1、重金属污染重金属污染环境污染环境污染水污染水污染随着工业的高度发展，人随着工业的高度发展，人口的增长，大量的生活废口的增长，大量的生活废弃物、工业生产形成的三弃物、工业生产形成的三废及农业上使用化肥、农废及农业上使用化肥、农药的残留物等，如不经处药的残留物等，如不经处理、直接排放，会给环境理、直接排放，会给环境造成严重污染，最终会给造成严重污染，最终会给人类造成严重的危害。人类造成严重的危害。三台两工厂随意排放三台两工厂随意排放废水烟尘，江水变白废水烟尘，江水变白烧开一碗水就有这么烧开一碗水就有这么多沉淀多沉淀水污染对人们生活的诸多影响水污染对人们生活的诸多影响微生物与环境保护微生物与环境保护
2、制作人：制作人：.环境污染：环境污染：所谓环境污染，主要是指土壤、水体等生态系统的结构和功所谓环境污染，主要是指土壤、水体等生态系统的结构和功能受外来有害因素的破坏而失去了平衡，导致物质流、能量流无法正常运转能受外来有害因素的破坏而失去了平衡，导致物质流、能量流无法正常运转的现象。的现象。污染物：污染物：是指人类在生产生活中，排入大气、水体或土壤中的能引起是指人类在生产生活中，排入大气、水体或土壤中的能引起环境污染，并对人和自然界有不利影响的物质的总称。例如：农药、污泥、环境污染，并对人和自然界有不利影响的物质的总称。例如：农药、污泥、烃类有机物、合成聚合物重金属、放射性元素等。烃类有机物、合
3、成聚合物重金属、放射性元素等。人们对环境认识的四个阶段：人们对环境认识的四个阶段：治理三废（废气、废水、废渣）治理三废（废气、废水、废渣）消除公害消除公害 保护环境保护环境 走可持续性发展道路走可持续性发展道路环境污染环境污染污染物1、病原体污染物病原体污染物生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水，常含有各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会水，常含有各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病，如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等传播疾病，如血吸虫病、霍乱、伤寒
4、、痢疾、病毒性肝炎等 2、耗氧污染物耗氧污染物 在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中其分解油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫
5、醇等难闻气味，使水质进一步恶化厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化 3、植物营养物植物营养物是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。4、有毒污染物有毒污染物有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体
6、液和组织发生生化和生理功能的变化，引起暂时或持久的病理状态，甚至危及生命的物质。化和生理功能的变化，引起暂时或持久的病理状态，甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等如重金属和难分解的有机污染物等 5、石油类污染物石油类污染物：石油是烷烃、烯烃和芳香烃的混合物，进入水体后的危：石油是烷烃、烯烃和芳香烃的混合物，进入水体后的危害是多方面的。如在水上形成油膜，能阻碍水体复氧作用，油类粘附在鱼鳃上，害是多方面的。如在水上形成油膜，能阻碍水体复氧作用，油类粘附在鱼鳃上，可使鱼窒息；粘附在藻类、浮游生物上，可使它们死亡。油类会抑制水鸟产卵可使鱼窒息；粘附在藻类、浮游生物上，可使它们死亡。油类会
7、抑制水鸟产卵和孵化，严重时使鸟类大量死亡。石油污染还能使水产品质量降低。和孵化，严重时使鸟类大量死亡。石油污染还能使水产品质量降低。6、放射性污染物放射性污染物放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水，向海洋投弃的放射性废物，核爆炸降落到水体的散落动力工厂排出的冷却水，向海洋投弃的放射性废物，核爆炸降落到水体的散落物，核动力船舶事故泄漏的核燃料；开采、提炼和使用放射性物质时，如果处物，核动力船舶事故泄漏的核燃料；开采、提炼和使用放射性物质时，如果处理不当，也会造成放射性污染。水体中的放射
