水处理生物学.ppt
2023年3月28日星期二,水处理生物学,第八章 微生物的生态,第一节 生态系统的基本概念及特征,一、种群、群落、生态系统和生物圈,种群：一个物种在一定空间范围内的所有个体的总合在生态学中称为种群（population）。,群落：所有不同的生物的总合（community）。,生态系统:生物群落与其生存环境共同组成的动态平衡整体系统（ecosystem）。,微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的科学。,生物圈：地球上所有生物及其生活的那部分非生命环境的总称。,2,二、生态系统的结构,任何一种生态系统都是由生物群落和理化环境两部分组成。,生态系统中的生物有三种：生产者、消费者、分解者。,生产者：吸收太阳能并利用无机营养元素合成有机物，将太阳能以化学能的形式贮存在有机物中。生产者主要是绿色植物、以及一些能够进行光合作用的菌类。,消费者：直接或间接地利用生产者所制造的有机物作为碳源，而不能直接利用太阳能和无机态的营养元素的生物。,3,分解者：指所有能够把有机物分解为简单无机物的生物。主要有细菌和部分真菌。,三、生态系统的特征,理化环境、生产者、分解者是生态系统缺一不可的组成部分，消费者是可有可无的。,1.生态系统的物质循环,2.生态系统的能量流,3.生态系统的信息传递,4.生态系统的调节能力,5.生态系统中的生态演替,4,四、微生物在生态系统中的作用,1.有机物的主要分解者,2.物质循环中的重要成员,3.生态系统中的初级生产者,4.物质和能量的蓄存者,5.地球生物演化的先锋种类,第二节 微生物在环境中的分布,由于微生物本身的特性，比如营养类型多，适应性强，繁殖方式多，有的能形成芽孢、孢囊、无性或有性孢子等各种各样的休眠体。还有微生物个体微小，易被水流、气流等其他方式携带扩散，广泛传播。因此微生物在自然环境中的分布极为广泛。,5,、土壤的环境条件 土壤是微生物良好的生活场所。土壤为微生物生长提供有利条件：土壤中含有大量的有机物 土壤中含有大量的矿物质 土壤中含有一定的水分 土壤中含有一定的空隙 土壤具有保温性 土壤的pH值一般为5.58.5之间,一、土壤中的微生物,2、土壤团聚体与微生物的分布,6,土壤团聚体（土壤团粒）：由土壤矿物质颗粒（黏粒）、微生物、植物残体以及腐殖质构成的微团聚体经过多次复合和团聚而成的结构。,土壤颗粒表面的微生物,不同的团聚体微生物的分布不同。同一团聚体内外微生物的分布不同。,7,8,耕地土壤一个团聚体等氧压线，在近中心部位为一缺氧带，由此向外，氧浓度逐渐提高。,3、土壤团聚体与微生物的分布,团聚体周围的等氧线,9,4、活性污泥中的微生物,活性污泥：由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有机物的能力和良好的沉降性能的絮状体颗粒。,10,活性污泥中的原生动物,活性污泥的成熟度与原生动物的种类分布,二、水体(圈)中的微生物,（一）淡水微生物1、来源：土壤、空气、污水及有机残体2、种类：自养菌3、影响微生物在淡水中分布的因子：营养物质、温度、溶解氧等。,11,蓝细菌、藻、水生植物,12,（二）海洋微生物 1、种类：多数是嗜盐菌 2、分布：（1）平面分布：近海数量很高（2）垂直分布：表层：好氧性微生物 中层：紫硫细菌 底层：厌氧菌及硫酸还原菌,13,(三)、污染水体的微生物生态,14,三、大气中的微生物,1、存在形式：多为孢子2、来 源：土壤、水体、动物3、常见种类：霉菌：曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉、白地霉细菌：枯草芽孢杆菌、八叠球菌等病原菌：结核杆菌、白喉杆菌、肺炎双球菌、流感病毒,4、大气微生物分布（数量与种类）的影响因子：（1）地区性质（2）季节的演替（3）气候条件:日照、降水、气流,15,表8-不同场所的上空微生物数量（个/m3）,四、极端环境中的微生物,极端环境：高、低温环境 高盐环境 高酸、高碱环境 高压环境。,16,（一）嗜热微生物,17,（二）嗜冷微生物1、发现（红雪现象：嗜寒水藻）,18,(三)高盐环境中的微生物,高盐环境中的微生物主要生活在盐湖、死海、盐场、腌制品等高盐环境中。,(四)高酸、高碱环境中的微生物,主要生活在深海、深井、底层内原油等矿藏中的耐压微生物。耐压微生物有生长缓慢等特点。,(五)高压环境中的微生物,第三节 微生物之间的相互关系,生态系统中的群落指不同种类的生物，因此一个微生物生态系统中就要有很多种微生物群落，在系统内他们之间可能物质或能量的交换传递，菌落之间形成各种复杂的关系。,19,一、互生关系,归纳起来可分为互生、共生、拮抗（对抗）和寄生4种群落间的相互关系。,1、偏利共栖：一群微生物得益，而另一群体不受影响。（普遍）,20,2、互利共栖：两个群体相互协作，达到在某一生境中共同生存的目的。,两个群体形成具有特殊结构、功能和绝对互利关系的高度专一的共生体。,二、共生关系,21,三、拮抗（对抗、竞争）关系,两个或多个群体共同依赖同一个生长基质或环境因素，结果一方或两方的群体大小或生长率受到限制的现象。,根瘤菌接种剂与土壤中的土著性根瘤菌的竞争关系。,污水处理中经常存在着对DO及营养的竞争。,抗生素产生菌。,四、寄生关系,一种微生物寄生在另一种微生物细胞中或细胞表面，从寄主中取得养料，并引起寄主病害或死亡。,22,
