微生物生态2水体自净和污染水体的微生物TO学生.ppt

水体自净和污染水体的微生物生态水体自净和污染水体的微生物生态水体自净和污染水体的微生物生态水体自净和污染水体的微生物生态Chapter 8 microbial ecology湖北工业大学专业基础课程湖北工业大学专业基础课程——环境微生物环境微生物主讲教师主讲教师主讲教师主讲教师: : 李 祝单位单位：：化学与环境工程学院E-mail: TelTel2Contents水体自净水体自净1衡量水体污染与自净的指标衡量水体污染与自净的指标2污染水体的微生物生态污染水体的微生物生态3水体有机污染指标水体有机污染指标43v———自然净化自然净化vv物理作用物理作用物理作用物理作用：：稀释、沉淀稀释、沉淀 （强）（强）vv化学作用化学作用化学作用化学作用：：日光日光、、氧气氧气等对污染物的分解等对污染物的分解 （弱）（弱）vv生物作用生物作用生物作用生物作用：生物降解：生物降解（（食物链食物链）） （（强强））v1 1．水体自净．水体自净4水体自净速度有哪些限制因素？水体自净速度有哪些限制因素？v物理？物理？v净水流量、流速、污染物物理性质净水流量、流速、污染物物理性质v化学？化学？v地域、季节、天气地域、季节、天气v生物？生物？v生物种类、数量（营养物浓度、环境因子）、生物种类、数量（营养物浓度、环境因子）、代谢的代谢的极限速度极限速度•因此因此水体的自净速度是有限的水体的自净速度是有限的。

在正在正常情况下，常情况下，水体单位时间内通过正常水体单位时间内通过正常生物循环中能够同化有机污染物的最生物循环中能够同化有机污染物的最大数量称为大数量称为同化容量或自净容量同化容量或自净容量• 在自净容量范围内水体的净化是如何在自净容量范围内水体的净化是如何进行的呢？进行的呢？5A A A A．．．．自净的过程自净的过程自净的过程自净的过程• 水体自净过程大致如下水体自净过程大致如下•a.物物理理作作用用有有机机污污染染物物排排入入水水体体后后被被水水稀稀释释，，有有机机和和无无机机固固体体沉降到河底；沉降到河底；•b. b.生物作用生物作用• 溶氧溶氧↓ 溶解氧溶解氧↑•好氧菌好氧菌↑ 好氧菌好氧菌↓ 有机物降解有机物降解• 厌氧菌厌氧菌厌氧菌厌氧菌↑ 自然溶氧、藻类产氧自然溶氧、藻类产氧如下图河流污染和自净过程如下图河流污染和自净过程62 2．衡量水体污染与自净的指标．衡量水体污染与自净的指标 v用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段用什么指标可以衡量河段水体污染与自净所处的阶段?v水水体体外外观观、、化化学学指指标标、、生生物物种种类类、、数数量量及及比比例例关关系系、、溶溶解氧解氧等等等等7vvP P代表代表光合自养型光合自养型光合自养型光合自养型微生物（如藻类）微生物（如藻类）vvHH代表代表异养型异养型异养型异养型微生物（如细菌等），两者的比即微生物（如细菌等），两者的比即P／／H指数。

指数vvP/HP/H =（（有叶绿素的微生物数量）有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量）（异养微生物数量）vvBIPBIP =（（无叶绿素的微生物数量）无叶绿素的微生物数量）/（全部微生物数量）（全部微生物数量）≈H/（（P+H））×100%v 污染前污染前 污染污染污染污染 净化开始净化开始 持续持续 结束结束vvP/HP/H：： 高高 下降下降 最低点最低点 上升上升 高高vvBIPBIP：： 0~8 上升上升 60~100 下降下降 0~8v通常使用的是通常使用的是BIP指数指数vA A．．．．P／／H指数与指数与指数与指数与BIP P指数指数指数指数8B B．．．．氧浓度昼夜变化幅度氧浓度昼夜变化幅度氧浓度昼夜变化幅度氧浓度昼夜变化幅度河流污染中氧浓度昼夜变化示意图河流污染中氧浓度昼夜变化示意图河流污染中氧浓度昼夜变化示意图河流污染中氧浓度昼夜变化示意图vv提问：提问：提问：提问：为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？v氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此与与P/H或或BIP有关有关。

