環(huán)境微生物學(xué)

第一篇   環(huán)境微生物學(xué)基礎(chǔ)............1第一章 緒論............2第一節(jié)  微生物對(duì)人類環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的影響............2一、微生物的特點(diǎn)............2二、微生物對(duì)人類環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響的要點(diǎn)............2第二節(jié)  環(huán)境微生物學(xué)的定義與研究對(duì)象............3第三節(jié)  環(huán)境微生物學(xué)的研究任務(wù)與內(nèi)容............3一、研究微生物在自然環(huán)境中存在的基本狀況與活動(dòng)規(guī)律............3二、研究微生物對(duì)環(huán)境化學(xué)污染物防治及其它有利影響............3三、研究微生物對(duì)環(huán)境的有害影響及其防治............5四、研究環(huán)境監(jiān)測(cè)中的微生物技術(shù)與方法............6第四節(jié)  我國(guó)環(huán)境微生物學(xué)的興起與發(fā)展............6
第二章 環(huán)境中的微生物............8第一節(jié)  微生物類群與生物三域............8一、微生物及其類群............8二、生物三域特征............8第二節(jié)  真細(xì)菌............9一、細(xì)菌............9二、放線菌............19三、光合型細(xì)菌............21四、鞘細(xì)菌............23五、滑動(dòng)細(xì)菌............23六、其他細(xì)菌型微生物............24第三節(jié)  古細(xì)菌............25一、古細(xì)菌的特點(diǎn)............25二、產(chǎn)甲烷古細(xì)菌群............25三、還原硫酸鹽古細(xì)菌群............26四、極端嗜鹽古細(xì)菌群............26五、無細(xì)胞壁古細(xì)菌群............27六、極端嗜熱和超嗜熱的代謝元素硫的古細(xì)菌群............27第四節(jié)  真  菌............27一、真菌的營(yíng)養(yǎng)體............27二、真菌的繁殖與繁殖體............29三、真菌的菌落特征............30四、真菌的分類及常見屬............31第五節(jié)  藻類和原生動(dòng)物............34一、藻類............34二、原生動(dòng)物............36第六節(jié)  非細(xì)胞型微生物............37一、病毒............37二、細(xì)菌病毒--噬菌體............39三、亞病毒............40第七節(jié) 微生物的分類、鑒定和保藏............41一、微生物分類與鑒定............41二、微生物菌種的保藏............43
第三章 微生物的生長(zhǎng)與代謝............45第一節(jié)  微生物的營(yíng)養(yǎng)與營(yíng)養(yǎng)類型............45一、微生物的化學(xué)組成與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)............45二、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型............47三、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取............49第二節(jié)  微生物的代謝............50一、酶............50二、微生物的能量生成與轉(zhuǎn)換............51三、微生物呼吸作用類型............52四、微生物的同化作用............55第三節(jié)  微生物的生長(zhǎng)繁殖............57一、生長(zhǎng)與繁殖的概念............57二、微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法............58三、分批培養(yǎng)............58四、連續(xù)培養(yǎng)............59五、細(xì)菌的非可培養(yǎng)狀態(tài)............60第四節(jié)  環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響............60一、氧氣和氧化還原電位............60二、溫度............61三、水及其可供給性............61四、氫離子濃度............62五、輻射............62六、超聲波............62七、壓力............62八、化學(xué)物質(zhì)............63
第四章 微生物的遺傳與變異............65第一節(jié)  微生物的遺傳............65一、微生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)............65二、細(xì)胞中DNA的復(fù)制............69三、RNA與遺傳表達(dá)............70四、微生物基因表達(dá)的調(diào)控............72第二節(jié) 微生物的變異............73一、微生物的變異與基因突變............73二、突變類型............73三、基因突變的機(jī)理............74四、DNA損傷的修復(fù)............76第三節(jié) 微生物基因重組............77一、原核微生物的基因重組............77二、真核微生物的基因重組............78第四節(jié) 人工構(gòu)建新菌株............79一、誘變育種............79二、原生質(zhì)體融合............80三、基因工程............81
第五章   微生物在環(huán)境中的分布及其相互關(guān)系............84第一節(jié)  微生物在環(huán)境中的分布............84一、微生物在土壤中的分布............84二、微生物在水體中的分布............85三、微生物在空氣中的分布............87四、微生物在食品上的分布............88五、極端環(huán)境中的微生物............89第二節(jié)  微生物間的相互關(guān)系............91一、互生關(guān)系............91二、共生關(guān)系............91三、寄生關(guān)系............92四、拮抗關(guān)系............92
