环境微生物学 1、典型藻类和原生物的重要区别有那些?
答:结构上的不同是,典型藻类有单细胞的也有多细胞的,藻类的细胞壁薄而坚硬,所有藻类的真核内都含有叶绿素和其他色素的叶绿体;而原生动物是单细胞动物,典型的原生动物缺少真正的细胞壁。生理上的不同是:藻类能像高等植物一样进行放氧的光合作用,同时吸收利用环境中的无机氮、磷、硫化合物和其他元素合成细胞物质,因此他们是真正的光能自养生物。原生动物的营养方式有植物式营养、腐生性营养和动物性营养,是异养生活。 2、与高等生物比,微生物具有那些特征?
答:1.个体微小,结构简单;2.易变异,种类多;3.分布广;4.繁殖快,作用大;代谢方式灵活等。 3、放线菌可形成孢子,某些细菌也可形成芽胞,二者的作用一样吗?为什么?
答:不一样。因为放线菌形成孢子的作用是进行无性繁殖,孢子发育称新的个体。而芽孢是指某些细菌当处于不利的条件或某一生活阶段时,在营养细胞内可形成一个内生孢子,称为芽孢。因为一个细菌只形成一个内生孢子,一个内生孢子在适宜的条件下只形成一个营养细胞,所以形成芽孢不是细菌的繁殖方式。 4、 微生物有哪几种营养类型?营养类型划分的依据是什么?各有什么特点?哪个生理群的微生物在废水处理中应用最广泛?在废水好氧处理和厌氧处理中,他们的作用有何区别?
答:根据所需能源类型不同可分为光能营养型和化能营养型亮大类;根据所需主要碳源不同,可分为自养型和异养型两大类。综合能源和碳源两大因素,可将微生物分为光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能异养型四个基本营养类型。
光能自养型:微生物所需能源来自光,利用CO2或碳酸盐作为碳源,以水或还原态无机物作为供氢体通化CO2。
光能异养型:微生物所需能源来自光,利用简单有机物为供氢体来同化CO2。
化能自养型:微生物所需能源来自还原态无机化合物氧化所产生的化学能,碳源是co2或碳酸盐,可在完全是无机物的环境下生长。其产能的途径是借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反应,绝大多数化能自养型菌是好氧菌。
化能异养型:微生物所需能源、电子供体(氢供体)和碳源都来自有机物。化能异养型最广泛。 5、 在一个成熟生态系统中,微生物群落演替的动力是什么?为什么?演替的最终结果是什么?
答:原动力是由于原生态系统受到了外来因素(物理,化学和生物因素)的较大干扰,使生态条件发生了较大变化;此后则由于微生物与其环境条件的相互作用,如由于微生物的代谢作用引起的理化条件的变化,新的微生物种群间的相互作用对微生物群落的协调作用等,他们都使微生物群落的种群组成处于不断变化的状态。是一个生态系统中由初级群落经中间群落发展为一个顶级微生物群落。 6、 何为有机物的可生物降解性?研究有机物可生物降解性对环境研究和管理有何意义?
答:是指一种有机物能否被微生物降解和降解速率的大小。研究有机物可生物降解性对有的放矢地采取有效的管理防止措施是十分必要的,如决定某种化合物是否允许生产,它的环境容量和选择有效的处理方法等。对防止环境污染、保证环境质量和人类健康也是不可缺少的。 7、 利用微生物呼吸速率(耗氧速率、co2产生速率)的变化研究有机物难得可降解性,是了解受试物的何种降解过程?其试验结果可表明所有有机物的可生物降解性吗?为什么?
答:是能够部分或完全被微生物分解、矿化的过程。 8、 在氮循环种,硝化阶段和反硝化阶段其作用的微生物分别为何种营养类型的微生物?他们在进行氮化何物的硝化和反硝化时,各需要何种生活条件?
答:硝化阶段的硝化细菌为化能自养型,自养型硝化细菌与大多数异养细菌相比具有生长势差,时代时间长等特点,在有机质比较丰富的环境种与异养菌竞争时,总是处于劣势,难以执行正常机能,所以硝化细菌进行硝化作用在低有机营养条件(BOD《20mg/L)下才能顺利进行。反硝化菌主要为能无氧呼吸的化能异养菌,反硝化作用必须在低氧化还原电位,即无氧条件下进行,还必须为微生物提供可供生物氧化的基质,它们主要为有机物。 9、 用于微生物监测的环境样品必须具有那些特征?
答:具有代表性,完整性和对比性。 10、环境微生物监测最重要的理论基础是什么?利用环境中微生物群落的种群组成的变化监测评价环境质量的理论依据是什么?
答:利用环境微生物的多样性和对环境的适用性指示环境污染的性质与程度,并评价卫生状况。指标生物的生物量,群落结构和生物活性(代谢活性),及限制性营养因子等。 11、环境样品细菌总数监测所得到的信息表征的是环境的何种特征?它可以说明环境中微生物的真实密度吗?为什么?
答:它反映的是环境种异养菌的污染程度,也间接反映一般营养有机物的污染程度。不能,因为它不能表征其他种类的菌数。 12、大肠菌群菌数监测结果表征的是环境中何种污染?常规监测方法分哪两大类?各适合测试那些环境样品?
答:来自人类或动物的粪便中的致病微生物的污染。多管法和滤膜法。多管法适合测试污染较重的样品。滤膜法适合清洁的样品。 13、遗传毒性监测的理论依据是什么?为什么多数微生物法遗传毒性监测都需要对受试物进行激活?
