环境微生物

高等教育“十二五”规划教材高职高专环保类专业教材系列环境微生物陈剑虹　胡肖容　主编杨保华　主审北　京内　容　简　介本书从微生物在环境中的指示作用、微生物对环境的污染以及微生物治理污染环境三个角度介绍了环境中的微生物监测与评价、环境中微生物的净化技术、环境卫生细菌学检测、微生物降解有机污染物能力的测定、污水生物治理运转状况监测与评价、微生物检验室建设等常用技能。在编写过程中，着力体现实用性和实践性，使理论与实践相结合；试图做到文字流畅，结构明晰，以便于学生更好地学习和掌握有关知识。此外，本书还附有常见水生微生物图谱，供读者在教学和实践过程中参考。本书可供高等职业技术学院和高等专科学校环保类专业的学生使用，也可供环境保护工作者参考。　图书在版编目（CIP）数据　环境微生物／陈剑虹，胡肖容主编．—北京：科学出版社，２０１１　（高等教育“十二五”规划教材·高职高专环保类专业教材系列）　ISBN９７８唱７唱０３唱０３１９６８唱５　Ⅰ．①环…　Ⅱ．①陈…②胡…　Ⅲ．①环境微生物学唱高等职业教育唱教材　Ⅳ．①X１７２　中国版本图书馆CIP数据核字（２０１１）第１５５５５１号责任编辑：张　斌／责任校对：马英菊责任印制：吕春珉／封面设计：东方人华平面设计部　　　　　印刷科学出版社发行　　各地新华书店经销倡　２０１１年９月第一版　　开本：７８７×１０９２１／１６　２０１１年９月第一次印刷　印张：１６１／２　插页２８印数：１—３０００　字数：４７５０００定价：40畅00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙　　枛）销售部电话０１０唱６２１３４９８８　编辑部电话０１０唱６２１３５２３５（VN０４）版权所有，侵权必究举报电话：０１０唱６４０３０２２９；０１０唱６４０３４３１５；１３５０１１５１３０３高职高专环保类专业系列教材专家委员会顾　问　邓泽民主　任　胥树凡副主任　李倦生　耿世刚委　员　（按姓氏笔画为序）　　　　关荐伊　张宝军　相会强　郭　正　高红武　薛巧英高职高专环保类专业系列教材编写委员会主　任　孙　蕾副主任　姚运先　谷群广委　员　（按姓氏笔画为序）马占青　王先华　王怀宇　王　虎　王春梅　冯雨峰司文会　刘妙丽　刘颖辉　安红莹　朱庚申　何红娟沈力匀　沈　华　吴国旭　吴　烨　张宝安　张惠燕李　庄　李克国　杨广华　杨保华　邹序安　邹润莉陈建华　陈剑虹　陈战军　陈喜红　周凤霞　林筱华金　文　胡娜妮　凌昌都　袁秋生　袁德奎　郭淑华税永红　熊素玉　黎良财　黎春秀秘　书　张　斌　唐小艳本书编写人员主　编　陈剑虹（长沙环境保护职业技术学院）胡肖容（长沙环境保护职业技术学院）参　编　周广阔（杨凌职业技术学院）干雅平（杭州职业技术学院）尹福祥（湖南省环境监测中心站）主　审　杨保华（长沙环境保护职业技术学院）序环境保护是我国的一项基本国策，而环境保护教育又是环保工作的重要基础。因此必须加强环境学科相关知识在实践中的应用，提高我国环保类专业学生的环境科研、监管能力，注重学生实践操作能力的培养，努力提高环保专业课程体系的整体性、系统性、实用性。环境管理作为人类自身行为管理的一种活动，是在２０世纪６０年代末开始随着全球环境问题的日益严重而逐步形成、发展的，它揭示了人类社会活动与人类生存环境的对立统一关系。在人类社会中，环境—社会—经济组成了一个复杂的系统，作为这个系统核心的人类为了生存发展，需要不断地开发利用各种自然资源和环境资源，而无序无节制的开发利用，导致地球资源急剧消耗，环境失调，从而影响人类的生存和发展。为遏制这种趋势及其蔓延，人类开始研究并采取措施推动资源的合理开发利用，推进环境保护及其自我修复能力的提高，努力实现人类的可持续发展。环境—社会—经济系统能否实现良性循环，关键在于人类约束以及影响这一系统的方法和手段是否有效，这种方法和手段就是环境管理。环境管理随着人类环保实践活动的推进而不断演变。相当长的时期内，人们直接感受到的环境问题主要是局部地区的环境污染。