 271 123 39 1105 1024 319 11 29 1032 55 41
真菌 13 36 6 4 11 15 19 2 4 23 4 3 0.4
中性土和偏碱性土适合细菌和放线菌生长，酸性土适 合霉菌和酵母菌生长。
19
2、微生物在土壤中的分布
(1)土壤中微生物的水平分布取决于碳源： 即不同地区有不同的碳源，相应就会有不 同的微生物。 (2)土壤中微生物的垂直分布与紫外辐射 的照射、营养、水、温度等因素有关。不 同深度，微生物数量和种类都不同。
4
3、生态系统的功能
生态系统是自然界的基本功能单元，其功 能主要表现在生物生产、能量流动、物质 循环和信息传递。它们是通过生态系统的 核心——生物群落实现的。
5
4、生态系统的类 型
生态系统根据大环境条件的不同，通常可分为两 大类，即水生生态系统和陆地生态系统。
水生生态系统包括海洋、河流、湖泊和沼泽等水域。
(3)污水和废物中含有的病原微生物会通过 各种途径进入人体，危害健康。
27
1、土壤生物修复的概念
广义的 土壤生物修复包括利用土壤中的各种生 物——植物、土壤动物和微生物吸收、降解和转 化土壤中的污染物，使污染物的浓度降低到可接 受的水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的 物质。
狭义的 土壤生物修复，就是利用微生物的作用将 土壤中有害的有机污染物降解为无害的无机物 (CO2和 H2O)或其它无害物质的过程。这种技术应用
(二)生物圈
生存在地球陆地以上和海面以下各约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它们生存环境的 总体，叫生物圈。
8
二、生态平衡
在一定的时期内，生产者、消费者和分 解者之间保持着一种动态平衡状态，系统 内的能量流动和物质循环在较长时期内保 持稳定。这种状态就是生态平衡，又称自 然平衡。
第 七 章 微 生 物 生 态 系 统
1
§7-1 生态系统
2
一、生态系统和生物圈
(一)生态系统
1、生态系统的概念
生态系统是在一定时间和空间范围内由生物(包 括动物、植物和微生物的个体、种群、群落)与它 们的生境(包括光、水、土壤、空气及其他生物因 子)通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。 生态系统的概念亦可用一个简明的公式表达：
反应器可分为两种类型：生物反应器 (Bioreactor)和土壤泥浆反应器(Slurry reactor)，但也有人将这两种类型的反应器统 称为生物反应器。
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4、土壤生物修复技术的主要特点和优点
(1)不破坏植物生长所需要的土壤环境，土壤的物理、化学、 生物性质保持不变甚至优于原有的性质； (2)(对可降解)污染物降解完全，可将有机污染物降解为完 全无害的无机物(CO2和 H2O等)，没有二次污染问题； (3)处理形式多样，可就地处理，操作相对简单，如受污染土
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一、土壤的生态条件
1、营养：土壤中有大量动、植物残体，植物根系的分泌 物，还有人和动物的排泄物；有微生物生长发育所需的大 量无机元素和微量元素。
2、pH：土壤pH范围在3.5～8.5之间，多数在5.5～8.5 之间，甚至不少土壤的pH接近中性，适合大多数微生物 生长需要。
3、渗透压：土壤的渗透压通常在0.3～0.6Mpa之间，G －杆菌体内的渗透压为0.5～0.6Mpa，G+球菌体内的渗透 压为2.0～2.5Mpa。所以，土壤中的渗透压对微生物是等 渗或低渗环境，仍有利于微生物摄取营养。
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然而，生态系统的自行调节能 力是有限度的，超越了生态阈限， 自行调节能力的降低或丧失就会 导致一系列连锁反应：各生物群 落的种类和数量减少，各生物群 落间的数量比例失调，能量流动 和物质循环发生障碍，整个生态 系统平衡失调。
破坏生态平衡的因素有自然因素和人为 因素。
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§7-2 土壤微生物生态
22
(二)污染土壤的微生物生态
污(废)水长期灌溉会引起土壤“土著”微生 物区系和数量的改变，并诱导产生分解各种污
染物的微生物新品种，这是诱_导_?_变__异___的结果。