答:由于环境因素的影响,微生物的DNA会发生链断裂,碱基错配,基因组破坏等损伤,从而影响微生物的遗传特性和生理特性。有些DNA损伤微生物能够自己修复,如切除修复,重组修复,SOS修复等,但是许多损伤是不能修复的,是致死性的损伤。如何监测环境微生物群落的基因和功能基因组是否受到了损伤以及损伤程度,是评价生态环境对微生物生态系统影响的重要因素,也是监测某微生物菌群能否适应生态环境的重要指标。因为受试物本身并不具有毒性,但进入生物体后在酶的作用下,产生毒性。激活后不会错判。 14、受耗有机物污染的水体,在非人为干预的条件下可以部分或完全恢复其原有性质和功能吗?如果能,微生物通过那些作用促进污染水体的恢复?
答:能。由于自身的物理、化学和生物(尤其是微生物)作用使其原有的特性和功能得到恢复的过程称为环境的自然净化作用,简称自净作用。在多数情况下,环境中固有的微生物能分解、氧化、同化和转化污染物是污染环境得到净化,过程可通过,微生物的同化作用,降解作用包括:异构化作用,氧化还原作用,矿化作用等。 15、受重金属污染的土壤可用那些生物方法进行修复?在生物修复法中微生物有何作用?
答:受重金属污染的土壤的生物修复方法主要为微生物和植物法。微生物在净化土壤中的重金属时,一般有以下作用:1)菌类对重金属的吸附作用,菌类细胞内—SH基化合物对金属有很强的结合能力。2)微生物对重金属的转化3)增强金属的迁移性,通过提高重金属的可溶性,然后在适当灌溉的条件下,有淋滤作用将重金属洗出。4)微生物与植物联合修复法。 16、那些废水在选择生物法处理时需要对废水进行可生物处理性评价?评价的依据是什么?如何评价?
答:对于有机废水和无生物处理先例的工业废水在决定处理工艺以前都要进行可生物处理性评价。
评价依据:废水生物处理时利用微生物代谢作用分解,氧化,利用和絮凝作用时污水得到净化的技术。因此,废水从两个方面影响其可生物处理性:一是废水中时否有足够的微生物营养物质(BOD),一是其能生长足够量的微生物以净化(矿化)污水中的好氧有机物和絮凝沉淀非生物营养物质;二是废水中微生物抑制剂(毒物)要低到不足以抑制微生物生命活动的水平,以保证处理过程中微生物具有足够的净化能力。可生物处理性评价一般包括废水水质调查,营养丰度(BOD5?COD)分析,废水毒性试验和废水处理模拟试验。
17、生物膜生物群落和活性污染物群落比哪个更复杂?为什么?
答:生物膜生物群落更复杂。因为除了微生物它还包括微型动物等,包括藻类-细菌-原生动物-后生动物-昆虫等
18、说明AB工艺的特点和优点。
答:1)不需设初沉池2)污水净化分两段进行,可最大限度地发挥繁殖速度高的微生物的作用和繁殖速度低的微生物的作用,效率高,出水水质好,并且可节省设备投资,运行费用低。3)A段运行灵活4)对废水适应面宽。如果废水中含有难有氧分解的有机物,A段可在缺氧或兼性条件运行,有利于厌氧分解的进行,
19、说明SBR法废水处理的原理和优点
答:原理:不设二次沉淀池,而是将二次沉淀池与曝气池合并成为一个具有双重功能功能的反应器;反应器的进水和排水是周期性的,曝气是间断性的;无污泥回流,反应器中的活性污泥浓度靠控制排泥来控制;设备运行简单,容易控制和自动化;间有除磷脱氮功能。SBR序批式活性污泥法的优点是不设二次沉淀池,不需污泥回流,设备简单投资少。2)在SBR工艺过程中,经历微氧阶段(进水阶段、沉淀阶段前期)、无氧阶段(沉淀阶段中后期和排水阶段),可以抑制丝状细菌生长,无活性污泥膨胀运行事故。3)废水中的含氮化合物可以完成硝化和反硝化过程,故具有脱氮作用;聚磷细菌可以完成聚磷和无氧放磷作用,故具有除磷作用。3)运行费用低4)可提高某些难处理废水的处理效率。
20、用接触氧化法处理废水:为什么?
答:1)兼有活性污泥法和生物膜法双重净化特点,固着生长在滤料上的生物膜吸附废水中的污染物,并加以分解氧化,使废水净化;悬浮于废水中的生物污泥又可在曝气混合的情况下像活性污泥一样净化废水。2)传质条件好,生污泥与废水接触充分;3)空气和废水逆向运动,可增加水和气泡的行程延长气液接触时间,提高空气总氧的转移率;废水在气泡的托浮和搅拌下,上下运动又可增加废水与生物膜的均匀接触。4)在泥水分离塔中设置滤料层,可减少出水中的悬浮固体,并使废水可溶性污染物得到再净化,所以出水水质好;5)该方法废水处理效率高,当其体积负荷为活性污泥法的2~8倍时,其出水水质仍不低于活性污泥法,而剩余污泥的产量还小于活性污泥法。
21、用生物原理解释活性污泥丝状菌性膨胀的原因
活性污泥膨胀的问题是微生物生态学问题,即废水活性污泥法处理系统中,理化条件的变化使系统中微生物群落结构发生了变化,原来的劣势种群(造成膨胀的微生物种群)上升为优势种群从而使污泥特性发生变化造成的。 |