水处理生物学第二章细菌生理特性4.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,*,第四节,环境条件,——,环境因素对细菌的影响,一般来说无芽孢的细菌在水中加热到100℃迅速死亡1.,高温杀菌的机理,提问,：,？,1）蛋白质、核酸变性,2）细胞膜溶解,细胞膜中的脂类在高温作用下溶解,一、温度的影响,（一）,,高温的影响,,2.,影响高温杀菌的因素,细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热,1）细菌种类,如,,2）含水量,细菌细胞,含水量高的更容易被杀死,蛋白质的凝固温度,（℃）,蛋白质含水量,蛋白质的凝固温度与含水量有关水,—热的良导体,,3）芽孢,,不同芽孢菌高温耐受能力比较表,,4）湿热与干热,湿热—,水蒸汽,干热 —,热空气,蒸汽灭菌锅,烘箱,121℃ 20～30,min,160～170℃ 2,h,灭菌,,湿热灭菌温度低时间短,提问：？,保水,（热空气蒸发蛋白质水分）,；,蒸汽冷凝放热；,蒸汽热传导力,强,于空气；,,,（二）适宜温度,提问：,为什么会存在适宜温度？,酶的活性,根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类,，,嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌,。

不同耐温细菌的生长适宜温度,,废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度 多在,30℃左右,，,嗜冷菌和嗜热菌占少数三）低温,低温,——细胞结冻～最适温度下限,进入休眠状态,酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞,；,冰渣导致细胞膜破裂，失“血”过多,一旦获得适宜温度，即可恢复活性,提问：,我们能不能把细菌放在普通冰箱冷冻室保存呢？,如何长期保存菌种？,——,迅速冷冻、液氮罐、几十年,如何短期保存菌种？,——,斜面培养、冷藏室、六个月,,嗜中温菌（耐冷喜温）一般在,5℃,以下处于休眠状态，,因此通常实验室用冰箱的,4℃冷藏,温度保藏细菌,,,,或,甘油、石蜡冷冻,保存,菌种,,低温下冷藏的食物变质,,———,嗜冷,细菌（或霉菌）的最适宜温度在,5～15℃,之间—,具备,低温活性酶,,—细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，,在低温下能保持半流动性，,使之能有效地集中必需的营养物质提问：,嗜冷细菌的为什么在低温下能够存活？,,二、,pH,的影响,大多数细菌最适,环境,pH,为,6～8,，,可生存的,pH,范围在,4～10,之间,研究表明,细胞内部,由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及细菌能动的调节，,pH,一般都保持中性,，环境的,pH,难以影响细胞内的,pH,变化,。

提问：,外界的,pH,变化如何对细菌产生影响？,1. 影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性,从而影响营养物的正常吸收与转运,,2.影响营养物的解离与吸收,主要影响一些,极性营养物,如脂肪酸、氨基酸,以乙酸的吸收为例，,细菌表面带有电荷，如“,—,”,,某些细菌，例如氧化铁硫杆菌和其他极端嗜酸茵，需在酸性环境中生活，其最适,pH,为3,，在,pH,为1．5,时仍可生活各种工业废水通常设前,调节池,，维持曝气池,pH,7,左右事实上，净化污(废)水的微生物适应,pH,变化的能力比较强，,pH,在,6．5～8．5,均可不加调节,三、氧化还原电位（,ORP,),提问：,什么是氧化还原电位？,——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反映该物质氧化性强弱通常如何测定水样的氧化还原电位？,pH,测定仪,mv,档，其中一个惰性的铂丝电极与一个参比电极（如甘汞电极）,提问：,影响水样氧化还原电位的因素有哪些？,氧化性物质,（主要是氧气浓度）,与还原性物质,（有机物、,H,2,S,等）,的含量,,,好氧活性污泥法,控制在,＋200～＋600,mV,是正常的,提问：过低过高如何调节？,改变曝气力度,,厌氧污泥或污水处理系统应控制在在,-100,～,-200mV,过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。

