中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng)：隨著工業(yè)高度發(fā)展、人口急劇增長(zhǎng)，在人類(lèi)生活的環(huán)境中，大量的生活廢棄物 ( 糞便、垃圾和廢水 ) ，工業(yè)生產(chǎn)形成的三廢 ( 廢氣、廢渣和廢水 ) 及農(nóng)業(yè)上使用化肥、農(nóng)藥的殘留物等，特別是生活污水和工業(yè)廢水，不經(jīng)處理，大量排放入水體，給人類(lèi)生存環(huán)境造成嚴(yán)重污染。環(huán)境污染對(duì)人畜健康、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)業(yè)等都有很大危害。所謂環(huán)境污染即是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和機(jī)能受到外來(lái)有害物質(zhì)的影響或破壞，超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力，打破了正常的生態(tài)平衡，給人類(lèi)造成嚴(yán)重危害。所以保護(hù)生態(tài)環(huán)境已成為人類(lèi)最關(guān)心的大問(wèn)題。
環(huán)境保護(hù)除保護(hù)自然環(huán)境外，就是防治污染和其他公害。水源的污染危害最大、污染范圍最廣、種類(lèi)最多。包括生活污水、工廠有機(jī)廢水、有毒、有害污水。為了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約水源，生活污水和工業(yè)廢水必須先經(jīng)處理，除去其雜質(zhì)與污染物，待水質(zhì)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，才能排放入自然水體或直接供給生產(chǎn)和生活重復(fù)使用。
污水的生物處理較有效、最常用的是微生物處理法。微生物不但處理污染物，還可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。所以微生物在環(huán)境保護(hù)方面起重要作用。
一、微生物與污水處理
微生物處理污水的原理：利用各種生理生化性能的微生物類(lèi)群間的相互配合而進(jìn)行的一種物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程。
BOD 5 ：即“五日生化需氧量”它是一種表示水中有機(jī)物含量的間接指標(biāo)，一般指在 20 ℃ 下， 1L 污水中所含的有機(jī)物，在進(jìn)行微生物氧化時(shí)，5 日內(nèi)所消耗的分子氧的毫克數(shù)。
COD ：使用強(qiáng)氧化劑使 1L 污水中的有機(jī)物質(zhì)迅速進(jìn)行化學(xué)氧化時(shí)所消耗氧的毫克數(shù)。
污水處理的方法有物理法、化學(xué)法和生物法。各種方法都有其特點(diǎn)，可以相互配合、相互補(bǔ)充。目前應(yīng)用最廣是生物學(xué)方法，其優(yōu)點(diǎn)是效率高、費(fèi)用低、簡(jiǎn)單方便。
污水處理按程度可分為一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理，一級(jí)處理也稱為預(yù)處理，二級(jí)處理稱為常規(guī)處理，三級(jí)處理則稱為高級(jí)處理。一級(jí)處理主要通過(guò)格柵等過(guò)濾器除去粗固體。二級(jí)處理主要去除可溶性的有機(jī)物，方法包括生物方法、化學(xué)方法和物理方法。三級(jí)處理主要是除氮、磷和其他無(wú)機(jī)物，還包括出水的氯化消毒，也有生物、物理、化學(xué)方法。依處理過(guò)程中氧的狀況，生物處理可分為好氧處理系統(tǒng)與厭氧處理系統(tǒng)。
（一）好氧生物處理
微生物在有氧條件下，吸附環(huán)境中的有機(jī)物，并將有機(jī)物氧化分解成無(wú)機(jī)物，使污水得到凈化，同時(shí)合成細(xì)胞物質(zhì)。微生物在污水凈化過(guò)程，以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。