人类沿袭工业文明的思维定式，把环境问题作为一个单纯的技术问题，其环境管理实质上只是污染治理，主要的管理原则是“污染者治理”和末端治理模式。随着末端治理走到环境污染治理的尽头，加之生态破坏、资源枯竭其他环境问题的进一步凸现，人们开始从经济学的角度去探寻环境问题的根源与对策，通过“环境经济一体化”使“环境成本内部化”，将环境管理原则变为“污染者负担，利用者补偿”，从而推进了源头削减、预防为主和全过程控制的管理模式的形成。人们在科学发展、保护环境的长期追求与探索中，逐步认识到环境问题是人类社会在传统自然观和发展观支配下导致的必然结果，其管理和技术手段都是“治标不治本”的，只有在改变传统的发展观基础上产生的财富观、消费观、价值观和道德观，才能从根本上解决环境问题。因而环境管理不是单纯的技术问题，也不是单纯的经济问题和社会问题，而是人与自然和谐、经济发展与环境保护相协调的全方位综合管理。加强课题研究，通过课程设计和构建，着力解决高等职业教育环保类专ii｜环境微生物业人才培养和社会需求，以就业为导向，坚持改革创新，努力提高学生的职业能力，使学生将课堂与工作现场直接对接，进一步理解目前的学习如何为将来的职业服务，从而提高学生学习的积极性、针对性。提高教学质量，这是我国环保职业教育必须坚持的方向。非常高兴的是，２００９年４月，由长沙环境保护职业技术学院牵头，集合全国与环境保护相关的本科及职业院校、企业、科研机构等近百家单位共同组建的环境保护职业教育集团正式成立，这是我国目前环保职教领域阵容最大的产学研联合体。该集团的成立，在打造环保职业教育品牌和提升环保职业教育综合实力上将产生深远影响。本套教材的作者都是长期从事环保高职教育的一线教师，具有丰富的教学经验，在相关领域又有比较丰富的环保实践经验，在承担相关环保科研与技术服务中，将潜心研究的科研成果与最新技术、方法、政策、标准等体现于职业教育的教材之中，使本套教材具有鲜明的职业性、实践性，对环保职业教育具有较好的指导与示范作用。衷心希望这套教材的出版发行，能为我国环保教育事业的发展发挥积极的推动作用。２０１０年３月１０日祝光耀：中国环境与发展国际合作委员会秘书长，原国家环保总局副局长。前　　言环境微生物学是环境科学的一个重要分支，是２０世纪６０年代环境问题成为全球性重大问题时，由微生物学和环境科学相互渗透而形成的一门边缘学科。了解和掌握环境微生物学的基本知识和实用技能，是环境类专业人才认识和解决环境问题所必需的。高等职业教育面向生产和服务第一线，培养实用型的高级专门人才。因此，本书的指导思想是突出高职特色，着力体现实用性和实践性，着重培养学生的应用能力，理论与实践相结合。因此，本书在编写过程中，以“实用、够用”为原则，以常用的技能为主线设置相应任务，选编围绕技能的相关知识作为理论支撑，力求创新，努力反映新知识、新技术和新的科研成果，尽量与生产应用实践保持同步。在章节之间链接一些相关知识或阅读材料，尽可能拓展学生的知识视野，也增加本书的可读性。本书文字流畅，图文并茂，在每个项目之前提出学习目标，章后进行小结并给出与任务工作相关的作业，以便于学生更好地掌握和运用有关知识及技能。本书作为高职高专环保类专业的教材，是国家社会科学基金“十一五”规划（教育学科）一般课题（批准号：BJA０６００４９）“以就业为导向的职业教育教学理论与实践研究”的子课题（编号：BJA０６００４９唱ZKT０２８）“以就业为导向的高等职业教育环保类专业教学整体解决方案研究”的研究成果之一。本书就环境微生物学在环境科学领域的应用技能设置了６个项目模块：环境中微生物监测与评价、环境中微生物的净化技术、环境卫生细菌学检测、微生物降解有机污染物能力的测定及潜力、污水生物治理中运转状况的监测与评价、微生物检验室建设。既突出技能的培养，又重视相关理论知识的学习。书后附有水生微生物图谱，供读者参考。本书编写分工如下，绪论及项目１由陈剑虹编写，项目２由干雅平编写，项目３由胡肖容编写，项目４由周广阔编写，项目５由胡肖容编写，项目６由陈剑虹、干雅平编写，水生微生物图谱由陈剑虹、胡肖容、尹福祥选编，全书由陈剑虹统稿，杨保华主审。