应用,,四、干燥,细菌基本上是生活在水中的生物提问：,环境中过于干燥细菌如何生存？,（在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态,——用干燥法防止食物腐败,（细菌滋生）,如方便面、干果、肉干、葡萄干等——用干燥法来保存细菌,，,如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存一旦提供潮气则会很快复活10%,NaCl NaCl,半透性——,水分子自由通过，其余分子扩散速度受限,五．渗透压,,———是不同溶液被半透膜隔离开时，由于,膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压,有半透膜,左,水分子净通量＞0,右,侧液位↑，直至平衡,,,,,,,没有半透膜——液位不变，,盐扩散,V＝,水扩散,V,,,,,,,1.相同渗透压溶液中,细菌细胞内水含量稳定，,细菌生活得最好等渗透压溶液,——,0．85％的食盐(,NaCl),溶液,（,生理盐水）,常作为进行细菌稀释分离的稀释液2.高渗透压溶液中,质壁分离,—防腐（细菌滋生）,如用,5～30%的盐水,腌咸菜、咸鱼，用,60～80%的糖溶液,做蜜饯等—海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭,—高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因,,渗透压,可影响细菌生存：,,3.低渗透压溶液,提问：,细菌于其中会如何？如纯水,外界大量水流入细菌细胞内，,细胞膨胀，甚至破裂,。

综合以上几点，,在微生物实验室中稀释菌液，应该用生理盐水（0.85%）,(除非稀释后马上就用，可以用无菌的蒸馏水),,六．光线,,1.阳光,提问：,通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长，,原因？,,包括阳光和灯光,紫外线,（波长0.1～400,nm）,一般细菌在紫外线下照射,5,min,即能被杀死,，,芽孢则需,10,min,紫外线波长在,260,nm,左右者杀菌力最强,杀菌,——,蛋白质和核酸变性,,紫外灯(,低压水银灯),2.灯光,杀菌的光源,254,nm,的紫外光,缺点,——,穿透性很弱,甚至于不能透过普通玻璃,，,因此只作为,容器的表面杀菌,，或,无菌室中的空气杀菌,实验室使用,,七.超声波,提问：,超声波——？,超过人的听觉能力上限,20千,Hz（,波长小于1.6,cm),的声波,(B,超),人工来源,—,振动头,几乎所有的细菌体都能被超声波所破坏，但敏感程度各有不同超声波的杀菌（或细胞破碎）的机理？,,,,八．化学药剂,指对细菌有抑制作用的药剂,（对细菌生长有利的药剂被归于营养物）,1.无机药剂,（一）重金属,机理,——,与酶的—,SH,结合，使酶变性,低浓度时可作为细菌的营养物,，,高浓度则对细菌产生抑制,。

1）铜,,,硫酸铜对真菌和藻类的杀伤力比细菌强,常用,硫酸铜与石灰,配制成的,波尔多液,，在农业上可用以防治某些植物病毒提问：,在远距离取水样作检测时，一般,1,L,混合液中加,10,ml,质量浓度为1,g／L,的硫酸铜,，原因何在？,抑制携带过程中微生物的呼吸,，尽量保持水质不变二）氧化剂与酸碱,提问：,机理？,氧化细胞膜穿孔,0．1％,的,高锰酸钾溶液,常用于消毒公用茶具和水果、皮肤漂白粉,、,液氯、臭氧、三氯异氰尿酸,常用于饮水或游泳池水的消毒,醋酸、石灰乳,（,生石灰：水＝,1：,,4~8,可有效地消毒粪便和其它排泄物,）,,2.有机药剂,（一）醇（中效）,提问：,机理？,,（对人,轻—脱水、损害胃粘膜,重—神经抑制—呼吸、心跳衰竭）,—脱水剂和脂溶剂,,可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的脂类物质，进而杀死微生物机体1）乙醇,体积分数为,70～80％的乙醇杀菌力最强,乙醇浓度过低或过纯杀菌力差；,提示：革兰氏染色（95％乙醇脱色）,——可使,细胞表面迅速失水,，表面蛋白质沉淀变性形成一层致密薄膜，阻止乙醇分子进入菌体内，故杀菌差2）甲醇,,甲醇杀菌力差，对人有毒，不宜作杀菌剂,。

2）甲醇,,甲醇杀菌力差，对人有毒，,不作杀菌剂,在废水生物,反硝化脱氮,处理工艺中，缺碳源时,常用甲醇作碳源3）其它醇,丙醇、丁醇及其他高级醇的杀菌力均比乙醇强，但由于不溶于水，,不作杀菌剂二）甲醛（高效）,甲醛是气体，质量浓度为,370～400,g／L,的甲醛水溶液称为,福尔马林,，,很有效的杀菌剂,，是动物,标本的防腐剂其蒸气有强烈的刺激性，有杀菌和抑菌作用可用福尔马林蒸熏、消毒厂房及无菌室，用量为每立方米空间10,ml机理？,甲醛（,-,C=O,）,与酶蛋白质的氨基(,一,NH,2,),结合而干扰细菌的代谢机能除上述物理、化学因素外，还有生物因素，将在第四章中叙述,。