土壤微生物(精).ppt

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1、1,第八章 土壤微生物,2,土壤生境特征土壤微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义土壤微生物的检测与卫生标准土壤微生物污染的预防土壤微生物研究的前景,授课内容,（重点）,（重点）,3,第一节 土壤生境特征,中国土壤资源丰富、类型繁多，世界罕见。中国主要土壤发生类型可概括为红壤、棕壤、褐土、黑土、栗钙土、漠土、潮土（包括砂姜黑土）、灌淤土、水稻土、湿土（草甸、沼泽土）、盐碱土、岩性土和高山土等12系列。,土壤剖面分层 A 层是受生物气候或人类活动影响形成的有机质积累和物质淋溶表层。有机质含量高，颜色较暗黑。E 层是硅酸盐粘粒、铁铝等物质明显淋失的漂白淋溶层。B 层是位于A层或(若有)E层之下，硅

2、酸盐粘粒、氧化铁、氧化铝、碳酸盐、其他盐类和腐殖质等物质聚积的淀积层。C 层是位于B层或 A层（在无B层时）之下的母质层。R 层即基岩，或称母岩。虽非土壤发生层，但却是土壤剖面的重要组成部分，土壤形成的基础。,6,土壤固相成份：矿物质和有机质矿物质：微生物生长所需的常量和微量元素有机质：微生物生长所需的碳源、氮源和能源不同地区和种类的土壤中微生物的分布千差万别土壤的水分水使矿物质处于溶解状态，利于微生物利用，利于微生物分泌的酶降解有机质，使微生物处于正常生理状态。不同类型土壤的保水性不同，不同深度土壤含水量各异，导致土壤中微生物的种类和数量的存在较大差异。,土壤生境特性,7,土壤的空气土壤空隙

3、中的空气是需氧微生物生长的氧气来源。空气的多少不但影响土壤氧化还原能力，也决定了土壤中微生物的类群。空气充足，需养微生物；空气缺乏，厌氧微生物。土壤微生物活动也是甲烷、一氧化碳、二氧化碳等温室效应气体的重要来源，参与土壤气体和大气之间的交换。,土壤生境特性,8,土壤的酸碱度土壤一般呈中性或弱碱性，适于大多数微生物生长。不同酸碱度土壤，微生物类型各异。偏酸性，真菌活动旺盛；微碱性，适合放线菌生长；中性，适合细菌生长繁殖。土壤的温度土壤具有保温性，利于微生物生长繁殖。不同地区和不同季节土壤的温度不同，微生物的种类和数量也有所差异。,土壤生境特性,9,第二节 土壤微生物的来源种类、分布及其卫生学意义

4、,10,一、土壤微生物的来源,土壤微生物,“土著”微生物,外来微生物,天然栖居 对物质的分解、代谢、转化起着极为重要的作用 化学元素参与生物地球化学物质循环的重要推动者,随雨水、动植物残体、堆肥或受污染水体进入土壤 几乎不参与土壤生态学上重要的物质转化作用 有些很快从土壤消失，有些短暂存留，有些短期生长,11,二、土壤微生物的种类,土壤微生物,细菌,真菌,其他微生物：藻类、原生动物、病毒,放线菌,：数量最多，土壤微生物总数量的70-90%,12,二、土壤微生物的种类,土壤微生物,细菌,真菌,其他微生物：藻类、原生动物、病毒,放线菌,参与氮素循环：氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌，固氮细菌等参与碳

5、素循环：纤维素分解菌,外来菌中的致病菌随人畜粪便、动物尸体及医院废弃物进入土壤并生存一定时间。,13,土壤表面：日照和干燥因素影响，微生物不易生存地表530cm土层：微生物数量最多深层土壤：有机物含量少、缺氧影响，微生物随着土壤深度增加而减少,三、土壤微生物的分布,典型花园土壤不同深度每克土壤的微生物菌落数（cfu/g）,14,土壤生物性污染：因各种原因造成土壤中致病菌、病毒、寄生虫卵等病原微生物增多。主要来源：未经彻底无害化处理的人畜粪便和污泥用于施肥；未经处理的生活污水、医院污水和含病原体的工业废水进行农用灌溉；病畜尸体处理不当。,四、土壤病原微生物及其危害,15,土壤中的存活时间：受土壤