8、性污染物可以附着在生物体表面，理不当，也会造成放射性污染。水体中的放射性污染物可以附着在生物体表面，也可以进入生物体蓄积起来，还可通过食物链对人产生内照射。也可以进入生物体蓄积起来，还可通过食物链对人产生内照射。7、酸、碱、盐无机污染物酸、碱、盐无机污染物各种酸、碱、盐等无机物进入水体各种酸、碱、盐等无机物进入水体(酸、碱中和生成盐，它们与水体中某些酸、碱中和生成盐，它们与水体中某些矿物相互作用产生某些盐类矿物相互作用产生某些盐类)，使淡水资源的矿化度提高，影响各种用水水质。，使淡水资源的矿化度提高，影响各种用水水质。盐污染主要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣。另外，由于酸雨规模盐污染主
9、要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣。另外，由于酸雨规模日益扩大，造成土壤酸化、地下水矿化度增高。日益扩大，造成土壤酸化、地下水矿化度增高。8、热污染热污染热污染是一种能量污染，它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。一些热污染是一种能量污染，它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。一些热电厂及各种工业过程中的冷却水，若不采取措施，直接排放到水体中，均可热电厂及各种工业过程中的冷却水，若不采取措施，直接排放到水体中，均可使水温升高，水中化学反应、生化反应的速度随之加快，使某些有毒物质使水温升高，水中化学反应、生化反应的速度随之加快，使某些有毒物质(如氰如氰化物、重金属离子等化物、重金属离子等)
10、的毒性提高，溶解氧减少，影响鱼类的生存和繁殖，加速的毒性提高，溶解氧减少，影响鱼类的生存和繁殖，加速某些细菌的繁殖，助长水草丛生，厌气发酵，恶臭。某些细菌的繁殖，助长水草丛生，厌气发酵，恶臭。微生物简介微生物简介微生物有两大类，一是自养型的，二是异养型的。自养型微生物（如蓝藻、硝化细菌）微生物有两大类，一是自养型的，二是异养型的。自养型微生物（如蓝藻、硝化细菌）和生物圈中的绿色植物一样是生物圈中的和生物圈中的绿色植物一样是生物圈中的生产者生产者。异养型微生物又可分为腐生性、寄生。异养型微生物又可分为腐生性、寄生性微生物。腐生性微生物（如霉菌、乳酸菌）是生物圈中的性微生物。腐生性微生物（如霉菌、
11、乳酸菌）是生物圈中的分解者分解者，促进了生物圈的物，促进了生物圈的物质循环，是其他生物所不能代替的。寄生性微生物（如病毒）和人以及其他动物一样，质循环，是其他生物所不能代替的。寄生性微生物（如病毒）和人以及其他动物一样，是生物圈中的是生物圈中的消费者消费者。总的来说，腐生性微生物是生物圈中必不可少的一部分。总的来说，腐生性微生物是生物圈中必不可少的一部分微生物不但可以处理污染物，如污水，还可以用于环境监测、重金属转化。微生物不但可以处理污染物，如污水，还可以用于环境监测、重金属转化。微生物在降解转化物质方面具有巨大的潜能。微生物在环境保护方面微生物在降解转化物质方面具有巨大的潜能。微生物在环境
12、保护方面起着重要作用起着重要作用微生物特点：微生物特点：微生物具有个体微小、繁殖快、适应性强、易变异、代谢类型多样等微生物具有个体微小、繁殖快、适应性强、易变异、代谢类型多样等特点，可随环境变化，产生新的自发突变株，也可以通过诱导产生新的酶系，特点，可随环境变化，产生新的自发突变株，也可以通过诱导产生新的酶系，具备新的代谢能力以适应新的环境，从而降解那些具备新的代谢能力以适应新的环境，从而降解那些“陌生陌生”的化合物。的化合物。微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化重金属转化重金属转化污染介质的微生物处理污染介质的微生物处理环境污染的微生物监测环境污染的微生物监测微生物与环境的保
13、护微生物与环境的保护1.1.微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化即即微生物对物质（尤其是污染物）微生物对物质（尤其是污染物）的分解作用。的分解作用。自然界中所有的有机物几乎都能被微生物讲解和转化、自然界中所有的有机物几乎都能被微生物讲解和转化、降解一些难降解的物质起作用的主要是：降解一些难降解的物质起作用的主要是：降解性质粒降解性质粒（降解一些难降（降解一些难降解化合物的酶类是由质粒控制的这些质粒叫做降解性质粒）解化合物的酶类是由质粒控制的这些质粒叫做降解性质粒）在污染地分离得到的细菌在污染地分离得到的细菌50%以上含有降解性
14、质粒。与其他质粒以上含有降解性质粒。与其他质粒相比这些质粒数量多且分子大。相比这些质粒数量多且分子大。目前人们正在利用基因工程理论和技术构建集多降解功能于目前人们正在利用基因工程理论和技术构建集多降解功能于一菌株的一菌株的“多质粒超级菌多质粒超级菌”。总结总结微生物对污染物的降解主要包括氧化反应、微生物对污染物的降解主要包括氧化反应、还原反应、水解反应和聚合反应。还原反应、水解反应和聚合反应。化学结构是决定化合物生物降解的主要因化学结构是决定化合物生物降解的主要因素。结构与自然物质越相似越易降解。素。结构与自然物质越相似越易降解。2.重金属转化重金属转化 有些重金属如铜、锌、铁、锰等是生物所必
