生存因子研究報告

1、生存因子及不利因素小組成員：C生存因子1234溫度溫度pH氧化還原電位氧化還原電位(Eh)溶解氧溶解氧DO太陽輻射太陽輻射56水的活度與滲透壓水的活度與滲透壓C不利因素1234紫外輻射紫外輻射電離輻射電離輻射超聲波超聲波重金屬重金屬極端溫度、極端溫度、pH56干燥干燥7有機物有機物8抗生素抗生素1 溫度1.溫度對微生物的影響機理：溫度對微生物的影響機理： 影響酶活性影響酶活性酶促反應速率酶促反應速率細胞合成。細胞合成。 影響細胞膜的流動性。溫度高，流動性大，有利于物質的影響細胞膜的流動性。溫度高，流動性大，有利于物質的運輸；反之同理；因此，溫度變化影響營養(yǎng)物質的吸收與運輸；反之同理；因此，溫度

2、變化影響營養(yǎng)物質的吸收與代謝產物的分泌。代謝產物的分泌。 影響物質的溶解度。影響物質的溶解度。2.應用：應用：低溫低溫代謝弱，基本處于休眠狀態(tài)，若原生質結構并未破壞代謝弱，基本處于休眠狀態(tài)，若原生質結構并未破壞時，不會死亡，升溫可復活時，不會死亡，升溫可復活保藏保藏高溫高溫蛋白質不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細胞結構蛋白質不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細胞結構殺菌消毒殺菌消毒3.微生物按溫度需求分類微生物按溫度需求分類4.各類微生物生長的適宜溫度各類微生物生長的適宜溫度1 溫度微生物微生物原生動物原生動物 放線菌放線菌霉菌霉菌藻類藻類廢水生物處理中的微生物廢水生物處理中的微生物適宜溫度適宜

3、溫度 161625252323373723233737282830303030左右左右1.環(huán)境環(huán)境pH對微生物的影響對微生物的影響影響膜表面電荷的性質及膜的通透性，進而影響對物影響膜表面電荷的性質及膜的通透性，進而影響對物質的吸收能力。質的吸收能力。改變酶活性、酶促反應的速率及代謝途徑：如：酵母改變酶活性、酶促反應的速率及代謝途徑：如：酵母菌在菌在pH4.55產乙醇，在產乙醇，在pH 6.5以上產甘油、酸。以上產甘油、酸。環(huán)境環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的離子化程度，從值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質吸收，或有毒物質的毒性。而影響營養(yǎng)物質吸收，或有毒物質的毒性。2 p

4、H2.微生物適宜的pH范圍 大多數(shù)細菌、藻類和原生動物的最適生長pH6.57.5，它們能適應pH410之間的環(huán)境。 微生物種類微生物種類最低最低pHpH最適最適pHpH最高最高pHpH大腸埃希氏菌大腸埃希氏菌枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌黑曲霉黑曲霉放線菌放線菌酵母菌酵母菌霉菌霉菌 4.5 4.5 4.5 4.5 4.2 4.2 1.5 1.5 5.0 5.0 1.5 1.5 2.5 2.57.47.67.47.66.07.56.07.57.07.57.07.55.06.05.06.07.08.07.08.03.06.03.06.03.86.03.86.0 9.0 9.0

5、 8.5 8.5 9.3 9.3 9.0 9.0 10.0 10.0 10.0 10.0 8.0 8.03.污水生物處理時污水生物處理時pH宜維持在宜維持在6.58.5 大多數(shù)細菌、藻類、放線菌和原生動物在此范圍內均能大多數(shù)細菌、藻類、放線菌和原生動物在此范圍內均能生長繁殖，有利于細菌形成菌膠團互相凝聚形成良好的絮生長繁殖，有利于細菌形成菌膠團互相凝聚形成良好的絮凝體，可取得良好的凈化效果；凝體，可取得良好的凈化效果； pH6.5的酸性環(huán)境有利于霉菌和酵母菌的生長，若霉菌的酸性環(huán)境有利于霉菌和酵母菌的生長，若霉菌在活性污泥中大量繁殖，因其不能分泌粘性物質于細胞表在活性污泥中大量繁殖，因其不能分