6、有机质种类和数量、pH、温度、日照、土著微生物的拮抗等因素影响。大部分较快死亡；部分可逐渐适应外界环境，较长时间存活下去。病原微生物在土壤中的存活时间的长短，与病原微生物造成疾病传播的可能性有密切关系。,1、土壤中的病原微生物,病原微生物在土壤中生存的时间,17,人-土壤-人：人体排出的病原微生物直接由施肥和污水灌溉等污染土壤，人直接接触土壤或生吃该土壤上种植的瓜果蔬菜而感染。动物-土壤-人：有病动物排出的病原微生物污染土壤，人与污染土壤直接接触而感染发病。土壤-人：自然土壤中存在致病菌，人与污染土壤接触而得病。,2、病原微生物污染土壤的途径和危害,“不死”的炭疽芽孢杆菌 炭疽芽孢杆菌到底能活

7、多长？在我国的华北地区，有过这样一件事情。抗日战争时期，一批军马患了炭疽病，被封闭在一间窑洞里。由于战争和之后的许多变故，几乎没有人知道这件事了。到了20世纪80年代，一个偶然的机会，那个窑洞被挖开了。战马早成了枯骨，可扬起的灰尘却使挖土的民工感染了炭疽病，并在村子里一度泛滥，死了十几人。,地震后与土壤接触 警惕破伤风由于地震房屋倒塌，地面裂缝，山体坍塌，江河污染等原因，造成人员外伤，易引起破伤风、钩端螺旋体病和经土壤传播的疾病发生，对各种原因引起皮肤破损的人员必须及时注射破伤风抗毒素，对伤口进行清创缝合，给予有效的抗炎对症治疗，严重的送医院救治，教育广大群众破损的伤口不要与土壤直接接触。,2

8、0,土壤微生物是参与生物地球化学物质循环和能量流动的主要成员。在土壤修复和净化方面发挥重要作用。外来致病微生物在疾病传播中起一定作用。土壤中隐藏大量的条件致病菌。,五、土壤微生物的卫生学意义,21,第三节 土壤微生物的检测与卫生标准,22,样品采集样品的稀释检验项目与检验方法,一、土壤微生物的检测,23,1、样品采集,选择有代表性的采样地点。按对角交叉法取样（五点法）。取样点要分布均匀，每点采样量应大致相同。取样时，先除去地表枯枝落叶，用已灭菌的刀（铲）去除1cm左右的土壤表层，用烧灼过的勺（铲）取200-300g土样装于灭菌容器内。标明采样地点、深度、日期。样品采出后尽快检验。,24,2、样

9、品的稀释,四分法：将5点样取出（约1-1.5kg），混合，摊成薄层分成四等份，取对角线部分土壤混合，继续四分法，最后取50-100g土壤。研磨均匀，称取50g，加入450ml无菌自来水，混匀，静置5-10分钟，取上清作为原液。原液1ml含相当于土壤0.1g。作10倍系列稀释。取原液10ml，加90ml灭菌水。,25,3、检验项目和检验方法,菌落总数的测定：常规倾注培养计数。此项检测的卫生学意义不大。大肠菌群的检验：原液、10-1、10-2、10-3 稀释液各1ml，分别注入装有10ml乳糖发酵管的培养基，采用发酵法进行。根据有大肠菌群存在的阳性管数查大肠菌群最可能数表，得到每1000g土壤中大

10、肠菌群数。,26,3、检验项目和检验方法,大肠菌群值：能检出一个大肠菌菌群细菌所需的最少土样量。以g表示。大肠菌群值=1000/大肠菌群数大肠菌群数越大，粪源污染越严重；大肠菌群值越大，土壤越干净，粪源污染越轻。37，“总大肠菌群”；44.5，“粪大肠菌群”。,大肠菌群检验数表,接种土壤样品总量0.1111g（原液、10-1、10-2、10-3 稀释液各1ml）,28,3、检验项目和检验方法,产气荚膜梭菌的检验：土壤稀释液置80水浴15min，杀死繁殖体；原液、10-1、10-2、10-3 稀释液各1ml，加入含亚硫酸盐和铁盐的高层培养基内，震荡混匀，经冷水迅速凝固，44 培养24-48h。,

11、29,3、检验项目和检验方法,产气荚膜梭菌的检验：阳性结果：培养基出现裂痕、浑浊、变黑；黑色菌落镜检，G+粗短杆菌、芽孢位于次级端且小于菌体。土壤粪源污染时间判断：产气荚膜梭菌多，而大肠菌群少，表示土壤并非新近污染。,30,3、检验项目和检验方法,土壤中致病菌和病毒的检测：数量少，检出较困难。需加大检样量、浓缩样品、选择性增菌，提高检出率。,31,目前我国尚未颁布土壤微生物卫生标准必要时参考国外标准,二、土壤微生物的卫生标准,土壤卫生状况评价指标,32,第四节 土壤微生物污染的预防,33,土壤微生物污染的预防,人畜粪便、动物尸体、污水、污泥、垃圾和医院废弃物，排放前必须进行无害化处理：化粪池、

