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1绪论1

1.1微生物概述1

1.1.1微生物的概念1

1.1.2微生物的特点2

1.2微生物在生态系统中的重要作用3

1.2.1生产者3

1.2.2消费者3

1.2.3分解者3

1.3环境工程微生物学的内容4

1.3.1微生物学的基本知识4

1.3.2微生物对污染物的降解和转化4

1.3.3微生物污染的检测与防治5

1.3.4微生物在治理环境污染中的应用5

1.3.5发展前景5

思考题6

2环境中微生物的主要类群7

2.1原核细胞型微生物8

2.1.1细菌8

2.1.2放线菌20

2.1.3蓝细菌22

2.2真核细胞型微生物26

2.2.1真菌26

2.2.2微型藻类32

2.2.3原生动物40

2.2.4微型后生动物46

2.3非细胞型微生物——病毒50

2.3.1病毒的主要特征51

2.3.2病毒的形态与大小51

2.3.3病毒的结构和化学组成51

2.3.4病毒的繁殖51

2.3.5病毒的分类53

2.3.6影响病毒存活的因素53

思考题54

3微生物的营养55

3.1微生物的营养物质55

3.1.1微生物细胞的化学组成56

3.1.2微生物的营养物质56

3.2微生物的营养类型58

3.2.1光能自养型59

3.2.2光能异养型60

3.2.3化能自养型60

3.2.4化能异养型60

3.3培养基及培养条件60

3.3.1配制培养基的原则61

3.3.2培养基类型及应用62

3.3.3微生物的培养条件63

3.4营养物的吸收67

思考题68

4微生物生长代谢与遗传变异69

4.1微生物的代谢69

4.1.1酶70

4.1.2微生物的呼吸作用73

4.2微生物的生长、繁殖77

4.2.1微生物生长、繁殖的测定77

4.2.2群体生长规律——生长曲线78

4.2.3细菌生长曲线在污水生物处理中的应用81

4.3微生物的遗传与变异81

4.3.1遗传与变异的物质基础81

4.3.2微生物的变异82

4.4菌种的保藏85

4.4.1菌种的保藏85

4.4.2菌种的退化87

4.4.3菌种的复壮87

思考题88

5环境因子对微生物的影响89

5.1基本概念89

5.1.1灭菌90

5.1.2消毒90

5.1.3防腐90

5.1.4无菌90

5.1.5除菌90

5.2温度对微生物的影响90

5.2.1高温的影响90

5.2.2低温的影响93

5.3辐射对微生物的影响93

5.3.1紫外线的影响93

5.3.2X射线和γ射线的影响94

5.3.3微波和超声波的影响94

5.4水分对微生物的影响95

5.4.1干燥95

5.4.2渗透压95

5.5化学因子对微生物的影响96

5.6生物间的相互关系97

5.6.1共生关系97

5.6.2互生关系97

5.6.3拮抗关系98

5.6.4寄生关系98

思考题98

6环境中微生物的检测99

6.1土壤中的微生物99

6.1.1土壤是微生物生活的良好环境99

6.1.2土壤微生物的种类、数量及其分布100

6.1.3土壤微生物的分离和计数102

6.2水体中的微生物103

6.2.1水中微生物的种类、分布103

6.2.2水的细菌学检测104

6.3空气中的微生物107

6.3.1空气中微生物的来源、数量107

6.3.2空气中微生物的检测方法108

思考题108

7微生物对环境的污染与危害109

7.1水体富营养化109

7.1.1水体富营养化的形成及影响因素110

7.1.2水体富营养化的危害111

7.1.3优势藻种111

7.1.4水体富营养化的监测与防治111

7.2病原微生物113

7.2.1空气中的病原微生物113

7.2.2水中的病原微生物114

7.2.3土壤中的病原微生物115

7.3微生物毒素116

7.3.1细菌毒素116

7.3.2真菌毒素116

7.3.3藻类毒素116

思考题117

8微生物对化学物质的降解与转化118

8.1微生物降解与转化化学物质的能力119

8.1.1污染物的可生物降解性119

8.1.2影响微生物降解与转化的因素122

8.1.3微生物降解与转化污染物的巨大潜力123

8.2微生物在自然界物质循环中的作用124

8.2.1碳素循环124

8.2.2氮素循环130

8.2.3硫素循环133

8.2.4磷素循环134

8.3各类合成化合物的生物降解与转化135

8.3.1农药的生物降解135

8.3.2塑料的生物降解136

8.3.3多氯联苯的生物降解138

8.3.4合成洗涤剂的生物降解138