6、泌粘性物質于細胞表面，而降低了活性污泥的吸附能力，其絮凝性較差，結構面，而降低了活性污泥的吸附能力，其絮凝性較差，結構松散不易沉降，處理效果下降，甚至導致活性污泥絲狀膨松散不易沉降，處理效果下降，甚至導致活性污泥絲狀膨脹。脹。4.培養(yǎng)基培養(yǎng)基pH的變化的變化原因原因 a 分解葡萄糖、乳糖分解葡萄糖、乳糖有機酸，有機酸，pH b 分解蛋白質、蛋白胨及氨基酸分解蛋白質、蛋白胨及氨基酸NH3和胺類，和胺類，pH c 細胞選擇性地吸收陰陽離子，細胞選擇性地吸收陰陽離子，pH解決方法解決方法 在配制培養(yǎng)基時應加入緩沖物質，如在配制培養(yǎng)基時應加入緩沖物質，如KH2PO4和和K2HPO4 。 在廢水和污泥厭

7、氧消化過程中，要控制好產酸階段和在廢水和污泥厭氧消化過程中，要控制好產酸階段和產甲烷階段的產量，產甲烷階段的產量，pH很關鍵，通常應控制很關鍵，通常應控制pH6.67.6之間，之間， pH6.87.2為最佳為最佳。 城市生活污水、污泥若不含蛋白質、氨等物質，處理城市生活污水、污泥若不含蛋白質、氨等物質，處理之前就要投加緩沖物質；若連續(xù)運行則在運行期間也之前就要投加緩沖物質；若連續(xù)運行則在運行期間也應投加，以碳酸氫鈉為佳。應投加，以碳酸氫鈉為佳。 pH低的工業(yè)廢水可采用霉菌和酵母菌處理，無需調節(jié)低的工業(yè)廢水可采用霉菌和酵母菌處理，無需調節(jié)pH，其所引起的絲狀膨脹可通過改革工藝來解決，如其所引起的

8、絲狀膨脹可通過改革工藝來解決，如采用生物膜法、接觸氧化法等。采用生物膜法、接觸氧化法等。3 氧化還原電位(Eh)1. 微生物與微生物與EhEh0，氧化環(huán)境，上限為氧化環(huán)境，上限為820mVEh0，還原環(huán)境，下限為還原環(huán)境，下限為400mV各類微生物適宜的各類微生物適宜的Eh 對于好氧生物處理系統(tǒng)對于好氧生物處理系統(tǒng)，Eh處于處于+200+600微生物微生物好氧微生物好氧微生物兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物專性厭氧微生物專性厭氧微生物E Eh h(mV)(mV)300300400400100100，好氧呼吸好氧呼吸100100，無氧呼吸無氧呼吸2502502002002. 影響影響Eh的因素的因素

9、氧分壓氧分壓:氧分壓高，氧分壓高，Eh高；氧分壓低，高；氧分壓低， Eh低。低。pH:pH高，高，Eh高；高；pH低，低， Eh 低。低。3. 控制控制Eh的還原劑的還原劑 抗壞血酸、硫二乙醇鈉、硫化氫和鐵等抗壞血酸、硫二乙醇鈉、硫化氫和鐵等4 溶解氧DO根據微生物與分子氧的關系可將微生物分為根據微生物與分子氧的關系可將微生物分為微生物類型微生物類型最適生長的最適生長的O O2 2氧分壓氧分壓( (101101kPa)kPa)微生物舉例微生物舉例好氧好氧微 生微 生物物專性好氧微生物專性好氧微生物strict aerobestrict aerobe0.20.2多數(shù)細菌、放線菌和多數(shù)細菌、放線菌

10、和真菌真菌微量好氧微生物微量好氧微生物microaerophilic microaerophilic bacteriabacteria0.0030.0030.20.2霍亂弧菌霍亂弧菌兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物facultative aerobefacultative aerobe有氧無氧均無影響有氧無氧均無影響大腸桿菌、釀酒酵母大腸桿菌、釀酒酵母厭氧厭氧微 生微 生物物專性厭氧微生物專性厭氧微生物anaerobeanaerobeP(OP(O2 2) )0.0050.005產甲烷菌產甲烷菌耐氧厭氧微生物耐氧厭氧微生物a e r o t o l e r a n t a e r o t o l e

11、 r a n t anaerobeanaerobe代謝無需氧，氧的存代謝無需氧，氧的存在對于無用也無害在對于無用也無害乳酸菌乳酸菌4.1 好氧微生物與氧的關系好氧微生物與氧的關系1.氧對好氧微生物的作用氧對好氧微生物的作用作為微生物好氧呼吸的最終電子受體作為微生物好氧呼吸的最終電子受體參與甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成參與甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成2. 溶解氧的供給溶解氧的供給 好氧微生物需要的氧是溶于水的氧，即溶解氧。好氧微生物需要的氧是溶于水的氧，即溶解氧。 夏季水溫高，常造成供氧不足，促使絲狀細菌的優(yōu)勢夏季水溫高，常造成供氧不足，促使絲狀細菌的優(yōu)勢生長，從而造成生長，從而造成活性污泥