1、活性污泥法
又稱曝氣法。是利用含有好氧微生物的活性污泥，由通氣條件下，使污水凈化的生物學(xué)方法。此法自 1914 英國(guó)人 Ardern 和 Lockett 創(chuàng)建以來(lái)，至今已有 80 多年的歷史。經(jīng)過(guò)反復(fù)改造，發(fā)展至今，已成為處理有機(jī)廢水最主要的方法。
所謂活性污泥是指由菌膠團(tuán)形成菌、原生動(dòng)物、有機(jī)和無(wú)機(jī)膠體及懸浮物組成的絮狀體。在污水處理過(guò)程中，它具有很強(qiáng)的吸附、氧化和分解有機(jī)物的能力。在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，又具有良好的沉降性能。活性污泥是一種特殊的、復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，在多種酶的作用下進(jìn)行著復(fù)雜的生化反應(yīng)。活性污泥中的微生物主要是細(xì)菌，占微生物總數(shù)的 90 ％ -95 ％。常見(jiàn)的細(xì)菌主要有生枝動(dòng)膠桿菌、假單胞菌屬、無(wú)色桿菌屬、黃桿菌屬、節(jié)桿菌屬、亞硝化單胞菌、原生動(dòng)物以鐘蟲(chóng)屬最為常見(jiàn)?；钚晕勰嗯c生物膜中的微生物基本相似，均以菌膠團(tuán)的形式存在。
污水處理中的特殊微生物隨污水性質(zhì)不同需要篩選、培養(yǎng)特殊的微生物，組建各種優(yōu)勢(shì)苗群，以處理相應(yīng)的污水。例如處理含氰 ( 腈 ) 廢水，需要篩選產(chǎn)生氰解酶和丙烯睛水解酶的細(xì)菌，主要有諾卡氏菌屬、腐皮鐮孢霉、假單胞菌屬、棒桿菌屬等。篩選特殊的微生物，降解相應(yīng)的難分解的有毒污染物，以降低 BoD5 去除率，提高污水處理質(zhì)量?；钚晕勰喾ǜ鶕?jù)曝氣方式不同，分多種方法，目前最常用的是完全混合瀑氣法。
污水進(jìn)人曝氣池后，活性污泥中主要細(xì)菌、動(dòng)膠菌等大量繁殖，形成菌膠團(tuán)絮體，構(gòu)成活性污泥骨架，原生動(dòng)物附著上面，絲狀細(xì)菌和真菌交織在一起，形成十個(gè)個(gè)顆粒狀的活躍的微生物群體。曝氣池內(nèi)不斷充氣、攪拌，形成泥水混合液，當(dāng)廢水與活性污泥接觸時(shí)，廢水中的有機(jī)物在很短時(shí)間 ( 約 lO-30min) 內(nèi)被吸附到活性污泥上，可溶性物質(zhì)直接透入細(xì)胞內(nèi)。大分子有機(jī)物通過(guò)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的胞外酶的作用將大分子有機(jī)物分解成為小分子物質(zhì)后滲入細(xì)胞內(nèi)。進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)酶的作用下，經(jīng)一系列生化反應(yīng)，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為 CO 2 、 H 2 0 等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。同時(shí)產(chǎn)生能量。微生物利用呼吸放出的能量和氧化過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物合成細(xì)胞物質(zhì)，使菌體大量繁殖。微生物不斷進(jìn)行生物氧化，環(huán)境中有機(jī)物不斷減少，使污水得到凈化。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)，微生物氧化細(xì)胞內(nèi)貯藏物質(zhì)，并產(chǎn)生能量，這種現(xiàn)象叫自身氧化或內(nèi)源呼吸。
曝氣池中混合物以低 BOD 5 溢流人沉淀池?；钚晕勰嗤ㄟ^(guò)靜止、凝集、沉淀和分離，上清液是處理好的水、排放到系統(tǒng)外。沉淀的活性污泥一部分回流曝氣池與未生化處理的廢水混合，重復(fù)上述過(guò)程。回流污泥可增加曝氣池內(nèi)微生物含量，加速生化反應(yīng)過(guò)程。剩余污泥排放出去或進(jìn)行其他理后應(yīng)用。