12、污水处理厂沼气发酵、堆肥焚烧、填埋消毒,堆肥的卫生标准,沼气发酵的卫生标准,36,第五节 土壤微生物研究的前景,37,土壤微生物研究的前景,微生物资源的开发利用：未培养微生物资源的利用创建和丰富新的环境生物技术：土壤生物修复土壤微生物生态学研究制定适合我国国情的土壤微生物卫生标准,38,第九章 空气微生物,课 程：卫生微生物学授课对象：预防2008级本科教 员：罗教华 讲师,第三军医大学环境卫生学教研室,39,第一节 空气生境特性,40,空气生境特性,电离层平流层：空气稀薄，只有水平流动；含臭氧层。对流层：含空气、水蒸气、烟尘、微生物等。空气垂直、水平流动；有气象现象。,41,空气中缺乏微生物

13、生长的营养物质和水分。空气的物理化学参数不适合微生物生存和生长。对流层：高度，气温。高度，气压，不利于渗透压的维持。干燥、日光辐射、大气污染物不利于微生物生长。,空气生境特性,空气不是微生物栖息的场所，空气中无固定的微生物从，空气中的微生物是暂时的、可变的。,42,第二节 空气微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,43,自然界：主要来源，土壤、水、腐烂物等；植物：某些细菌、真菌孢子；动物：动物带菌和排菌量可能比人类更大；人体：皮肤、毛发、口鼻、排泄物或分泌物；生产活动：工业、农业、畜牧业；其他：牙科、空调加湿器、微生物实验室；,一、空气微生物的来源,44,细菌：绝大多数。G+球菌占多数（80

14、%）致病菌：结核分枝杆菌、白喉杆菌、炭疽芽孢杆菌、产气荚膜梭菌、百日咳杆菌、鼠疫杆菌、嗜肺军团菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、脑膜炎奈瑟球菌等。真菌：重要组成部分。4万多种。链格、孢属、曲霉属、青霉属、枝孢霉属、酵母属、镰刀菌属。曲霉属引起“蔗渣工人肺”和“农民肺”。病毒及其他微生物流感病毒，鼻病毒、腮腺炎病毒、风疹病毒、麻疹病毒等肺炎支原体、Q热立克次体,二、空气微生物的种类,45,高度分布：微生物在空气中的浓度与距离地面的高度呈对数下降。水平分布：城市细菌浓度高于农村，乡村的霉菌、花粉、植物孢子浓度高于城市。时间分布：早晚多，中午（12-14点）少。,三、空气微生物的分布,闹市区不同高度

15、细菌数量变化,47,Bovallius等研究瑞典四个功能地区发现：海岸地区 63（0-560）CFU/m3 农业地区 99（2-3400）CFU/m3 市内地区 763（100-2500）CFU/m3 城市街道 850（100-4000）CFU/m3,48,上海地区各场所空气中细菌分布,49,正常情况下，对自然界氧、碳、硫、磷的循环起着重要作用。空气微生物污染对人类健康、工业、农业、畜牧业等都会造成影响。呼吸道传染病，伤口感染变态反应污染食品,四、空气微生物的卫生学意义,50,第三节 空气微生物的检测与卫生标准,51,自然沉降法惯性撞击式采样法液体撞击式采样器固体撞击式采样器：单级、多级过滤阻

16、留式采样器静电沉着类采样器,一、空气微生物的检测,52,1.自然沉降法：空气中微生物粒子在自身重力作用下，以垂直的自然方式沉降到琼脂培养基上。于37 条件下培养24h，计算菌落数。以cfu/皿或cfu/m3表示。,一、空气微生物的检测,cfu：colony forming unit，菌落形成单位,53,（1）自然沉降法的操作步骤,制作采样皿：预培养24h采样点选择：室内：一般为四角和中央，距墙30cm,距地面1m左右；室外：综合污染、地理、气象等因素，在关键位置 布点，高度在人呼吸带（1.5m）以上；暴露时间：采样皿中菌落数适当，常用5min；培养计数：采样后标记，细菌样品在37培养24hr。