12、的絲狀膨脹活性污泥的絲狀膨脹。因此，在活性污。因此，在活性污泥生物處理中需設置充氧設備充氧，如通過葉輪機械攪泥生物處理中需設置充氧設備充氧，如通過葉輪機械攪拌、鼓風曝氣等方式充氧。溶解氧的質量濃度維持在拌、鼓風曝氣等方式充氧。溶解氧的質量濃度維持在34mg/L為宜。為宜。4.2 兼性厭氧微生物與氧的關系兼性厭氧微生物與氧的關系1.不同氧條件的生理狀態(tài)不同氧條件的生理狀態(tài)好氧條件：好氧條件：氧化酶活性強，細胞色素及電子傳遞體系的氧化酶活性強，細胞色素及電子傳遞體系的其它組分正常存在；其它組分正常存在；無氧條件：無氧條件：氧化酶無活性，細胞色素和電子傳遞體系的氧化酶無活性，細胞色素和電子傳遞體系的

13、其它組分減少或全部喪失。其它組分減少或全部喪失。 巴斯德效應：巴斯德效應：指將氧通入正在發(fā)酵的酵母菌懸液中，使指將氧通入正在發(fā)酵的酵母菌懸液中，使得發(fā)酵速度下降，葡萄糖的消耗速度也顯著下降的現(xiàn)象。得發(fā)酵速度下降，葡萄糖的消耗速度也顯著下降的現(xiàn)象。2.不同氧條件下廢水生物處理中的微生物不同氧條件下廢水生物處理中的微生物供氧正常：供氧正常：好氧微生物和兼性厭氧微生物共同起積極作好氧微生物和兼性厭氧微生物共同起積極作用；用；供氧不足：供氧不足：好氧微生物不起作用，兼性厭氧微生物起積好氧微生物不起作用，兼性厭氧微生物起積極作用，但有機物分解不徹底；極作用，但有機物分解不徹底；污水、污泥厭氧消化：污水、

14、污泥厭氧消化：兼性厭氧微生物起水解、發(fā)酵作兼性厭氧微生物起水解、發(fā)酵作用，將大分子的蛋白質、脂肪等水解為小分子的有機酸用，將大分子的蛋白質、脂肪等水解為小分子的有機酸和醇等。和醇等。3.反硝化細菌反硝化細菌有有O2時：進行好氧呼吸時：進行好氧呼吸缺缺O(jiān)2時：進行反硝化作用時：進行反硝化作用除除N工藝工藝 A/O、A2/O、 A2/O2、SBRNO3NO2N24.3 厭氧微生物與氧的關系厭氧微生物與氧的關系1. 厭氧微生物的氧毒害機制厭氧微生物的氧毒害機制專性厭氧微生物不具有專性厭氧微生物不具有過氧化氫酶過氧化氫酶，會被代謝過程中產，會被代謝過程中產生的生的H2O2殺死；殺死；專性厭氧微生物不具

15、有專性厭氧微生物不具有超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)，而被而被超超氧陰離子氧陰離子殺死；殺死；2. 厭氧微生物的培養(yǎng)方法厭氧微生物的培養(yǎng)方法可與兼性厭氧微生物混合培養(yǎng)，以去除可與兼性厭氧微生物混合培養(yǎng)，以去除O2，保證厭氧環(huán)境。，保證厭氧環(huán)境。He、H2、N2加入甲基藍或加入甲基藍或刃天青指示刃天青指示Eh(顯色表明有顯色表明有O2)封瓶口封瓶口無氧培養(yǎng)無氧培養(yǎng)罐內培養(yǎng)罐內培養(yǎng)5 太陽輻射1000nm的紅外輻射，可被不產氧的光合細的紅外輻射，可被不產氧的光合細菌用作光源；菌用作光源； 380760nm的可見光是藍細菌、藻類進的可見光是藍細菌、藻類進行光合作用的能源。行光合作用的能源。其

16、余的輻射對微生物均有害。其余的輻射對微生物均有害。6 水的活度與滲透壓6.1 水的活度水的活度w水的活度水的活度w 表示在一定溫度下，某溶液或表示在一定溫度下，某溶液或物質在與一定空間空氣相平衡時的含水量與空物質在與一定空間空氣相平衡時的含水量與空氣飽和水量的比值，用氣飽和水量的比值，用小數(shù)小數(shù)表示。表示。多數(shù)微生物在多數(shù)微生物在w 0.950.99時生長最好。大時生長最好。大多數(shù)微生物在多數(shù)微生物在w 0.600.65時停止活動。時停止活動。6.2 滲透壓滲透壓滲透壓滲透壓 當兩液面高差產生的壓力足夠阻止水再流當兩液面高差產生的壓力足夠阻止水再流動時，此時兩液面高差間的壓力即為滲透壓。動時，