编者谨向被本书引用为参考资料的作者表示衷心感谢。鉴于编者编写水平和时间有限，本书难免存在疏漏和不足之处，真诚希望专家及读者批评指正。目　　录序前言绪论１……………………………………………………………………………………………项目1　环境中微生物监测与评价９…………………………………………………………任务１　微生物形态特征及普通光学显微镜的使用１０………………………………任务２　水样采集技术及蓝细菌、藻类的形态观察３５………………………………任务３　微型动物的形态观察５５………………………………………………………任务４　水污染的生物监测与评价６４…………………………………………………项目2　环境中微生物的净化技术８３………………………………………………………任务１　含病原菌的物品的干热灭菌技术和高压蒸汽灭菌技术８４…………………任务２　污染环境的化学试剂消毒技术９３……………………………………………任务３　液体样品的过滤除菌技术１０３…………………………………………………项目3　环境卫生细菌学检测１０７……………………………………………………………任务１　物品准备及灭菌１０９……………………………………………………………任务２　微生物营养及培养基的制备１１３………………………………………………任务３　微生物分布特征及样品的采集、保存、送检１２０……………………………任务４　细菌菌落总数的测定１２７………………………………………………………任务５　总大肠菌群的检验１３１…………………………………………………………任务６　耐热大肠菌群的检验１４７………………………………………………………任务７　大肠埃希氏菌的检验１５１………………………………………………………任务８　空气微生物的检验１５７…………………………………………………………项目4　微生物降解有机污染物能力的测定及潜力１６４……………………………………任务１　细菌生长的测定技术１６６………………………………………………………任务２　有机污染物生物降解性的测定方法１７５………………………………………任务３　微生物在污染降解中的应用———分离、纯化和筛选酚降解菌１８２…………项目5　污水生物治理中运转状况的监测与评价２００………………………………………任务１　好氧生物处理技术２０５…………………………………………………………任务２　厌氧生物处理技术２１６…………………………………………………………任务３　水中污染物的微生物生态处理技术２２２………………………………………任务４　污水生物治理运转中的监测、评价与控制技术２３０…………………………项目6　微生物检验室建设２３９………………………………………………………………任务　某食品厂微生物检验实验室建设策划书２４０……………………………………主要参考文献２５３………………………………………………………………………………绪　　论【学习目标】必备知识１畅掌握微生物的概念和微生物的特点；２畅了解微生物在生态系统中的重要作用；３畅熟悉环境微生物学所研究的基本内容。选修知识１畅微生物在各行业中的用途；２畅生物农药；３畅微生物变异的危害。【案例导入】新鲜的食品在空气中放久了，会腐败变质。这些微生物从何而来？曾经有一种观点认为，微生物是来自食品和溶液中的无生命物质，是自然发生的，也叫自然发生说。巴斯德通过自己精巧的实验给持有这种观点的人以有力的反驳。路易斯·巴斯德（１８２２～１８９５），现代微生物学之父、免疫学奠基人、法国化学家和微生物学家。巴斯德研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。巴斯德设计了一个鹅颈瓶（曲颈瓶），现称巴斯德烧瓶。烧瓶有一个弯曲的长管与外界空气相通。瓶内的溶液加热至沸点，冷却后，空气可以重新进入，但因为有向下弯曲的长管，空气中