第六章  微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用............94第一節(jié)  碳素生物循環(huán)............94一、微生物分解有機(jī)質(zhì)的一般途徑............94二、微生物分解纖維素............95三、微生物分解半纖維素............96四、微生物分解果膠類物質(zhì)............97五、微生物分解淀粉............97六、微生物分解脂類物質(zhì)............97七、微生物分解木素及芳香族物質(zhì)............98八、微生物分解烴類............99第二節(jié)   氮素生物循環(huán)............100一、微生物轉(zhuǎn)化氮素物質(zhì)的一般途徑............100二、氨化作用............101三、硝化作用............103四、反硝化作用............104五、生物固氮作用............105第三節(jié) 其它無機(jī)元素的生物循環(huán)與轉(zhuǎn)化............106一、無機(jī)元素循環(huán)與轉(zhuǎn)化的一般途徑............106二、硫素的生物循環(huán)與轉(zhuǎn)化............106三、磷素的生物循環(huán)與轉(zhuǎn)化............109四、鐵的生物循環(huán)與轉(zhuǎn)化............110
第二篇 微生物治理環(huán)境............111第七章  微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化............112第一節(jié) 概述............112一、生物降解與轉(zhuǎn)化的概念............112二、微生物降解與轉(zhuǎn)化物質(zhì)的巨大潛力............112三、有機(jī)污染物的可生物降解性............113四、微生物降解污染物的機(jī)制............115五、影響微生物降解與轉(zhuǎn)化的生態(tài)學(xué)因素............116第二節(jié)  微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解............117一、石油............117二、芳香族與鹵代烴............120三、化學(xué)農(nóng)藥............123四、合成洗滌劑............128五、化學(xué)塑料............129六、其它有機(jī)污染物............130第四節(jié)  微生物對(duì)重金屬及類金屬的轉(zhuǎn)化............131一、汞............131二、砷............133三、硒............134四、碲............135五、鉛............135六、錫............135七、其它重金屬............135
第八章  廢水的生物處理............137第一節(jié) 概述............137一、水體污染及其危害............137二、污染物濃度指標(biāo)及其意義............137三、污水排放標(biāo)準(zhǔn)及處理要求............138四、污水處理一般技術(shù)途徑............139第二節(jié) 有機(jī)污水的生物處理............139一、有機(jī)污水生物處理的基本原理............139二、好氧生物處理............140三、厭氧生物處理............151四、其它處理技術(shù)............156第三節(jié) 氮磷污水的生物處理............159一、生物脫氮技術(shù)............159二、生物除磷技術(shù)............162第四節(jié) 其它無機(jī)污染物廢水的生物處理............165一、含硫廢水的生物處理............165二、金屬?gòu)U水的生物處理............166
第九章  廢渣與廢氣的生物處理............169第一節(jié) 廢渣的生物處理............169一、概述............169二、高溫堆肥法............171三、衛(wèi)生填埋法............175第二節(jié) 廢氣的生物處理............178一、原理與微生物相............178二、主要影響因素............178三、工藝類型............179四、應(yīng)用與進(jìn)展............180
第十章  污染環(huán)境的生物修復(fù)............182第一節(jié)  概述............182一、生物修復(fù)的概念............182二、生物修復(fù)的原理與影響因素............182三、生物修復(fù)的發(fā)展過程............183第二節(jié)  生物修復(fù)的類型............183一、原位生物修復(fù)............183二、異位生物修復(fù)............185三、原位-異位聯(lián)合生物修復(fù)............186第三節(jié) 生物修復(fù)的應(yīng)用............186一、農(nóng)藥污染的生物修復(fù)............186二、石油污染的生物修復(fù)............186三、污染水體的生物修復(fù)............187
第十一章 環(huán)保型微生物制劑的開發(fā)應(yīng)用............189第一節(jié)  環(huán)保型微生物制劑及其品種............189一、微生物降解劑............189二、微生物農(nóng)藥............189三、微生物肥料............192四、生物表面活性劑............195五、生物塑料............197第二節(jié)  環(huán)保型微生物制劑的生產(chǎn)與使用............199一、菌種選育............199二、菌數(shù)擴(kuò)增與生產(chǎn)............201三、微生物制劑及其保存............202四、微生物制劑的使用............202第三節(jié) 環(huán)保型微生物制劑展望............202一、關(guān)于環(huán)保型微生物制劑的遲效問題............203二、關(guān)于環(huán)保型微生物制劑的失效問題............203
第十二章 微生物與廢物資源化............204第一節(jié) 單細(xì)胞蛋白............204一、單細(xì)胞蛋白的經(jīng)濟(jì)生物學(xué)特性............204二、生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物............205三、單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)之一般工藝流程............206四、廢物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白實(shí)例............207五、單細(xì)胞蛋白的可接受性與安全性............211第二節(jié)  細(xì)菌冶金............212一、細(xì)菌冶金的原理............213二、細(xì)菌冶金的微生物及主要影響因素............213三、細(xì)菌冶金的方法............214第三節(jié)  微生物與能源............215一、微生物產(chǎn)生甲烷............215二、微生物產(chǎn)生醇類............216三、微生物產(chǎn)生氫氣............216