2、生物膜法
是以生物膜為凈化主體的生物處理法。生物膜是附著在載體表面，以菌膠團(tuán)為主體所形成的粘膜狀物，由于膜中的微生物不斷生長(zhǎng)繁殖致使膜逐漸加厚。膜的形成有一定規(guī)律，。初生、生長(zhǎng)及老化剝落過(guò)程，脫落后再形成新的膜，這是生物膜的正常更新，剝落的膜隨水排出。膜中的微生物相與活性污泥中的基本原理相同，因膜有一定厚度，在膜的表面、底部和中間分布著不同類(lèi)型的微生物。生物膜的凈化原理是：生物膜的表面總是吸附著一層薄薄的污水，稱為附著水層或結(jié)合水層；其外是能自由流動(dòng)的污水，稱為運(yùn)動(dòng)水層；當(dāng)“附著水”中的有機(jī)物被生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解時(shí)，附著水層中有機(jī)物質(zhì)濃度隨之降低，由于運(yùn)動(dòng)水層中有機(jī)物濃度高，便迅速地向附著水層轉(zhuǎn)移，并不斷地進(jìn)人生物膜被微生物分解；微生物所需要的氧是從空氣一運(yùn)動(dòng)水層一附著水層而進(jìn)人生物原，微生物分解有機(jī)物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物及最終生成的無(wú)機(jī)物以及 CO2 等，則沿相反方向移動(dòng)。
根據(jù)介質(zhì)與水接觸方式不同，生物轉(zhuǎn)盤(pán)法、塔式生物濾池法等。
3、氧化塘
也稱穩(wěn)定塘，是利用自然生態(tài)系統(tǒng)凈化污水的一處大面積、敝開(kāi)式的污水處理池塘。氧化塘是利用細(xì)菌和藻類(lèi)的共生關(guān)系來(lái)分解有機(jī)污染物的一種廢水處理法。細(xì)菌利用藻類(lèi)光合作用產(chǎn)生的氧和空氣溶解在水中的溶解氧氧化分解塘內(nèi)的有機(jī)污染物；藻類(lèi)利用細(xì)菌氧化分解產(chǎn)生的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)源繁殖自身。如此不斷循環(huán)，使有機(jī)物逐漸減少，污水得以凈化。過(guò)多的細(xì)菌和藻體易被微型動(dòng)物捕食。
此外，流入污水中沉淀下來(lái)的固體及衰亡的細(xì)胞沉入塘底，這些有機(jī)物被兼性厭氧菌分解產(chǎn)生有機(jī)酸、醇等簡(jiǎn)單有機(jī)物，其中一部分被上層好氧菌或兼性厭氧菌繼續(xù)分解，另一部分波污泥中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌分解成 CH 4 。只要上述各個(gè)環(huán)節(jié)保持良好的平衡，氧化塘這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就能相對(duì)穩(wěn)定，污水得以不斷凈化。效果好的氧化塘，能使污水中 BOD 去除率達(dá)到 80 ％一 95 ％，磷減少 90 ％，氮去除率 80 ％以上。由于供氧量低，處理同量污水同暖氣池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)相比，氧化塘需面積大、時(shí)間長(zhǎng)，但氧化塘構(gòu)筑簡(jiǎn)單，投資少，操作容易。此法適宜處理生活污水以及、制革、造紙、石油化工、乙烯、焦化和農(nóng)藥等部門(mén)的工業(yè)廢水，還可養(yǎng)藻、養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)鴨、鵝等。
（二）厭氧生物處理
厭氧生物處理是在缺氧條件下，利用厭氧性微生物 ( 包括兼性厭氧微生物 ) 分解污水中有機(jī)污染物的方法。因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)生甲烷，又稱甲烷發(fā)酵。此法既能消除環(huán)境污染，又能開(kāi)發(fā)生物能源，所以倍受人們重視。
