微生物對(duì)環(huán)境的污染危害ppt課件

1、1,.,第五章微生物對(duì)環(huán)境的污染與危害,.,2,第一節(jié) 水體富營(yíng)養(yǎng)化,水體富營(yíng)養(yǎng)化 指氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入水體，使藻類和浮游生物旺盛增殖，從而破壞水體生態(tài)平衡的現(xiàn)象。以湖泊、水庫(kù)對(duì)人類生產(chǎn)和生活影響最大。,.,3,水體富營(yíng)養(yǎng)化特征：DO先而后；C、N、P含量；藻類由硅藻占優(yōu)勢(shì)變成由綠藻、藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)；透明度。 這種富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生在湖泊等內(nèi)陸水體可形成水華（又稱水花）；發(fā)生在海洋可形成赤潮（又稱紅潮）。,.,4,一、富營(yíng)養(yǎng)化的形成和影響因素 1. 富營(yíng)養(yǎng)化的形成 一些高山、極地湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化大多屬于天然的富營(yíng)養(yǎng)化。人為的水體富營(yíng)養(yǎng)化是在人類活動(dòng)的影響下發(fā)生的水體生態(tài)演變。因此產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化的水

2、體主要是人群集中、工業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的湖泊。 2. 富營(yíng)養(yǎng)化的影響因素 （1）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 氮、磷 限制因子。 （2）季節(jié)與水溫 （3）光照,.,5,目前一般采用的富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)是：水體含氮量大于0.20.3mg/L，含磷量大于 0.010.02mg/L，生化需氧量大于10mg/L，細(xì)菌總數(shù)（淡水，pH79）達(dá) 105個(gè)/mL，葉綠素a（藻類生長(zhǎng)量的標(biāo)志）大于10mg/m3。,.,6,二、引起富營(yíng)養(yǎng)化的優(yōu)勢(shì)藻類 主要是微型藻類。 海洋中現(xiàn)已查明的有60多種 裸甲藻屬、膝溝藻屬、多甲藻屬的種類。常見(jiàn)的有：腰鞭毛蟲(chóng)、裸甲藻、短裸甲藻、梭角藻、原甲藻、中肋骨條硅藻、角刺藻、卵形隱藻、無(wú)紋多溝藻、夜光藻等。

3、 湖泊中以藍(lán)細(xì)菌為主。常見(jiàn)的有：微囊藻屬、魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬和顫藻屬。 由于占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類所含色素不同，使水體呈現(xiàn)藍(lán)、綠、紅、棕、乳白等不同顏色。,.,7,三、水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害 1. 消耗溶解氧，致使水生生物大量死亡。 2. 藻類過(guò)度繁殖會(huì)阻塞魚(yú)鰓和貝類的進(jìn)出水孔，影響它們的呼吸作用。 3. 某些藻類體內(nèi)及其代謝產(chǎn)物含有生物毒素，引起魚(yú)、貝類中毒病變或死亡。如鏈狀膝溝藻石房蛤毒素。 4. 產(chǎn)生氣味化合物，使水體散發(fā)不良?xì)馕丁?5. 破壞環(huán)境景觀 外觀呈色、變濁、產(chǎn)生不良?xì)馕丁⒂绊懢坝^。 6. 水體沼澤化 沉積作用。 7. 危害供水,.,8,四、富營(yíng)養(yǎng)化的防治 1、外環(huán)境控制措施（截外源）

4、（1）工業(yè)：加強(qiáng)排污總量控制；污水進(jìn)行深度處理（硝化反硝化 脫氮，化學(xué)混凝沉淀除磷，氧化塘除氮、磷）。 （2）農(nóng)業(yè)：減少化肥使用量，加強(qiáng)農(nóng)家肥使用的宣傳力度，并做好 肥料的貯存和施用工作（在農(nóng)作物生長(zhǎng)期間施肥，肥料 能被作物很快吸收）；建立農(nóng)村污水處理設(shè)施。 （3）生活：實(shí)行合成洗衣粉含磷量的限制。 （4）水體周圍：建立良性生態(tài)平衡，包括建立水體周圍的緩沖林 帶；保護(hù)水體周圍及上游的森林植被，防止?fàn)I養(yǎng)物 質(zhì)的過(guò)多流失。如湖邊應(yīng)保證有2km5km的湖濱 保護(hù)帶，帶內(nèi)嚴(yán)禁新建污染企業(yè)和從事有污染的活 動(dòng)。帶內(nèi)土地應(yīng)當(dāng)退地還湖。,.,9,2、內(nèi)環(huán)境控制（除內(nèi)源） （1）生物法法：細(xì)菌、真菌、噬藻體等