第三篇    微生物污染環(huán)境............217第十三章  環(huán)境中的致病微生物............218第一節(jié)  空氣的微生物污染............218一、空氣中的病原微生物及其傳播............218二、污水處理與污水灌溉引起的空氣污染............220三、空氣微生物污染的防治措施............221第二節(jié)  水體的微生物污染............221一、水中的病原微生物............221二、水中微生物的污染防治............224三、醫(yī)院污水的微生物污染............224四、醫(yī)院污水的無害化處理............224五、飲水安全與消毒............225第三節(jié)  土壤的微生物污染............228一、土壤中的病原微生物及其傳播............228二、土壤生物性污染的預(yù)防............229第四節(jié)  食品的微生物污染............229一、幾種典型的食品微生物污染............229二、食品微生物污染防治............231第五節(jié)  醫(yī)院內(nèi)感染............231第六節(jié)  血源性感染............232
第十四章  微生物的代謝產(chǎn)物與環(huán)境污染............234第一節(jié)  微生物毒素的污染與危害............234一、細(xì)菌毒素............234二、放線菌毒素............236三、真菌毒素............236四、藻類毒素............240第二節(jié) 微生物一般代謝產(chǎn)物的污染與危害............241一、氨............241二、硝酸與亞硝酸............241三、氮氧化物............241四、硫化氫............241五、酸性礦水............242六、甲基汞............243七、羥胺............243八、亞硝胺類............244九、腐殖質(zhì)............244十、農(nóng)藥代謝的毒性產(chǎn)物............245十一、氣味代謝物............245十二、材料的霉腐與損害............247
第十五章  微生物與水體富營(yíng)養(yǎng)化............251第一節(jié)   概述............251第二節(jié)   富營(yíng)養(yǎng)化水體微生物的動(dòng)態(tài)變化............252一、富營(yíng)養(yǎng)化微生物種群............252二、富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)微生物的數(shù)量變化............253第三節(jié)  水體富營(yíng)養(yǎng)化的影響及危害............254一、自然景觀的危害............254二、水體生態(tài)及生物的影響............254第四節(jié) 富營(yíng)養(yǎng)化成因及影響因素............255一、水體富營(yíng)養(yǎng)化的成因............255二、富營(yíng)養(yǎng)化形成的其它影響因素............256第五節(jié)  富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)指標(biāo)與評(píng)價(jià)............256一、富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)............256二、富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)............257
第四篇   微生物監(jiān)測(cè)環(huán)境............259第十六章  環(huán)境污染的指示微生物............260第一節(jié)  一般污染指示微生物............260一、細(xì)菌總數(shù)............260二、霉菌和酵母菌總數(shù)............260第二節(jié)  糞便污染指示菌............262一、大腸菌群............262二、糞大腸菌群............264三、糞鏈球菌............265四、產(chǎn)氣莢膜梭菌............265五、蛭弧菌............265第三節(jié) 其它指示微生物............266一、致病菌的指示菌............266二、腸道病毒的指示微生物............266
第十七章  污染物毒性的微生物學(xué)檢測(cè)方法............269第一節(jié)   原核微生物檢測(cè)法............269一、發(fā)光細(xì)菌      細(xì)菌生物發(fā)光抑制試驗(yàn)............269二、硝化細(xì)菌-----硝化作用抑制試驗(yàn)............270第二節(jié)  真核微生物檢測(cè)法............271一、藻類       生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)............271二、原生動(dòng)物        微尺度群落級(jí)毒性試驗(yàn)............272第三節(jié)  活性污泥毒性檢測(cè)法............273一、脫氫酶活性試驗(yàn)............273二、呼吸抑制試驗(yàn)............274第四節(jié)  微生物學(xué)檢測(cè)法評(píng)價(jià)............275
第十八章  污染物致突變性的微生物檢測(cè)方法............276第一節(jié) 基因突變?cè)囼?yàn)............276一、鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動(dòng)物微粒體酶試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)）............276二、發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)............278三、其它基因突變?cè)囼?yàn)............279第二節(jié) DNA損傷修復(fù)試驗(yàn)............280一、SOS顯色試驗(yàn)............280二、聚合酶缺陷型菌株試驗(yàn)............281三、重組缺陷型菌株試驗(yàn)............282四、溶原性細(xì)菌試驗(yàn)............282第三節(jié) DNA重組試驗(yàn)............283第四節(jié) 微生物致突變?cè)囼?yàn)與致癌物的確定............283
第十九章 微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的新發(fā)展............285第一節(jié) 分子生物學(xué)技術(shù)在環(huán)境微生物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用............285一、分子生物學(xué)技術(shù)與環(huán)境微生物的分類、鑒定、監(jiān)測(cè)............285二、報(bào)告基因與環(huán)境微生物監(jiān)測(cè)............288第二節(jié)   微生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用............291一、微生物傳感器的構(gòu)建............291二、微生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用............292
主要參考書目............294
環(huán)境微生物學(xué)專業(yè)詞匯索引............295