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