17、此時兩液面高差間的壓力即為滲透壓。半透膜半透膜清水清水蔗蔗糖糖溶溶液液h溶液的濃度決定滲透壓溶液的濃度決定滲透壓 溶質的分子或離子數(shù)越多，滲透壓越大溶質的分子或離子數(shù)越多，滲透壓越大 同質量濃度溶液，溶質分子越小，其滲透壓越大同質量濃度溶液，溶質分子越小，其滲透壓越大 離子溶液的滲透壓比分子溶液的滲透壓大離子溶液的滲透壓比分子溶液的滲透壓大細菌的滲透壓細菌的滲透壓 G (2.02.5)MPa G (0.50.6)MPa微生物在不同滲透壓溶液的反應微生物在不同滲透壓溶液的反應 等滲溶液：等滲溶液：形態(tài)大小不變，生長良好。形態(tài)大小不變，生長良好。應用：在實驗室用應用：在實驗室用(NaCl)8.5g

18、/L的的生理鹽水稀釋菌液生理鹽水稀釋菌液。 低滲溶液：低滲溶液：水分子大量滲入細胞內，使細胞膨脹，嚴重水分子大量滲入細胞內，使細胞膨脹，嚴重者破裂。者破裂。 高滲溶液：高滲溶液：細胞內大量失水，使細胞發(fā)生質壁分離。細胞內大量失水，使細胞發(fā)生質壁分離。應用：用高滲溶液保存食物可防止腐敗。應用：用高滲溶液保存食物可防止腐敗。C不利因素1234紫外輻射紫外輻射電離輻射電離輻射超聲波超聲波重金屬重金屬極端溫度、極端溫度、pH56干燥干燥7有機物有機物8抗生素抗生素1. 紫外輻射對微生物有致死作用紫外輻射對微生物有致死作用 致死機理：致死機理： 微生物細胞中的核酸、蛋白質等對紫外輻射有特微生物細胞中的核

19、酸、蛋白質等對紫外輻射有特別強的吸收能力，可引起別強的吸收能力，可引起DNA鏈上的兩個鄰近的胸腺嘧啶分子鏈上的兩個鄰近的胸腺嘧啶分子形成形成胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶二聚體(T=T)，使使DNA不能復制，導致死亡。不能復制，導致死亡。 260nm左右的紫外輻射殺菌力最強左右的紫外輻射殺菌力最強光復活光復活 經經UV照射，隨即暴露于藍色可見光下，使照射，隨即暴露于藍色可見光下，使T=T恢復正常狀態(tài)，使一部分受損的細胞恢復活力?；謴驼顟B(tài)，使一部分受損的細胞恢復活力。暗復活暗復活 DNA鏈在黑暗條件下進行修復。鏈在黑暗條件下進行修復。應用：應用：殺菌消毒、誘變育種殺菌消毒、誘變育種2.電離輻射的影響

20、電離輻射的影響X射線射線(0.10.01nm) 、射線射線(0.010.001nm)低劑量照射，促進微生物生長或引起微生物發(fā)生變異；低劑量照射，促進微生物生長或引起微生物發(fā)生變異；高劑量照射，對微生物有致死作用。高劑量照射，對微生物有致死作用。3.超聲波超聲波頻率頻率大于大于20000Hz的聲波，能破壞幾乎所有的細菌體。的聲波，能破壞幾乎所有的細菌體。殺菌機制殺菌機制: 細胞內含物受到強烈振蕩，膠體發(fā)生絮狀沉淀，凝膠液化或細胞內含物受到強烈振蕩，膠體發(fā)生絮狀沉淀，凝膠液化或乳化，從而失去生物活性；乳化，從而失去生物活性； 溶液受到超聲波作用產生空腔，引起巨大的壓力變化，使細溶液受到超聲波作用產

21、生空腔，引起巨大的壓力變化，使細菌死亡；菌死亡； 溶于溶液中的氣體變成無數(shù)極微小的氣泡迅速猛烈地沖擊細溶于溶液中的氣體變成無數(shù)極微小的氣泡迅速猛烈地沖擊細菌，使之破裂。菌，使之破裂。應用：應用： 利用超聲波破壞菌體，利用超聲波破壞菌體，制成細菌裂解液制成細菌裂解液，用于研究細菌的結，用于研究細菌的結構、化學組成、酶活性等；構、化學組成、酶活性等； 可利用超聲波從組織中可利用超聲波從組織中提取病毒提取病毒； 利用頻率為利用頻率為8001000kHz的超聲波的超聲波治療疾病治療疾病4.重金屬對微生物的影響重金屬對微生物的影響殺菌機理：其與酶的殺菌機理：其與酶的SH結合，使酶失活；結合，使酶失活；