9 污染前污染前 污染污染污染污染 净化开始净化开始 持续持续 结束结束 溶氧变化溶氧变化：：v幅度幅度 0 0 增大增大 减小减小 •这种指标与这种指标与BIP从根本上是相同的从根本上是相同的•但由于溶解氧可以用溶解氧测定仪随时测定并迅速地但由于溶解氧可以用溶解氧测定仪随时测定并迅速地得出结果，而得出结果，而BIPBIP指标需要细菌鉴定、培养、显微镜观指标需要细菌鉴定、培养、显微镜观察，周期长操作不便，察，周期长操作不便，因此实际操作中溶解氧变化幅因此实际操作中溶解氧变化幅度比度比BIPBIP指标更为实用指标更为实用10C C．．．．水体外观水体外观水体外观水体外观v外观特征：外观特征：混浊程度、颜色及气味等混浊程度、颜色及气味等v原原 因：因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量水中细菌种类数量、悬浮物种类数量 污染前污染前 污染污染污染污染 净化开始净化开始 持续持续 结束结束• • 外观外观外观外观:无色无色 暗灰色暗灰色暗灰色暗灰色 灰色灰色 继续变清继续变清 无色无色• 澄清透明澄清透明 很混浊、臭很混浊、臭很混浊、臭很混浊、臭 混浊混浊 浊度下降浊度下降 澄清透明澄清透明• 水面有泡沫水面有泡沫水面有泡沫水面有泡沫 泡沫减少泡沫减少11D D．．．．指示生物指示生物指示生物指示生物v例如例如 v 污染前污染前 污染污染 净化开始净化开始 持续持续 结束结束vv 生物生物生物生物: 植物植物 消失消失消失消失 藻类、原生藻类、原生 鱼虾鱼虾 植物植物v 、鱼、鱼 动物出现动物出现 出现出现 、鱼、鱼 •可可作作为为指指示示生生物物的的生生物物种种类类很很多多，，包包括括细细菌菌、、真真菌菌、、藻藻类类、、原原生生动动物物、、轮轮虫虫、、浮浮游游甲甲壳壳动动物物、、底底栖栖动动物物有有寡毛类的颤体虫、软体动物和植物和水生昆虫等。

寡毛类的颤体虫、软体动物和植物和水生昆虫等 12污化系统污化系统寡污带（自净完成）寡污带（自净完成）β—中污带中污带ａ－中污带ａ－中污带多污带多污带在在β—中污带之后中污带之后在ａ－中污带在ａ－中污带在之后在之后在多污带的下游在多污带的下游位于排污口之后的区段位于排污口之后的区段沿着河流方向形成一系列连续的污化带：沿着河流方向形成一系列连续的污化带：13多污带多污带多污带多污带14v注：注：*颤蚯蚓颤蚯蚓属后属后生动物，与陆地上的生动物，与陆地上的蚯蚓从体态和习性上蚯蚓从体态和习性上都十分相似，他们也都十分相似，他们也是环节动物，栖息于是环节动物，栖息于水底污泥中，与蚯蚓水底污泥中，与蚯蚓类似吞食污泥故类似吞食污泥故俗称俗称水蚯蚓水蚯蚓，与蚯蚓不同，与蚯蚓不同的是，他们体表多毛的是，他们体表多毛15α－中－中污带污带16β中污带中污带17寡污带寡污带18v目前已经有水质生物监测法的国家标准，即目前已经有水质生物监测法的国家标准，即GBGB／／T 12990T 12990－－9191《水质《水质-微型生物群落监测微型生物群落监测——PFU法》法》*污化系统污化系统与与PFU法使法使用时用时有何差异？各有有何差异？各有哪些主要实际用途哪些主要实际用途（通过（通过查资料例证）查资料例证）？？19v水体能自净我们为什么还要进行废水的控制与处理呢？水体能自净我们为什么还要进行废水的控制与处理呢？v自净自净速度有限速度有限，，我们常常没有足够的时间去等待我们常常没有足够的时间去等待，各行，各行各业都需要合格的水源，而可供选择的水源又是十分有各业都需要合格的水源，而可供选择的水源又是十分有限的限的。

•预防为主预防为主各国制定的污废水排放标准主要各国制定的污废水排放标准主要依据就是自然水体中依据就是自然水体中微生物的净化能力微生物的净化能力•微生物在净化不同污染物的具体机理是人微生物在净化不同污染物的具体机理是人工强化的依据工强化的依据( (以后会应用中分讲以后会应用中分讲) )需要人工手段控制污染物排量及强化水体污染物去除需要人工手段控制污染物排量及强化水体污染物去除速度204.4.水体有机污染指标水体有机污染指标衡量水体污染程度衡量水体污染程度衡量水体污染程度衡量水体污染程度不同的指标不同的指标不同的指标不同的指标污化系统污化系统PFUCFUBIP指数指数作业作业： P266 T10, 11。