17、,54,依据：原苏联奥梅梁斯基认为，在100cm2培养基表面上，5min内能落上约10L空气所含的菌数。计算公式：C=50 000N/AtC细菌浓度（cfu/m3）A采样面积（cm2）t-暴露时间（min）N平皿上的菌落数,（2）自然沉降法的计算,直径为9cm的培养皿，采样5min，培养得到菌落数为10cfu，计算：C=50000*10/(3.14*4.52)*5=1572 cfu/m3,55,优点：简单方便脏环境采样效率较好缺点：采样效率普遍低于采样器法不适用于在有气流环境中使用不适宜检测小的带菌粒子,（3）自然沉降法的优缺点,56,2.惯性撞击式采样法：利用抽气装置在单位时间内将一定容量的

18、含有微生物粒子的空气，通过某些装置形成高速气流，气流中的微生物粒子随之高速运动，当气流改变方向时，运动的粒子因惯性继续向前撞击并粘集于培养基表面上。,一、空气微生物的检测,57,（1）液体撞击式采样器,使气流以足够线速度冲击并被捕获在采样器液体中，菌团粒子在冲击中可被打碎成单个菌体，测定的细菌数量较准确，结果能反映出空气中含活菌粒子数。缺点：气温5以下喷嘴易冻结采样液量较多而接种量较少，常需滤膜进一步浓缩。不适宜多点多次采样，因每采一次需要事先在无菌条件下准备好加采样液的采样器，携带不便。,58,（2）固体撞击式采样器,利用抽气装置，使空气通过狭小的喷嘴，形成高速气流，在离开喷嘴时气流射向采集

19、面，气体沿采集面拐弯而去，而颗粒则按惯性继续直线前进，撞击并粘附于采集面上，从而被捕获。使用方便、采样效率高，可用于定量测定，是目前应用最广泛的一类采样器。,59,（2）固体撞击式采样器,按撞击方式分为筛孔式和狭缝式。筛孔式，通过大量微细孔眼而撞击采集面，微生物粒子能均匀分布于整个采集面上；狭缝式，气流通过狭缝撞击在采集面对应的一条线上，为避免粒子重叠，采样皿需旋转。,60,（2）固体撞击式采样器,单级固体撞击式采样器：JWL型采样器为代表。将空气中不同大小的含菌粒子撞击于一个采集面上，只能测定空气中微生物的浓度。多级固体撞击式采样器：Anderson采样器为代表。将空气中不同大小的含菌颗粒采

20、集于不同采集面，既可测定空气微生物的浓度，又可了解粒子大小分布情况。,61,惯性撞击式采样法,液体撞击式,固体撞击式,筛孔式和狭缝式,单级和多级,64,3.过滤阻留式采样器：利用抽气装置，使空气通过滤材，而使微生物粒子阻留在滤材上。优点：可在各种气温下应用，采集效率高。缺点：阻留在滤材上的微生物受到通过滤材气流的不断冲击，有可能被吹干致死，且滤膜孔易堵塞，难以保持稳定的采气量。,一、空气微生物的检测,65,4.静电沉着类采样器：利用高压静电场，使空气中的微生物粒子带上一定量的电荷后，被带相反电荷的采集面所吸附，使空气微生物采集下来。优点：对气流的阻力很小，能允许较大的采气量，可将大量空气中采集

21、的微生物浓缩于少量的采样液中，有利于检测空气含量很少的微生物。,一、空气微生物的检测,66,选用采样方法应考虑的因素：（1）采样器的灵敏度（2）采样效率（3）重复性（4）微生物存活率（5）使用方便（6）易于分析（7）可区分粒子大小（8）价格,一、空气微生物的检测,67,一、空气微生物的检测,一般情况下，可选单级固体撞击式采样器。多级固体撞击式采样器较准确，但采样复杂，琼脂消耗较多，只在做空气微生物的颗粒大小测定时应用。在空气微生物学实验室的研究中，可选用液体撞击式采样器。自然沉降法可适用要求不高的场所。,68,以细菌作为标准细菌选用的指标是菌落总数表示方法：cfu/皿或cfu/m3,二、空气微