如果污(废)水灌溉量适中，不超过土壤自 净能力是不会造成土壤污染的。
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四、土壤污染和土壤生物修复
(一)土壤的污染及其不良后果
所以，空气不是微生物生长繁殖的场所。
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二、空气微生物的种类、数量和分布
1）来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动； 2）无原生的微生物区系，主要以气溶胶形式存在污染; 3）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关； 4）数量取决于尘埃数量； 5）越近地面的空气，其含菌量越高； 6）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关； 7）与人类的关系：
在生物修复中起作用的微生物，根据其来源 可分为三类：土著微生物、外来微生物和基因 工程菌。
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3、修复工艺 生物修复工艺可分为三大类型: ❖原位处理(in situ) ❖非原位处理(ex－situ) ❖生物反应器(Bioreactor)。
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(1) 原位处理工艺
该工艺是污染土壤不经搅动、挖出和运输, 直接向污染部位提供氧气、营养物或接种， 以达到降解污染物目的的生物修复工艺
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二、微生物在土壤中的种类、数量和分布
1、土壤中微生物的种类和数量 (1)土壤中所含的微生物数量很大，尤以细 菌最多。
每克土壤的含菌量大体上有一个十倍系列 的递减规律：
细菌(～108)>放线菌(～107)> 霉菌(～106)> 酵母菌(～105)> 藻类(～104)> 原生动物(～103)
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(2)通过土壤微生物的代谢活动，可改变土 壤的理化性质，进行物质转化，因此，土 壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。
陆地生态系统包括陆地上的各类生物群落。
陆地生态系统具有鲜 明的空间结构。生物群 落在空间上有明显的垂 直和水平分布，即具有 三维空间结构和二维水
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平结构。
5、生态系统的特点
➢开放性(物质循环和能量流动) ➢运动性(相对稳定状态) ➢自我调节性(适应外界变化条件、维持系统动态平衡) ➢相关性(彼此相互联系) ➢演化性(产生、发展、消亡的周期性)
生态系统＝生物群落+环境条件
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2、生态系统的结构
能源：太阳辐射
生物代谢产物：CO2、O2、H2O、无
生 环境条件 机媒盐质：水、大气、土壤
态
基质：砂、岩石、泥土
系
其他环境条件：温度、
统
pH…… 植物群落、藻类、光合细菌
生产者： 及化能自养细菌
生物群落 消费者：动物群落
分解者或转化者：异物养及微微生型物后、生原动生物动
传播动、植物疾病;造成食品及发酵生产中的污染。 39
三、空气微生物的卫生标准及生物 洁净技术
1、空气微生物的卫生标准
目前还没有统一的卫生标准，一般以室内1m3 空气中细菌总数为500～1000个以上作为空气 污生物含量
表7-2-1 我国各主要土壤的含菌量(万/克干土) (据中国科学院南京土壤研究所资料)
土类 暗棕壤 棕壤 黄棕壤 红壤 砖红壤 磷质石灰土 黑土 黑钙土 棕钙土 草甸土 土娄土 白浆土 滨海盐土
地点 黑龙江呼玛 辽宁沈阳 江苏南京 浙江杭州 广东徐闻 西沙群岛 黑龙江哈尔滨 黑龙江安达 宁夏宁武 黑龙江亚沟 陕西武功 吉林皎河 江苏连云港
壤位于建筑物或公路下面不能挖掘和搬出时，可采取生物修复技术；
(4)处理成本低于热处理及物理化学方法，其处理费用约为热处
理费用的1/3～1/4；
(5)应用广泛，可处理各种不同种类的有机污染物，如石油、
炸药、农药、除草剂、塑料等，无论小面积或大面积污染均可应用，并 可同时处理受污染的土壤和地下水。
