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第1篇 环境微生物学基础3

第1章　绪论3

第一节　微生物与环境3

一、微生物的特点3

二、微生物对人类生存环境的影响4

第二节 环境微生物学的定义与研究任务4

一、微生物在自然环境中存在的基本状况与活动规律5

二、微生物对化学污染物的防治及其他有利影响5

三、微生物对环境的有害影响及其防治8

四、环境监测中的微生物学技术与方法9

第三节 我国环境微生物学的兴起与发展10

第2章　环境中的微生物13

第一节 微生物类群与生物三域13

一、微生物及其类群13

二、生物三域特征13

第二节　真细菌15

一、细菌15

二、放线菌29

三、光合型细菌34

四、鞘细菌36

五、滑动细菌37

六、其他细菌型微生物38

第三节 古细菌39

一、古细菌的特点39

二、产甲烷古细菌群40

三、还原硫酸盐古细菌群41

四、极端嗜盐古细菌群41

五、无细胞壁古细菌群42

六、极端嗜热和超嗜热的代谢元素硫的古细菌群42

一、真菌的营养体43

第四节 真菌43

二、真菌的繁殖与繁殖体46

三、真菌的菌落特征49

四、真菌的分类及常见属49

第五节　藻类和原生动物54

一、藻类54

二、原生动物56

第六节　非细胞型微生物59

一、病毒59

二、噬菌体62

三、亚病毒64

第七节 微生物的分类、鉴定和保藏65

一、微生物分类与鉴定65

二、微生物菌种的保藏68

第3章 微生物的生长与代谢70

第一节 微生物的营养与营养类型70

一、微生物的化学组成与营养物质70

二、微生物的营养类型73

三、营养物质的摄取76

第二节　微生物的代谢77

一、酶78

二、微生物的能量生成与转换79

三、微生物呼吸作用类型81

四、微生物的同化作用85

第三节 微生物的生长繁殖87

一、生长与繁殖的概念87

二、微生物生长量的测定方法88

三、分批培养89

四、连续培养90

五、细菌的非可培养状态91

一、氧气和氧化还原电位92

第四节 环境因素对微生物生长的影响92

二、温度93

三、水及其可供给性93

四、氢离子浓度94

五、辐射94

六、超声波95

七、压力95

八、化学物质96

一、微生物遗传的物质基础99

第4章　微生物的遗传与变异99

第一节　微生物的遗传99

二、细胞中DNA的复制105

三、RNA与遗传表达106

四、微生物基因表达的调控109

第二节 微生物的变异111

一、微生物的变异与基因突变111

二、突变类型111

三、基因突变的机理112

四、DNA损伤的修复115

第三节 微生物基因重组116

一、原核微生物的基因重组117

二、真核微生物的基因重组119

第四节　人工构建新菌株120

一、诱变育种120

二、原生质体融合122

三、基因工程122

第一节 微生物在环境中的分布127

一、微生物在土壤中的分布127

第5章 微生物在环境中的分布及其相互关系127

二、微生物在水体中的分布130

三、微生物在空气中的分布133

四、微生物在食品上的分布134

五、极端环境中的微生物135

第二节 微生物间的相互关系138

一、互生关系138

二、共生关系139

三、寄生关系139

四、拮抗关系140

第一节　碳素生物循环142

第6章 微生物在物质循环中的作用142

一、微生物分解有机物的一般途径143

二、微生物分解纤维素145

三、微生物分解半纤维素146

四、微生物分解果胶类物质147

五、微生物分解淀粉147

六、微生物分解脂质物质148

七、微生物分解木素及芳香族物质148

八、微生物分解烃类151

二、氨化作用153

第二节 氮素生物循环153

一、微生物转化氮素物质的一般途径153

三、硝化作用156

四、反硝化作用157

五、生物固氮作用159

第三节 其他无机元素的生物循环与转化161

一、无机元素循环与转化的一般途径161

二、硫素的生物循环与转化161

三、磷素的生物循环与转化165

四、铁的生物循环与转化166

第7章 微生物对污染物的降解与转化171

第一节 概述171

一、生物降解与生物转化的概念171

二、微生物降解转化污染物的巨大潜力171

第2篇　微生物治理环境171

三、有机污染物的可生物降解性173

四、微生物降解污染物的一般途径176

五、影响微生物降解转化的生态学因素177

一、石油178

第二节 微生物对有机污染物的降解178

二、芳香族与卤代烃类182

三、化学农药188

四、合成洗涤剂194

五、化学塑料196

六、其他有机污染物198

第三节 微生物对重金属及类金属的转化200

一、汞200

二、砷202

四、碲204

三、硒204

五、铅205

六、锡205

七、其他重金属206

第8章 污水的生物处理208

第一节　概述208

一、水体污染及其危害208

二、污染物浓度指标及其意义209

三、污水排放标准及处理要求210

一、有机污水生物处理的基本原理211

四、污水处理的一般技术途径211

第二节 有机污水的生物处理211

二、好氧生物处理213

三、厌氧生物处理226

四、其他处理技术234

第三节 氮磷污水的生物处理237

一、生物脱氮技术237

二、生物除磷技术242

第四节 其他无机污染物废水的生物处理246

一、含硫废水的生物处理246

二、金属废水的生物处理247

第9章 废渣与废气的生物处理250

第一节 废渣的生物处理250

一、概述250

二、高温堆肥法254

三、卫生填埋法260

第二节　废气的生物处理264