污水厭氧發(fā)酵是一個(gè)極為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，它涉及多種交替作用的菌群，各要求不同的基質(zhì)和條件，形成復(fù)雜的生態(tài)體系，甲烷發(fā)酸包括 3 個(gè)階段：
1、液化階段
由厭氧或兼性厭氧的細(xì)菌將復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪等分解為有機(jī)酸、醇等。。
2、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段
由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌群利用液化階段產(chǎn)生的各種脂肪酸、醇等進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、 H 2 和 CO 2 。
3、產(chǎn)甲烷階段
產(chǎn)甲烷菌利用乙酸、甲酸、甲醇、 CO 2 、 H 2 等、形成甲烷。產(chǎn)甲烷菌屬于古細(xì)菌，嚴(yán)格厭氧，主要包括甲烷桿菌屬、甲烷八疊球菌屬和甲烷球菌屬等。產(chǎn)甲烷菌是嚴(yán)格厭氧菌，故污水的厭氧處理必須在厭氧消化池中進(jìn)行。
發(fā)酵后的污水和污泥分別從池的上部和底部排出，所產(chǎn)生的沼氣則由頂部排出，可作為能源加以利用。發(fā)酵池中也可產(chǎn)生如 H 2 S 、 CO 等一些有毒的氣體，故不能冒然進(jìn)入。
此法主要用于處理農(nóng)業(yè)和生活廢棄物或污水廠的剩余污泥，也可用工業(yè)廢水處理。
二、微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化
由于微生物代謝類(lèi)型多樣，所以自然界所有的有機(jī)物幾乎都能被微生物降解與轉(zhuǎn)化。隨著工發(fā)展，許多人工合成的新的化合物，摻入到自然環(huán)境中，引起環(huán)境污染。微生物以其個(gè)體小、繁俠、適應(yīng)性強(qiáng)、易變異等特點(diǎn)，可隨環(huán)境變化，產(chǎn)生新的自發(fā)突變株，也可能通過(guò)形成誘導(dǎo)酶、生新的酶系，具備新的代謝功能以適應(yīng)新的環(huán)境，從而降解和轉(zhuǎn)化那些“陌生”的化合物。大事實(shí)證明微生物有著降解、轉(zhuǎn)化物質(zhì)的巨大潛力。
（一）環(huán)境中的主要污染物
所謂污染物，是指人類(lèi)在生產(chǎn)生活中，排人大氣、水體或土壤內(nèi)的能引起環(huán)境污染，并對(duì)人環(huán)境有不利影響的物質(zhì)的總稱。這些物質(zhì)主要有農(nóng)藥、污泥、烴類(lèi)、合成聚合物、重金屬、放射性核素等?？傮w可歸為無(wú)毒和有毒污染物 2 大類(lèi)，前者如纖維素、淀粉等有機(jī)物和酸、堿等無(wú)機(jī)物，后者如苯酚、多氯聯(lián)苯等有機(jī)毒物和氰化物、各種重金屬等無(wú)機(jī)毒物。污染物對(duì)人類(lèi)的危害是極其復(fù)雜的，有些污染物在短期內(nèi)通過(guò)空氣、水、食物鏈等多種媒介侵入人體，造成急性危。也有些污染物通過(guò)小劑量持續(xù)不斷地侵人人體，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，才顯露出對(duì)人體的慢性危害或遠(yuǎn)期危害，甚至影響到子孫后代的健康。
（二）微生物對(duì)農(nóng)藥等有毒污染物的降解
農(nóng)藥是除草劑、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑等化學(xué)制劑的總稱。我國(guó)每年使用 50 多萬(wàn)噸農(nóng)藥，利用率只“ 10 ％。絕大部分殘留在土壤中，有的被土壤吸附，有的經(jīng)空氣、江河傳播擴(kuò)散，引起大范圍污染。目前的農(nóng)藥多是有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)氮、有機(jī)硫農(nóng)藥，其中有機(jī)氯農(nóng)藥危害性最大。