22、與菌與菌體蛋白結合，使之變性或沉淀。體蛋白結合，使之變性或沉淀。質量濃度為質量濃度為205mg/L的的二氯化汞二氯化汞對大多數(shù)細菌有致死對大多數(shù)細菌有致死作用。作用。硫酸銅硫酸銅對真菌和藻類的殺傷力較強。對真菌和藻類的殺傷力較強。波多爾液波多爾液(硫酸銅石灰硫酸銅石灰)在農業(yè)上可用于防止某些植物在農業(yè)上可用于防止某些植物病毒。病毒。 1L水樣中加水樣中加10mL質量濃度為質量濃度為1g/L的的硫酸銅溶液硫酸銅溶液可抑制可抑制微生物的呼吸。微生物的呼吸。質量濃度為質量濃度為15g/L的的鉛鹽溶液鉛鹽溶液對微生物有致死作用。對微生物有致死作用。5.干燥對微生物的影響干燥對微生物的影響干燥能使菌體內

23、蛋白質變性，引起代謝活動的停止。干燥細干燥能使菌體內蛋白質變性，引起代謝活動的停止。干燥細胞的代謝處于停滯狀態(tài)，若不提供條件，則一直呈休眠狀態(tài)胞的代謝處于停滯狀態(tài)，若不提供條件，則一直呈休眠狀態(tài)長期存活。長期存活?？捎脺缇纳惩凉鼙４婢N、孢子，也可用真空冷凍干燥?？捎脺缇纳惩凉鼙４婢N、孢子，也可用真空冷凍干燥保存菌種。存菌種。細菌的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動物的胞囊比營養(yǎng)細細菌的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動物的胞囊比營養(yǎng)細胞抗干燥。胞抗干燥。6.若干有機物對微生物的影響若干有機物對微生物的影響(一一) 醇醇醇是脫水劑和脂溶劑，可使蛋白質脫水變性，脂類溶解，醇是脫水劑和脂溶劑，可使蛋

24、白質脫水變性，脂類溶解，進而殺死微生物機體。進而殺死微生物機體。體積分數(shù)為體積分數(shù)為70的乙醇殺菌能力最強。的乙醇殺菌能力最強。甲醇殺菌力差，對人有毒，不宜作為殺菌劑。甲醇殺菌力差，對人有毒，不宜作為殺菌劑。廢水生物脫廢水生物脫氮處理工藝中，常用甲醇作為碳源。氮處理工藝中，常用甲醇作為碳源。丙醇、丁醇及其它高級醇殺菌力均比乙醇強，但不溶于水，丙醇、丁醇及其它高級醇殺菌力均比乙醇強，但不溶于水，故不能作殺菌劑。故不能作殺菌劑。(二二) 甲醛甲醛甲醛是很有效的殺菌劑，對細菌、真菌及其孢子和病毒均有甲醛是很有效的殺菌劑，對細菌、真菌及其孢子和病毒均有效。效。福爾馬林福爾馬林(質量濃度為質量濃度為37

25、0400g/L的甲醛水溶液的甲醛水溶液)的蒸氣有的蒸氣有強烈的刺激性，有殺菌和抑菌作用，可用于廠房、無菌室消強烈的刺激性，有殺菌和抑菌作用，可用于廠房、無菌室消毒。毒。殺菌機理：甲醛與蛋白質的氨基結合干擾細菌的代謝機能殺菌機理：甲醛與蛋白質的氨基結合干擾細菌的代謝機能。甲醛溶液是動物組織和原生動物標本的固定劑。甲醛溶液是動物組織和原生動物標本的固定劑。(三三) 表面活性劑表面活性劑1. 酚酚 酚及其衍生物能引起蛋白質變性，并破壞細胞酚及其衍生物能引起蛋白質變性，并破壞細胞質膜質膜 1 g/L 抑菌抑菌 苯酚苯酚 10 g/L 殺菌殺菌 50 g/L 噴霧消毒空氣噴霧消毒空氣 甲酚甲酚 殺菌力比其它酚強幾倍，難溶于水，易與皂殺菌力比其它酚強幾倍，難溶于水，易與皂液或堿液形成乳濁液，叫來蘇爾。液或堿液形成乳濁液，叫來蘇爾。 1020 g/L 消毒皮膚消毒皮膚 30 50 g/