微生物與環(huán)境污染.ppt

微生物污染空氣、水體、土壤和食品，會影響生物生產(chǎn)量和質(zhì)量，危害人類健康，這種污染稱為微生物污染。,根據(jù)污染對象,空氣微生物污染,水體微生物污染,食品微生物污染,根據(jù)危害方式,病原微生物污染,水體富營養(yǎng)化,微生物代謝產(chǎn)物污染,土壤微生物污染,第一節(jié) 微生物傳播與危害,一、空氣微生物污染 概念：微生物污染引起空氣環(huán)境質(zhì)量惡化，導(dǎo)致人類活動、人體健康和生物生存受到影響的現(xiàn)象，稱為空氣微生物污染。,（一）空氣微生物及其影響因素 1.種類和數(shù)量 空氣微生物具有抗逆性。通過形成芽孢、孢子、包囊等，在空氣中長時(shí)間存活。,進(jìn)入空氣的微生物種類較多，常見的有八疊球菌、枯草芽孢桿菌、微球菌，以及霉菌和酵母菌的孢子等。,較少。室外空氣中微生物的數(shù)量與所在地區(qū)人口密度、動植物數(shù)量、土壤和地面的鋪墊情況以及氣溫、大氣濕度、氣流和日照等因素有關(guān)。,種類和數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于室外空氣。在室內(nèi)空氣中，特別是在通風(fēng)不良、人員擁擠的環(huán)境中不乏病原微生物，如結(jié)核桿菌、腦膜炎球菌、感冒病毒等。,室外空氣微生物：,室內(nèi)空氣微生物：,2.對空氣微生物影響因素,（2）溫度：高溫會加速微生物失活，而低溫延緩失活。,G-菌：相對濕度較低,G+菌：相對濕度較高,細(xì)菌,更易存活,病毒,有包膜：相對濕度50%,裸露的：相對濕度50%,存活時(shí)間長,（1）濕度：對空氣微生物存活影響很大。,（3）射線：日照中的紫外線（UV）和電力輻射（如X射線）對微生物產(chǎn)生損害。,（4）其他： 氧氣在閃電和UV的作用下，從惰性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成H2O2、過氧化物、超氧化物等活潑狀態(tài)，造成細(xì)胞損害; 室外空氣因子(OAF); 陽離子可引起微生物活性物理衰減，而陰離子可產(chǎn)生物理和生物影響。,（二）空氣微生物傳播過程,包括,發(fā)射,傳播,沉降,3個環(huán)節(jié),1.發(fā)射：含微生物微粒懸浮于空氣中的過程。它是導(dǎo)致 空氣微生物污染的重要原因。,常見發(fā)射機(jī)制： 土壤微生物通過灰塵； 污水表面微生物通過自然風(fēng)力； 病原微生物通過呼吸道，也可通過排泄物和灰塵； 病原真菌將孢子直接釋放至空氣。,2.傳播：流動空氣將動能傳給含微生物微粒，使其從一個地方送到另一個地方的過程。,大多數(shù)懸浮于空氣中的微生物存活能力有限，因此常見的傳播是亞小范圍（ 10min， 100m）和小范圍（10- 60min，100m1000m）傳播。,一些病毒、孢子和芽孢能進(jìn)行中等范圍（數(shù)天，100Km）甚至大范圍（更長）傳播。,3.沉降：微粒通過一種或多種機(jī)制沉積于物質(zhì)表面的過程。 沉降機(jī)制有重力作用、分子擴(kuò)散、表面碰撞、降水沖洗等。,（三）空氣微生物污染的危害,1.感染農(nóng)作物，導(dǎo)致種植業(yè)減產(chǎn)；,2.感染家畜，導(dǎo)致養(yǎng)殖業(yè)損失；,3.感染敏感人群，導(dǎo)致人類患??；,4.污染食品，導(dǎo)致食物腐敗變質(zhì)。,通過空氣傳播 的主要病原微 生物及其引起的疾病,（四）空氣微生物污染的防治,防止空氣污染傳播疾病，除應(yīng)注意隔離病人和戴口罩等措施外，可再根據(jù)具體情況采用下列措施：,1.室內(nèi)通風(fēng)：開啟門窗交換氣流后，由于空氣的流通稀釋，室內(nèi)空氣的細(xì)菌數(shù)可顯著減少。人口密集的，如電影院、會議室等場所，采用此種簡便易行方法可收到良好效果。,2.空氣過濾：對空氣清潔程度要求較高的場所，如手術(shù)室、嬰兒室等可利用各類空氣過濾器，除去灰塵。,3.空氣消毒：采用物理方法（紫外線照射）或化學(xué)方法（噴灑甲醛、漂白粉、次氯酸鈉等）。