這些有毒化合物在自然界存留時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)人畜危害嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)證明，環(huán)境中農(nóng)藥的清除主要靠細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物的作用，微生物降解農(nóng)藥的方式有 2 種，一種是以農(nóng)藥作為唯一碳源和能源，或作為唯一的氮源物質(zhì)，此類(lèi)農(nóng)藥能很快被微生物降解，如氟樂(lè)靈，這是一種新型除草劑，它可作為曲霉屬的唯一碳源，所以很易被分解；另一種是通過(guò)共代謝作用，共代謝是指一些很難降解的有機(jī)物，雖不能作為微生物唯一碳源或能源被降解，但可通過(guò)微生物利用其他有機(jī)物作為碳源或能源的同時(shí)被降解的現(xiàn)象，如直腸梭菌降解 666 時(shí)需要有蛋白胨之類(lèi)物質(zhì)提供能量才能降解。微生物降解農(nóng)藥主要是通過(guò)脫鹵作用、脫烴作用，對(duì)酰胺及脂的水解、氧化作用、還原作用及環(huán)裂解、縮合等方式把農(nóng)藥分子的一些化學(xué)基本結(jié)構(gòu)改變而達(dá)到的。
（三）重金屬的轉(zhuǎn)化
環(huán)境污染中所說(shuō)的重金屬一般指汞、鍋、鉻、鉛、砷、銀、硒、錫等。微生物特別是細(xì)菌、真菌在重金屬的生物轉(zhuǎn)化中起重要作用。微生物可以改變重金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài)，會(huì)使化學(xué)物毒性增強(qiáng)，引起嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題，還可以濃縮重金屬，并通過(guò)食物鏈積累。另一方面微生物直接和間接的作用也可以去除環(huán)境中的重金屬，有助于改善環(huán)境。
汞所造成的環(huán)境污染最早受到關(guān)注，汞的微生物轉(zhuǎn)化及其環(huán)境意義具有代表性。汞的微生物轉(zhuǎn)化包括三個(gè)方面無(wú)機(jī)汞的甲基化；有機(jī)汞還原成汞；甲基汞和其他有機(jī)汞化合物裂解并還原成汞。包括梭茵、脈胞菌、假單胞菌等和許多真菌在內(nèi)的微生物具有甲基化汞的能力。能使無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞的微生物也被稱為抗汞微生物，包括銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌等。微生物的抗汞功能是由質(zhì)?？刂频?，編碼有機(jī)汞裂解酶和無(wú)機(jī)汞還原酶的是 mer 操縱子。
微生物對(duì)其他重金屬也具有轉(zhuǎn)化能力，硒、鉛、錫、鎬、砷、鋁、鎂、把、金、鈍也可以甲基化轉(zhuǎn)化。微生物雖然不能降解重金屬，但通過(guò)對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化作用，控制其轉(zhuǎn)化途徑，可以達(dá)到減輕毒性的作用。
（四）固體廢物的生物處理
固體廢棄物處理的方法有物理法、化學(xué)法和生物法。其中生物法主要是利用微生物分解有機(jī)物，制作有機(jī)肥料和沼氣。且在發(fā)酵過(guò)程 70 一 80 ℃ 高溫能殺死病原菌、蟲(chóng)卵及雜草種子，達(dá)到無(wú)害化目的。根據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可分為好氧性堆肥法和厭氧發(fā)酵法兩大類(lèi)。
1、好氧堆肥法
好氧堆肥法是指有機(jī)棄廢物，在好氧微生物作用下，達(dá)到穩(wěn)定化，轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣谕寥佬誀罡牧疾⒗谧魑镂蘸屠玫挠袡C(jī)物的方法。所謂穩(wěn)定化是指病原性生物的失活，有機(jī)物的分解及腐殖質(zhì)的生成。從堆肥到腐殖質(zhì)的整個(gè)過(guò)程中有機(jī)污染物發(fā)生復(fù)雜的分解與合成的變化，可分為 3 個(gè)階段。