5、殺藻劑每月投入12次；養(yǎng)殖藻類 和水生植物并定期收獲；養(yǎng)殖食草性魚(yú)類、貝類。 （2）藥物除藻法：CuSO40.10.5mg/L（殺藻而不能除氣味）、漂白粉 0.51mg/L（既殺藻又除氣味）、明礬（主要除藍(lán) 藻）。適用于小范圍水體，用于藻類剛開(kāi)始繁殖時(shí)，裝 袋拖掛于船后或直接噴灑。藥劑用量最好經(jīng)試驗(yàn)確定。 （3）充氧曝氣法：利用機(jī)械攪拌或強(qiáng)力通氣破壞湖中的分層現(xiàn)象使湖水混 合，可收到較顯著效果。常用于較深的水體。 （4）凝集沉淀法：加Fe鹽、Al鹽及粘土礦物與磷結(jié)合成不溶物沉淀。 （5）底泥挖掘法：將沉淀于底泥中的磷除去，消除二次污染機(jī)會(huì)。 （6）稀釋沖刷法：加貧營(yíng)養(yǎng)水稀釋或用貧營(yíng)養(yǎng)水進(jìn)行換水

6、沖刷，這是最快 速的手段。 （7）深層排水法：一般深層的營(yíng)養(yǎng)鹽比表層的多，排掉深層的水可帶走很 多營(yíng)養(yǎng)鹽類。,.,10,一、微生物毒素與食品污染 1. 細(xì)菌毒素 2. 放線菌毒素 3. 真菌毒素 4. 藻類毒素,5.2 微生物代謝物與環(huán)境污染,.,11,1. 細(xì)菌毒素 可分為內(nèi)毒素與外毒素。內(nèi)毒素是微生物細(xì)胞的組分，通常為細(xì)胞壁的某一成分，只有當(dāng)菌體裂解或融溶時(shí)才能釋放。外毒素由微生物合成后，分泌到細(xì)胞外面。外毒素的毒力強(qiáng)于內(nèi)毒素，但不耐高溫。 常見(jiàn)的外毒素有白喉毒素、破傷風(fēng)毒素、霍亂腸毒素、肉毒毒素、葡萄球菌腸毒素等。,.,12,（1）肉毒毒素 是由肉毒梭菌產(chǎn)生的外毒素，是一種極強(qiáng)的神經(jīng)毒，

7、主要作用于神經(jīng)和肌肉的連接處及植物神經(jīng)末梢，阻礙神經(jīng)末梢乙酰膽堿的釋放，導(dǎo)致肌肉收縮不全和肌肉麻痹。肉毒毒素屬劇毒物，1mg可以殺死100萬(wàn)只豚鼠。此毒素對(duì)熱極不穩(wěn)定，經(jīng)80、30min或100、1020min可完全破壞。腸道中蛋白分解酶不能分解此毒素。肉毒梭菌是革藍(lán)氏陽(yáng)性菌，產(chǎn)芽孢，能運(yùn)動(dòng)，專性厭氧，可侵染水果、蔬菜、魚(yú)、肉、罐頭、香腸等食品。 預(yù)防肉毒中毒可把食品保存在pH4.5，或鹽分10%或溫度3 的條件下。罐頭食品需經(jīng)121高壓滅菌，以殺死芽孢。,.,13,（2）葡萄球菌腸毒素 是由金黃色葡萄球菌的產(chǎn)毒菌株產(chǎn)生的外毒素，可引起食物中毒。當(dāng)腸道吸收了該毒素后，在26h之內(nèi)即可引起惡心嘔

8、吐等急性腸胃病癥狀。毒性較弱，較少致命。 金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽(yáng)性、不產(chǎn)芽孢的球狀菌。該毒素用一般的烹飪方法不能破壞，需經(jīng)100 oC，2h處理方可破壞。因此預(yù)防中毒的方法是，防止一切污染該菌的機(jī)會(huì)。,.,14,2. 放線菌毒素 如鏈霉菌屬放線菌產(chǎn)生的放線菌素，可使大鼠產(chǎn)生腫瘤。,.,15,3. 真菌毒素 是指以霉菌為主的真菌代謝活動(dòng)所產(chǎn)生的毒素。 真菌毒素致病有下幾個(gè)特點(diǎn)： 中毒常與食物有關(guān); 發(fā)病有季節(jié)性或地區(qū)性； 不產(chǎn)生抗體，也不能免疫； 患者無(wú)傳染性； 一次性大量攝入往往發(fā)生急性中毒；長(zhǎng)期少量攝入則發(fā)生慢性中毒和致癌。,.,16,至今發(fā)現(xiàn)的真菌毒素達(dá)300種。其中，毒性較強(qiáng)的有黃曲霉