,二、水體微生物污染,概念：致病微生物進(jìn)入 水體或某些藻類大量繁殖，致使水體惡化，直接或間接危害人類健康或影響生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)象，稱為水體微生物污染。,（一）常見的水體病原微生物,（1）霍亂弧菌：屬于霍亂致病菌。1883年Koch首次發(fā)現(xiàn)此菌。1905年Cotschlich分離類似霍亂弧菌的菌株EL-Tor弧菌。兩菌所致的疾病統(tǒng)稱霍亂。,霍亂弧菌產(chǎn)生毒素，可引起嘔吐和腹瀉，在短期內(nèi)使人脫水，造成急性腎功能衰竭,（2）沙門氏菌：為一類能運(yùn)動、無芽孢、G-桿菌，好癢或兼性厭氧，在許多培養(yǎng)基上生長良好，適溫37。是造成水介疾病暴發(fā)以及食物中毒的重要原因之一，水體常易為沙門氏菌污染。此菌污染的飲水可導(dǎo)致 腸胃炎 或傷寒 暴發(fā)流行。,（3）致病性大腸桿菌：大腸埃希氏菌通常稱大腸桿菌，是人類和大多數(shù)溫血動物腸道中的正常菌群。但某些血清型的可引起不同癥狀的腹瀉。,1996年日本發(fā)生腸道出血性大腸桿菌感染事件，9000名兒童被感染。原因是致病性大腸桿菌通過污水污染蘿卜苗，患者生食被污染的蘿卜苗。,（4）軍團(tuán)菌：1976年美國退伍軍人協(xié)會會員中曾爆發(fā)急性發(fā)熱性呼吸道疾病，是已知的首次爆發(fā)；221人感染疾病，其中死亡34人。由于大多的死者都是軍團(tuán)成員，因此稱為軍團(tuán)病。,（5）志賀氏菌：也稱志賀菌或者痢疾桿菌，是一類革不活動、不產(chǎn)生孢子的蘭氏陰性桿菌，可引起人和其他哺乳動物的細(xì)菌性痢疾。,2.病毒,甲型肝炎病毒（HAV）:為RNA病毒科，肝炎病毒屬?？稍谖鬯图仔透窝谆颊呒S便中存活較長時(shí)間，通過水體傳播。甲型肝炎1988年在上海大流行，30多萬人發(fā)病。,戊型肝炎病毒（HEV）：是一種單股RNA病毒，經(jīng)糞口途徑傳播。也是一種能引起水源性疾病暴發(fā)流行的病毒。,3.原蟲：,隱孢子蟲： 廣泛存在于動物中 ，可引起隱孢子蟲病，是動物胃腸炎的常見原因。感染多種哺乳動物 、鳥和爬行動物 。寄生于人體的種主要是微小隱孢子蟲，該蟲是致病原蟲 ，也是一種腹瀉病原，人體隱孢子蟲病是近二十年來新發(fā)現(xiàn)的一種人體寄生蟲病，以胃腸炎為主要表現(xiàn) 。,溶組織阿米巴：是阿米巴痢疾的病原體，又稱痢疾變形蟲。阿米巴痢疾主要通過糞便污染食物和飲用水而傳播。,通過糞便、污水進(jìn)入 水體的病原微生物,（二）水體病微生物的來源,清潔水體的微生物含量并不高，通常每 ml 水中只有幾十至幾百個細(xì)菌。清潔水體的微生物以自養(yǎng)菌為主，對人類無害。,然而，清潔水體經(jīng)常受到土壤、垃圾、人畜糞便、以及各種污水的污染。一旦這些污染物中的病原菌進(jìn)人水體，或這些污染物引起某些藻類大量繁殖，就可使水質(zhì)嚴(yán)重惡化，危害人類。,（三）水體病原微生物的傳染,1.接觸皮膚感染：如葡萄球菌、沙眼衣原體,2.飲水腸道感染：如霍亂弧菌、沙門氏菌、大腸桿菌等,3.水產(chǎn)品腸道感染：水體中的病原微生物感染水產(chǎn)品，人們食用時(shí)，被病原微生物感染。,（四）水體微生物污染的防治,1.加強(qiáng)污水處理,2.加強(qiáng)飲用水處理,廣東省貴嶼鎮(zhèn)河流、水塘都已被污染，村民們只好在被嚴(yán)重污染的水塘里洗滌,內(nèi)蒙古拉僧廟工業(yè)園區(qū)每天大量的工業(yè)污水流向黃河灘,鎮(zhèn)江市鈦粉廠每天大量的化工污水排放長江，下游不到1000米處是丹陽市自來水取水處 2009年6月10日,江蘇省海門市化工園區(qū)污水處理廠偷排污水進(jìn)入長江 2009年6月5日,三、土壤微生物污染,概念：一個或幾個有害的微生物種群，從外界環(huán)境侵入土壤，對人體健康或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響現(xiàn)象，稱為土壤微生物污染。,（一）土壤病原微生物的來源及其存活影響因素,自然土壤中存在病原微生物。,污染土壤中病原微生物增多。 要正確處理人畜糞便、生活垃圾、城市生活污水、飼養(yǎng)場和屠宰場污染物。不然，影響人類健康，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。