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5、生物修复技术的局限性
一般采用土著微生物处理，有时也加入经驯 化和培养的微生物以加速处理。
31
注水井
抽水井
在这种工艺中经常采用各种工程化措施来 强化处理效果。这些措施包括泵处理【也称
P/T(Pump／Treatment)技术】、生物通气(Bioventing)、 渗滤(Percolation)、空气扩散等形式。
32
(2)非原位处理工艺 该工艺是将受污染的土壤、沉积物移离
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4、氧气和水：土壤具有团粒结构，有无数小孔隙为 土壤创造通气条件。土壤的团粒结构还起毛细管的 作用，具有持水性，为微生物提供了水分。
15
5、温度：土壤的保温性较强，一年四季温度 变化不大，即使冬季地面冻结，一定深度土壤 仍保持着一定的温度，可供微生物生长需要。
6、保护层：几毫米厚的表层土是保护层，使 土壤中的微生物免遭太阳光中紫外辐射的直接 照射致死。
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2、污染物种类
有机农药，酚类物质、氰化物、石 油、多环芳烃、洗涤剂、重金属以及 有害微生物、高浓度耗氧有机物等。
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3、土壤污染的后果
(1)有机、无机毒物过多滞留、积累在土壤 中，改变了土壤理化性质，使土壤盐碱化、 板结。毒害植物和土壤微生物，破坏土壤生 态平衡。 (2)土壤中的毒物被植物吸收、富集，浓缩， 进入食物链，毒害人畜；被雨水冲刷流入河 流、湖泊或渗入地下水，造成水体污染。
1、土壤污染来源 2、污染物种类 3、土壤污染的后果
(二)土壤修复
1、土壤生物修复的概念 2、生物修复技术的原理 3、生物修复工艺 4、主要特点和优点 5、生物修复技术的局限性
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1、土壤污染来源
(1)含有机毒物和重金属的污水和废水的 农田灌溉； (2)含有机毒物和重金属的污、废水的土 地处理； (3)固体废物的堆放和填埋等的渗滤液； (4)地下储油罐泄漏以及喷洒农药； (5)工厂污水的随意排放；
细菌 2327 1284 1406 1103 507 2229 2111 1074 140 7863 951 1598 466
放线菌 612 39 271 123 39 1105 1024 319 11 29 1032 55 41
真菌 13 36 6 4 11 15 19 2 4 23 4 3 0.4
中性土和偏碱性土适合细菌和放线菌生长，酸性土适 合霉菌和酵母菌生长。
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2、微生物在土壤中的分布
(1)土壤中微生物的水平分布取决于碳源： 即不同地区有不同的碳源，相应就会有不 同的微生物。 (2)土壤中微生物的垂直分布与紫外辐射 的照射、营养、水、温度等因素有关。不 同深度，微生物数量和种类都不同。
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3、生态系统的功能
生态系统是自然界的基本功能单元，其功 能主要表现在生物生产、能量流动、物质 循环和信息传递。它们是通过生态系统的 核心——生物群落实现的。
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4、生态系统的类 型
生态系统根据大环境条件的不同，通常可分为两 大类，即水生生态系统和陆地生态系统。
水生生态系统包括海洋、河流、湖泊和沼泽等水域。
(3)污水和废物中含有的病原微生物会通过 各种途径进入人体，危害健康。
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1、土壤生物修复的概念
广义的 土壤生物修复包括利用土壤中的各种生 物——植物、土壤动物和微生物吸收、降解和转 化土壤中的污染物，使污染物的浓度降低到可接 受的水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的 物质。
狭义的 土壤生物修复，就是利用微生物的作用将 土壤中有害的有机污染物降解为无害的无机物 (CO2和 H2O)或其它无害物质的过程。这种技术应用