（1）發(fā)熱階段 堆肥初期，中溫性好氧細(xì)菌和真菌，充分利用堆肥中易分解、可溶性物質(zhì) ( 淀粉、糖類(lèi) ) 而旺盛增殖，釋放出熱量，使堆肥溫度逐漸上升。
（2）高溫階段 堆肥溫度上升到 50 ℃ 以上進(jìn)入高溫階段。中溫性微生物逐步被高溫性微生物取代，堆肥中除剩余的或新形成的可溶性有機(jī)物繼續(xù)被分解轉(zhuǎn)化外，復(fù)雜有機(jī)物也開(kāi)始分解，腐殖質(zhì)開(kāi)始形成。在 50 ℃ 左右，堆肥中的微生物主要是嗜熱性真菌和放線菌，溫度達(dá)到 60 ℃ 時(shí)，真菌幾乎全部停止活動(dòng)，只有嗜熱放線菌和細(xì)菌活動(dòng)，當(dāng)溫度升到 70 ℃ 時(shí)，微生物大部分死亡，或進(jìn)人休眠狀態(tài)。高溫可使有機(jī)物快速腐熟，并可殺滅病原性生物。
（3）降溫腐熟保溫階段 當(dāng)高溫持續(xù)一段時(shí)間后，易分解或較易分解的有機(jī)物已大部分被利用，剩下難分解物質(zhì) ( 如木質(zhì)素 ) 和新形式的腐殖質(zhì)。此時(shí)微生物活動(dòng)減弱，產(chǎn)生熱量少，溫度下降，中溫性微生物逐漸形成優(yōu)勢(shì)種群。殘留物質(zhì)進(jìn)一步被分解，腐殖質(zhì)積累不斷增加，堆肥進(jìn)入腐熟階段。為避免堆肥有機(jī)物礦化損失肥效，應(yīng)把堆肥壓緊，使造成厭氧狀態(tài)。
2、厭氧發(fā)酵法
厭氧發(fā)酵法包括厭氧堆肥法和沼氣發(fā)酵。厭氧堆肥法是指在不通氣條件下，微生物通過(guò)厭氧發(fā)酵將有機(jī)棄廢物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，使固體廢物無(wú)害化的過(guò)程。堆制方式與好氧堆肥法基本相同。但此法不設(shè)通氣系統(tǒng)、有機(jī)廢棄物在堆內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，溫度低，腐熟及無(wú)害化所需時(shí)間長(zhǎng)。利用固體廢棄物進(jìn)行沼氣發(fā)酵與污水的厭氧處理情況基本相似。
三、微生物與環(huán)境監(jiān)測(cè)
環(huán)境監(jiān)測(cè)是測(cè)定代表環(huán)境質(zhì)量的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)的過(guò)程。它包括環(huán)境分析、物理測(cè)定和生物監(jiān)測(cè)。所謂生物監(jiān)測(cè)就是利用生物對(duì)環(huán)境污染所發(fā)生的各種信息作為判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。生物長(zhǎng)期生活在自然界中，不僅可反映多種因子污染的綜合效應(yīng)，而且還能反映環(huán)境污染的歷史狀況。故生物監(jiān)測(cè)可以彌補(bǔ)物理、化學(xué)分析測(cè)試的不足，特別是微生物具有得天獨(dú)厚的特點(diǎn)，與環(huán)境關(guān)系極為密切，因此微生物學(xué)方法在生物監(jiān)測(cè)中占有特殊的地位。
（一）糞便污染指示菌
糞便污染指示菌的存在，是水體受過(guò)糞便污染的指標(biāo)。根據(jù)對(duì)正常人糞便中微生物的分析測(cè)定結(jié)果，認(rèn)為采用大腸菌群及糞鏈球菌作為指標(biāo)較為合適，其中以前者較為廣用。
大腸菌群是指一大群與大腸桿菌相似的好氧及兼性厭氧的革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌，它們能在 48h 內(nèi)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，包括埃希氏菌屬、檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬、克列氏菌屬等。測(cè)定大腸菌群的常用方法有發(fā)酵法和濾膜法兩種。