9、毒素、棕曲霉毒素、黃綠青霉素、紅色青霉毒素B、青霉酸等。,.,17,黃曲霉毒素主要由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的毒素，是劇毒物，也是致癌物，可誘發(fā)肝癌。已確定結(jié)構(gòu)的黃曲霉毒素共有20多種，以黃曲霉毒素B1毒性最大，致癌性最強(qiáng)，穩(wěn)定性最高。黃曲霉毒素污染食物的范圍很廣，包括糧食、油、蔬菜、豆類、煙草、肉類、乳品、水果等，其中以花生、花生油、玉米、棉籽餅粉、棕櫚仁、可可豆、大米、小米等較常見(jiàn)，污染最重的是花生、花生油和玉米。 預(yù)防黃曲霉毒素污染的主要措施：降低含水量，降低相對(duì)濕度，充CO2降低氧量，使用化學(xué)藥劑等。,.,18,4. 藻類毒素 （1）甲藻 甲藻是藻類中對(duì)人類威脅最大的藻種，它產(chǎn)生的毒素對(duì)人

10、類有劇毒。產(chǎn)生毒素的甲藻主要是膝溝藻屬的種類，海洋赤潮中的甲藻多為此屬。 （2）藍(lán)細(xì)菌 淡水中藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)生的毒素主要使魚(yú)類、家畜、水鳥(niǎo)等致死。 （3）金藻 海水中金藻綱產(chǎn)生的毒素可使魚(yú)類大量死亡。,.,19,二、氣味代謝物 從放線菌產(chǎn)生的土腥味物質(zhì)中分離到土腥素（或土臭味素）。土腥素是一種透明的中性油，相對(duì)分子質(zhì)量182，嗅閾值極低0.2mg/L。具有土腥味的魚(yú)肉中也可檢出土腥素，魚(yú)肉的味閾值為0.6g/100kg魚(yú)肉。 其他引起環(huán)境污染的微生物氣味代謝物有氨、胺、硫化氫、硫醇、（甲基）吲哚、糞臭素、脂肪、酸、醛、醇、脂等。,.,20,三、酸性礦水 酸性礦水的形成：化學(xué)氧化和生物（耐酸細(xì)菌）氧化

11、。 FeSFeSO4+H2SO4 FeSO4 硫桿菌 Fe2(SO4)3 FeS+ Fe2(SO4)3FeSO4+S S 硫桿菌 H2SO4 酸性廢水的危害：隨水滲漏或順河道擴(kuò)散，污染農(nóng)田、水渠、河流，破壞自然生態(tài)、生物群落、毒害魚(yú)類、影響人類生活。,.,21,酸性廢水的治理措施：投加大量纖維素，造成缺氧環(huán)境，促進(jìn)反硫化作用的產(chǎn)生；投加抗微生物的藥劑（-酮酸類、羧酸類），抑制硫桿菌的活性。加石灰提高pH，使硫酸成為硫酸鈣沉淀；開(kāi)采后層層覆蓋，避免酸性礦水形成。,.,22,四、汞的生物甲基化 排入環(huán)境的汞大多為無(wú)機(jī)汞（元素汞和汞離子），經(jīng)過(guò)微生物的甲基化作用后，形成的甲基汞毒性增強(qiáng)，使汞的危害大

12、大加劇。是水俁病的主要原因。 能形成甲基汞的厭氧細(xì)菌有產(chǎn)甲烷菌、匙形梭菌；好氧細(xì)菌有熒光假單胞菌、草分枝桿菌、大腸埃希氏菌、產(chǎn)氣腸桿菌、巨大芽孢桿菌等；真菌中有粗糙脈孢霉、黑曲霉、短柄帚霉以及釀酒酵母等。 汞的生物甲基化往往與甲基鈷胺素有關(guān)。甲基鈷胺素即VB12甲基傳遞體。,.,23,（1）汞的非酶促甲基化 在中性水溶液中，以甲基鈷胺素作為甲基供體，汞可被轉(zhuǎn)化為甲基汞。這種轉(zhuǎn)化是純化學(xué)反應(yīng)，能快速而定量地進(jìn)行。在有氧和厭氧條件下，汞的甲基化均能順利完成。 （2）汞的酶促甲基化 在自然界，除個(gè)別情況外,甲基汞都是在微生物的作用下形成的。微生物的作用可分為直接作用與間接作用。直接作用是指直接在微生物酶的催化下發(fā)生甲基化過(guò)程。間接作用則是指在微生物體外發(fā)生的甲基化過(guò)程。 水體中酶促甲基化的速率受pH值、通氣、微生物種類的影響。在汞