一、原理与微生物相264

二、主要影响因素265

三、工艺类型265

四、应用与进展268

第10章 污染环境的生物修复269

第一节　概述269

一、生物修复的概念269

二、生物修复的原理与影响因素270

三、生物修复的发展过程271

第二节 生物修复的类型272

一、原位生物修复272

二、易位生物修复274

三、原位-易位联合生物修复275

二、石油污染的生物修复276

第三节 生物修复的应用276

一、农药污染的生物修复276

三、污染水体的生物修复277

第11章 环保型微生物制剂的开发应用280

第一节 环保型微生物制剂及其品种280

一、微生物降解剂280

二、微生物农药281

三、微生物肥料285

四、生物表面活性剂288

五、生物塑料291

第二节 环保型微生物制剂的生产与使用294

一、菌种选育294

二、菌数扩增与生产298

三、微生物制剂及其保存299

四、微生物制剂的使用299

第三节　环保型微生物制剂展望299

一、关于环保型微生物制剂的迟效问题299

二、关于环保型微生物制剂的失效问题300

第一节 单细胞蛋白302

第12章 微生物与废物资源化302

一、单细胞蛋白的经济生物学特性303

二、生产单细胞蛋白的微生物304

三、单细胞蛋白生产的一般工艺流程305

四、废物生产单细胞蛋白实例307

五、单细胞蛋白的可接受性与安全性313

第二节 细菌冶金314

一、细菌冶金的原理315

二、细菌冶金的微生物及主要影响因素316

三、细菌冶金的方法317

第三节 微生物与能源318

一、微生物产生甲烷319

二、微生物产生醇类319

三、微生物产生氢气320

第3篇　微生物污染环境325

第13章　环境中的致病微生物325

第一节 空气的微生物污染325

一、空气中的病原微生物及其传播325

二、污水处理与污水灌溉引起的空气污染329

一、水中的病原微生物330

三、空气微生物污染的防治措施330

第二节　水体的微生物污染330

二、水中微生物的污染防治334

三、医院污水的微生物污染334

四、医院污水的无害化处理335

五、饮水安全与消毒336

第三节 土壤的微生物污染340

一、土壤中的病原微生物及其传播340

二、土壤生物性污染的预防341

一、几种典型的食品微生物污染342

第四节 食品的微生物污染342

二、食品微生物污染的防治344

第五节 医院内感染344

一、葡萄球菌344

二、链球菌344

三、厌氧菌345

四、幽门螺杆菌345

第六节　血源性感染345

二、丙型肝炎病毒346

三、人类免疫缺陷病毒346

一、乙型肝炎病毒346

第14章　微生物的代谢产物与环境污染349

第一节 微生物毒素的污染与危害349

一、细菌毒素349

二、放线菌毒素352

三、真菌毒素353

四、藻类毒素357

第二节 微生物一般代谢产物的污染与危害358

二、硝酸与亚硝酸359

一、氨359

三、氮氧化物360

四、硫化氢360

五、酸性矿水361

六、甲基汞362

七、羟胺363

八、亚硝胺类363

九、腐殖质364

十、农药代谢的毒性产物365

十一、气味代谢物366

十二、材料的霉腐与损害368

第15章　微生物与水体富营养化372

第一节　概述372

第二节 富营养化水体微生物的动态变化374

一、富营养化微生物种群374

二、富营养化时微生物的数量变化375

第三节 水体富营养化的影响及危害376

一、自然景观的危害377

二、水体生态及生物的影响377

一、水体富营养化的成因378

第四节 富营养化成因及影响因素378

二、富营养化形成的其他影响因素379

第五节 富营养化监测指标与评价380

一、富营养化指标380

二、富营养化的评价381

第4篇　微生物监测环境385

第16章　环境污染的指示微生物385

第一节　一般污染指示微生物385

一、细菌总数385

二、霉菌和酵母菌总数386

一、总大肠菌群388

第二节　粪便污染指示菌388

二、粪大肠菌群391

三、粪链球菌392

四、产气荚膜梭菌393

五、蛭弧菌393

第三节 其他指示微生物394

一、致病菌的指示菌394

二、肠道病毒的指示微生物395

第17章 污染物生物毒性的微生物学检测方法398

一、发光细菌——细菌生物发光抑制试验399

第一节　原核微生物检测法399

二、硝化细菌——硝化作用抑制试验401

第二节　真核微生物检测法402

一、藻类——生长抑制试验402

二、原生动物——微尺度群落级毒性试验404

第三节 活性污泥毒性检测法405

一、脱氢酶活性试验405

二、呼吸抑制试验406

第四节 微生物学检测法评价407

一、鼠伤寒沙门氏菌／哺乳动物微粒体酶试验410

第一节　基因突变试验410

第18章 污染物致突变性的微生物检测方法410

二、发光细菌试验414

三、其他基因突变试验415

第二节 DNA损伤修复试验417

一、SOS显色试验417

二、聚合酶缺陷型菌株试验418

三、重组缺陷型菌株试验419

四、溶源性细菌试验419

第三节 DNA重组试验420

第四节 微生物致突变试验与致癌物的确定421

第19章　微生物监测技术的新发展423

第一节 分子生物学技术在环境微生物监测中的应用423

一、分子生物学技术与环境微生物的分类、鉴定、监测423

二、报告基因与环境微生物监测429

第二节 微生物传感器在环境监测中的应用432

一、微生物传感器的构建432

二、微生物传感器在环境监测中的应用433

主要参考书目436

环境微生物学专业词汇索引438