大腸菌群數(shù)量的表示方法有兩種，其一是“大腸菌群數(shù)”，亦稱“大腸菌群指數(shù)”，即 1L 水中含用的大腸菌群數(shù)量。其二是“大腸茵群值”是指水樣中可檢出 1 個(gè)大腸菌群數(shù)的最小水樣體積（ mL 數(shù) ) 。該值越大，表示水中大腸菌群數(shù)越小。
我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，1L 水中總大腸菌群數(shù)不得超過(guò) 3 個(gè)，即大腸菌群值不得小于 333mL 。
（二）水體污染指示生物帶
一般的生物多適宜于清潔的水體，但是有的生物則適宜于某種程度污染的水體。在各種不同污染程度的水體中，各有其一定的生物種類(lèi)和組成。根據(jù)水域中的動(dòng)、植物和微生物區(qū)系，可推該水域中的污染狀況，污水生物帶便是通過(guò)以上檢測(cè)而確定的。通常把水體劃分為多污帶、中污和寡污帶。中污帶又分為甲型中污帶和乙型中污帶。
（三）致突變物與致癌物的微生物檢測(cè)
人們?cè)谏钸^(guò)程中不斷地與環(huán)境中的各種化學(xué)物質(zhì)相接觸，這些物質(zhì)對(duì)人類(lèi)影響與危害怎樣，特別是致癌效應(yīng)如何，是人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。
據(jù)了解， 80 ％一 90 ％的人類(lèi)癌癥是由環(huán)境因素引起的，其中主要是化學(xué)因素。目前世界上常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)有 7 萬(wàn)多種，其中致癌性研究較充分的僅占 1 ／ 10 ，而每年又至少新增千余種新的化合物。采用傳統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)法和流行病學(xué)調(diào)查法己遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，至今世界上已發(fā)展了上百個(gè)快速測(cè)試法，其中以致突變?cè)囼?yàn)應(yīng)用最廣，測(cè)試結(jié)果不僅可反映化學(xué)物質(zhì)的致突變性，而且可住推測(cè)它的潛在致癌性。應(yīng)用于致突變的微生物有鼠傷寒沙門(mén)氏菌、大腸埃希氏菌、枯草桿菌、脈胞菌、釀酒酵母、構(gòu)巢曲霉等。目前以沙門(mén)氏菌致突變?cè)囼?yàn)應(yīng)用最廣。
Ames 試驗(yàn)，全稱沙門(mén)氏菌／哺乳動(dòng)物微粒體試驗(yàn)，亦稱沙門(mén)氏菌／ Ames 試驗(yàn)，是美國(guó) Ames 教授于 1975 年研究與發(fā)表的致突變?cè)囼?yàn)法。其原理是利用鼠傷寒沙門(mén)氏菌組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株發(fā)生回復(fù)突變的性能，來(lái)檢測(cè)物質(zhì)的致突變性。在不含組氨駿的培養(yǎng)基上，它們不能生長(zhǎng)。但當(dāng)受到某致突變物作用時(shí)，因菌體 DNA 受到損傷，特定部位基因突變，由缺陷型回復(fù)到野生型，在不含組氨酸的培養(yǎng)基上也能生長(zhǎng)，其關(guān)系如下：
Ames 試驗(yàn)常用紙片法和平板摻入法。
Ames 試驗(yàn)，準(zhǔn)確性較高、周期短、方法簡(jiǎn)便，可反應(yīng)多種污染物聯(lián)合作用的總效應(yīng)。通過(guò)對(duì)亞硝胺類(lèi)、多環(huán)芳烴、芳香胺、硝基吱喃類(lèi)、聯(lián)苯胺、黃曲霉毒素等 175 種已知致癌物進(jìn)行 Ames 試驗(yàn)，結(jié)果陽(yáng)性吻合率為 90 ％；用 108 種非致癌物進(jìn)行測(cè)定，其陰性吻合率為 87 ％。有人將 180 種物質(zhì)進(jìn)行 Ames 試驗(yàn)，其中已知致癌物有 26 種，經(jīng) Ames 試驗(yàn)測(cè)得 25 種為陽(yáng)性，其吻合率達(dá) 95 ％。人們稱此法是一種良好的潛在致突變物與致癌物的初篩報(bào)警手段。