,土壤病原微生物的存活受以下因素的影響：,（1）病原微生物種類,（2）土壤性質(zhì),（3）環(huán)境條件（pH、溫度、日照等）,幾種病原微生物在土壤中存活時(shí)間,（二）土壤病原微生物的傳染,土壤病原微生物危害人類的傳染途徑有：,（1）人土壤人,（2）動物土壤人,（3）土壤人,（三）土壤微生物污染的防治,要防治土壤的微生物污染，必須對污染源進(jìn)行無害處理。并通過研究污染微生物在土壤以及生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、分布和消長規(guī)律，采取相應(yīng)的控制措施。,伊犁河附近,第二節(jié) 水體富營養(yǎng)化,一、概念,指氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入水體，使藻類和浮生生物大量繁殖，從而破壞水體生態(tài)平衡的現(xiàn)象。湖泊、內(nèi)海、河口、港灣等易發(fā)生。,在特定的環(huán)境條件下，海水中某些浮游植物、原生動物或細(xì)菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。,水 華,是在富營養(yǎng)化淡水中主要由藍(lán)細(xì)菌、或綠藻、硅藻等爆發(fā)性繁殖所引起的生態(tài)現(xiàn)象；也有部分的水華現(xiàn)象是由浮游動物腰鞭毛蟲引起。,富營養(yǎng)化,赤潮,海洋赤潮,海洋赤潮,淡水藍(lán)藻水華,水體富營養(yǎng)化的檢測 國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前一般根據(jù)以下指標(biāo)判斷：水體含氮量0.3mg/L；水體含磷量0.02mg/L；BOD510mg/L；淡水中細(xì)菌總數(shù)105個/ml；葉綠素（藻類生長量的標(biāo)志）10g/L。,二、水體富營養(yǎng)化的生物學(xué)特性,水體未被污染和污染后的微生物種類和數(shù)量不同。,富營養(yǎng)化時(shí)出現(xiàn)的種群主要微藻類。,導(dǎo)致赤潮的微藻類很多，已檢出60多種。常見的有腰鞭毛蟲、 裸甲藻、短裸甲藻、梭角藻、原甲藻等等。,腰鞭毛蟲又稱甲藻，單細(xì)胞、具有兩根鞭毛，含有光合色素， 呈深褐、橙紅、黃綠色。赤潮水體中可達(dá)50000個/mL，使水體 呈現(xiàn)細(xì)胞顏色。,導(dǎo)致水華的藻類主要是藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌），常見的有：微囊藍(lán)細(xì)菌、魚腥藍(lán)細(xì)菌、束絲藍(lán)細(xì)菌、顫藍(lán)細(xì)菌。,富營養(yǎng)與貧營養(yǎng)湖泊中微生物的比較,三、富營養(yǎng)化成因及其影響因素,（一）富營養(yǎng)化的成因,富營養(yǎng)化是既可以是“天然的”，也可以是人為的。,人為的富營養(yǎng)化的主要原因： 超過水體自凈能力的大量有機(jī)或無機(jī)營養(yǎng)物進(jìn)入水體。有機(jī)物被微生物礦化分解成為無機(jī)物水，體中的無機(jī)物成為藻類生長良好營養(yǎng)，使藻類大量生長。海洋中的富營養(yǎng)化主要由陸源的營養(yǎng)鹽輸入引起，所以富營養(yǎng)化出現(xiàn)在沿岸的淺海和海灣，尤其是河流入?？诘?海區(qū)。,（二）富營養(yǎng)化影響因素,1.營養(yǎng)物質(zhì),藻類生長需20-30種元素。藻類原生質(zhì)（C106H263O110N16P）的生成對N和P需要量是很大的。N和P可以作為生長限制因子，分別大于0.2mg/L和0.01mg/L導(dǎo)致富營養(yǎng)化，而低于這個濃度不會導(dǎo)致富營養(yǎng)環(huán)境。,生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田徑流含有N、P，二級處理也含有。將這些污水排入水體，可為藻類提供營養(yǎng)。一旦其他條件適宜，藻類便會快速繁殖。,2.季節(jié)與水溫,藻類是中溫型，因此夏季旺盛。夏季水體上層水暖，密度較小，下層則相反。若無風(fēng)，上下水層