8.3.5偶氮化合物的生物降解139

8.3.6氰和腈的生物降解139

8.4重金属污染物的转化140

8.4.1汞的生物转化140

8.4.2砷的生物转化141

8.4.3镉的生物转化142

8.4.4铅的生物转化142

思考题142

9微生物在水污染治理中的作用143

9.1水体的自净作用143

9.1.1水体的自净143

9.1.2污化系统及污化指示生物144

9.2污、废水生物处理方法分类145

9.3活性污泥法中的微生物及其作用146

9.3.1活性污泥的生物组成146

9.3.2活性污泥法的生物净化机理147

9.3.3活性污泥中微生物的指示作用148

9.3.4活性污泥的培养及驯化149

9.3.5活性污泥性能监测150

9.3.6活性污泥丝状膨胀的成因151

9.3.7控制活性污泥膨胀的对策151

9.4生物膜法中的微生物及其作用153

9.4.1生物膜的微生物组成153

9.4.2生物膜中微生物的净化作用154

9.4.3生物膜中微生物的指示作用154

9.4.4生物膜的培养155

9.4.5生物膜法的主要类型156

9.5厌氧消化法中的微生物及其作用156

9.5.1厌氧消化法的主要机理——甲烷发酵156

9.5.2厌氧消化的微生物类群157

9.5.3厌氧活性污泥的培养157

9.6影响生物处理的因素158

9.6.1温度158

9.6.2pH值158

9.6.3有毒物质158

9.6.4营养元素配比159

9.7EM生物技术处理污水159

9.8光合细菌处理高浓度有机废水160

9.9微生物脱氮工艺、原理及其微生物161

9.9.1生物硝化161

9.9.2生物反硝化161

9.10微生物除磷原理、工艺及其微生物162

9.10.1聚磷菌过量摄取磷162

9.10.2聚磷菌释放磷162

思考题162

10实验163

10.1显微镜的使用及微生物形态观察163

10.1.1目的和要求163

10.1.2器材和材料163

10.1.3实验内容163

10.1.4实验报告166

10.1.5思考题166

10.2细菌的简单染色法及革兰氏染色法167

10.2.1目的和要求167

10.2.2染色原理167

10.2.3实验材料和用具167

10.2.4实验内容及步骤168

10.2.5思考题170

10.3水生微型生物的形态观察170

10.3.1蓝细菌的形态观察170

10.3.2藻类的形态观察171

10.3.3微型动物的形态观察171

10.4酵母菌大小测定技术172

10.4.1目的与要求172

10.4.2实验原理172

10.4.3实验的材料及仪器172

10.4.4实验方法及操作步骤173

10.4.5实验报告174

10.4.6思考题174

10.4.7注意事项174

10.5微生物显微直接计数法175

10.5.1目的与要求175

10.5.2基本原理175

10.5.3计数工具的结构及方法175

10.5.4实验器材与方法177

10.5.5实验步骤177

10.5.6实验报告179

10.5.7讨论180

10.6水体卫生细菌学检验180

10.6.1物品的包扎及干法灭菌180

10.6.2培养基制备及湿法灭菌技术182

10.6.3水样的采集和处置184

10.6.4细菌总数的测定185

10.6.5总大肠菌群的测定188

10.6.6耐热大肠菌群的测定195

10.6.7大肠埃希氏菌的测定196

10.6.8实验报告197

10.6.9思考题197

10.7空气中微生物的检测197

10.7.1目的与要求197

10.7.2实验原理197

10.7.3实验器材与方法198

10.7.4实验步骤198

10.7.5结果与计算198

10.8微生物对有机物降解与转化能力的定性分析199

10.8.1目的和要求199

10.8.2基本原理199

10.8.3实验材料199

10.8.4实验内容200

10.8.5实验报告202

10.8.6思考题203

10.9微生物对有机物降解与转化能力的定量分析203

10.9.1目的和要求203

10.9.2基本原理203

10.9.3材料与试剂204

10.9.4方法与步骤205

10.9.5实验报告207

10.9.6附注207

10.9.7思考题208

10.10活性污泥和生物膜生物相观察208

10.10.1实验目的208

10.10.2实验原理208

10.10.3实验器材209

10.10.4实验步骤209

10.10.5实验报告210

10.10.6思考题211

附录 教学用培养基的配制212

参考文献216