15、需的微有些重金属如铜、锌、铁、锰等是生物所必需的微量营养元素，而有些重金属与汞、砷、镉、铬等非微生量营养元素，而有些重金属与汞、砷、镉、铬等非微生物生活所必须的物质，且在生物体内达到一定浓度时会物生活所必须的物质，且在生物体内达到一定浓度时会对生物产生抑制和致死作用。对生物产生抑制和致死作用。微生物在对减轻这些重金属物质对生物的毒性方面起到微生物在对减轻这些重金属物质对生物的毒性方面起到了不可代替的重要作用。了不可代替的重要作用。微生物对重金属的转化机理微生物对重金属的转化机理 微生物对重金属的吸附和聚集是微生物抗重金属的一种机制主微生物对重金属的吸附和聚集是微生物抗重金属的一种机制主要是由于
16、在微生物细胞表面上的（多糖、多肽等）可非特异性的结要是由于在微生物细胞表面上的（多糖、多肽等）可非特异性的结合许多重金属离子。另外有些微生物还可以吸收重金属元素合许多重金属离子。另外有些微生物还可以吸收重金属元素微生物虽不能降解重金属，但可以通过转化作用控制其转化途径。微生物虽不能降解重金属，但可以通过转化作用控制其转化途径。例如例如：甲烷生成菌、产气生成菌可使汞离子甲基化、一些抗汞微生：甲烷生成菌、产气生成菌可使汞离子甲基化、一些抗汞微生物如假单胞菌、金黄色葡萄球菌可是无机汞和有机汞还原成单质汞。物如假单胞菌、金黄色葡萄球菌可是无机汞和有机汞还原成单质汞。从而减小重金属汞对生物的毒性作用。从
17、而减小重金属汞对生物的毒性作用。3.3.污染介质的微生物处理污染介质的微生物处理即：利用有益微生物处理大量人类生产和生活即：利用有益微生物处理大量人类生产和生活过程中所产生的污染物过程中所产生的污染物使用微生物处理使用微生物处理污水：污水：好氧处理（活性污泥法、生物膜好氧处理（活性污泥法、生物膜法）法）厌氧处理（沼气发酵）厌氧处理（沼气发酵）使用微生物处理使用微生物处理固体废弃物：固体废弃物：堆肥法（在微生物的作用堆肥法（在微生物的作用下，将有机物转化为有肥效的腐殖质）、生态工程处理下，将有机物转化为有肥效的腐殖质）、生态工程处理法、废纤维糖法法、废纤维糖法使用微生物处理使用微生物处理农药：农
18、药：通过脱卤作用、脱氢作用、对酰通过脱卤作用、脱氢作用、对酰胺及脂的水解、氧化作用、还原作用、即环裂解、缩合胺及脂的水解、氧化作用、还原作用、即环裂解、缩合等方式改变农药分子的化学基本结构等方式改变农药分子的化学基本结构微生物对烃化物的降解主要是在加氧酶的催化作用下，微生物对烃化物的降解主要是在加氧酶的催化作用下，将氧分子掺入到基质中，形成一种含氧的中间产物，然将氧分子掺入到基质中，形成一种含氧的中间产物，然后转化成其他物质参与代谢的过程。后转化成其他物质参与代谢的过程。4.4.环境污染的微生物监测环境污染的微生物监测环境监测：是指测定代表环境质量环境监测：是指测定代表环境质量的各种指标数据的
19、过程的各种指标数据的过程指标为生物：作为环境状况指标的指标为生物：作为环境状况指标的生物生物1.1.粪便污染粪便污染指示菌：以肠道病原菌指示菌：以肠道病原菌大肠群菌为主，其大肠群菌为主，其主要作用是指示水体是否已被粪便污染主要作用是指示水体是否已被粪便污染2.2.水体污染水体污染指示微生物指示微生物;通过水体中动、植物和微生物的通过水体中动、植物和微生物的区系将水体分为多污带、中污带（甲型中污带、乙型中污区系将水体分为多污带、中污带（甲型中污带、乙型中污带）和寡污带。带）和寡污带。3.3.致突变物致突变物的微生物检测：致癌、致畸。（鼠伤寒沙门菌、的微生物检测：致癌、致畸。（鼠伤寒沙门菌、大肠埃
20、希菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母等）大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母等）4.4.发光细菌检测法：发光细菌检测法：通过灵敏的光电测量仪器检测发光细通过灵敏的光电测量仪器检测发光细菌（非致病性的格兰阴性兼性厌氧细菌）发光强度的变化菌（非致病性的格兰阴性兼性厌氧细菌）发光强度的变化来了解有毒物质的浓度或毒性。来了解有毒物质的浓度或毒性。5.5.硝化细菌的相对代谢率测试硝化细菌的相对代谢率测试 除上述之外以及以微生物组成、数量、代谢活性、遗除上述之外以及以微生物组成、数量、代谢活性、遗传特性为指标等也在不断研究和使用中。传特性为指标等也在不断研究和使用中。微生物与环境息息相关微生物与环境息息相关谢谢观赏谢谢观赏冯园：冯园：N0.35N0.35