22、生物的卫生标准,69,二、空气微生物的卫生标准,日本评价标准,我国公共场所空气细菌学标准,居室内空气卫生细菌学评价的参考指标（前苏联）,WHO推荐的医院各部门空气细菌学标准,73,二、空气微生物的卫生标准,室内空气质量标准（GB/T 18883-2002）对微生物指标的规定：菌落总数2500 cfu/m3,74,第四节 空气微生物的污染及其预防,75,一、空气微生物污染,尘埃(dust)：空气微生物的重要载体。飞沫(droplet)：微生物存在于呼吸道喷出的飞沫中。飞沫核(droplet nuclei)：小飞沫蒸发后剩下的核心。,（一）传播方式,76,一、空气微生物污染,概念特性感染性对健康的

23、影响监测与应用,（二）微生物气溶胶,77,1、概念,气溶胶（aerosol）：是指固体或液体微粒在空气介质中的分散体系。被分散的物质（固体或液体）称为分散相，空气则称为分散介质。直径在0.001m-100m。微生物气溶胶（microbial aerosol）：分散相中含有微生物粒子的气溶胶，根据微生物种类不同，可分为细菌气溶胶、真菌气溶胶、病毒气溶胶。,78,2、特性,一般气溶胶的物理特性：具有沉降、凝聚吸附、撞击、带电荷、扩散等作用。微生物的生物特性：存活、衰亡、突变等。,79,3、感染性,微生物气溶胶的感染性与微生物气溶胶粒子直径大小、数量、微生物在空气中的生存能力、机体免疫力等有关。粒径

24、5m时，60可受阻于鼻腔；粒径4-5m时，粒子被吸入，可到达支气管和次级支气管；粒径l-4m时，粒子大部分可直接到达肺深部(细支气管、呼吸支气管、肺泡)；粒径1m时，大部分停留于肺部，少部分因动力学关系又随呼气而排出。,80,4、对健康的影响,传播呼吸道传染病引起变态反应：农民肺、棉尘热、蔗渣尘肺、花粉病、尘螨过敏伤口感染食品变质,81,（1）军团病,军团菌属（Legionella）是革兰氏阴性杆菌，需氧菌，其最适宜培养温度为35，PH植为6.9-7.0。轻者则在体内产生血清反应重者则引起军团菌病，简称军团病:反复寒战、高热、伴头痛、肌痛、乏力，常有腹痛、呕吐、腹泻和全身衰竭，多数病人有咳嗽、

25、胸痛，少量粘液痰，可有血痰。严重患者有呼吸困难，紫绀，甚至呼吸衰竭，神经精神症状，谵妄，定向力障碍等。,82,（2）农民肺,在生产劳动过程中因反复吸入含有高温放线菌及其孢子的霉变谷草粉尘而发生的一种外源性过敏性肺泡炎。急性期患者可自愈，慢性期病程迁延反复发作，可形成弥漫性肺间质纤维化，并发呼吸衰竭和肺原性心脏病。我国长江和珠江流域气温高、雨量大，盛产稻米，堆积的谷草易发生霉变，适合高温放线菌的生长。我国南方农村中可能有数百万农民肺病患者未得到确诊和应有的治疗。预防：加强宣传教育，防止谷草霉变，接触霉变谷草时加强个人防护，避免吸入霉变有机粉尘。,83,（3）棉尘热,农民剥、扎因水淹晒干的霉棉花，

26、在接触霉棉4-5h后先有头痛，恶寒不适，继而胸闷，喉部发紧、呼吸窘迫、干咳并发热，体温可高达40，约2天后恢复正常。若再接触此种发霉棉花则又发病，但症状较前次减轻。经调查在棉桃壳内的霉棉花纤维内，轧花车间的棉尘和空气的粉尘中检出大量的孢子囊、孢囊孢子和菌丝，经鉴定为毛霉菌属真菌。预防：防止水淹受潮；戴口罩作业。,84,（4）蔗渣尘肺,是由于反复吸入发霉含有高温放线菌的蔗渣尘所引起的一种以呼吸道症状为主的变态反应性疾患。我国1982年首次报导某糖厂10例蔗渣尘肺病人都是接触发霉蔗渣较多工作的人，接触新蔗渣的则没有发生此病，鉴定出此霉蔗渣中有大量的普通高温放线菌。蔗渣尘肺患者每次发病均在接触蔗渣后

27、12小时，患者主要症状为畏寒、发热、呼吸困难、咳嗽和全身不适。预防：防止蔗渣受潮发霉；戴口罩作业。,85,（5）花粉病,由于具有特异体质的人员吸入空气中致敏花粉所引起的一种呼吸道变态反应性疾病，主要症状为鼻炎、哮喘等。,86,（6）尘螨过敏,长期接触尘螨，致敏成分对某些易感者可引起哮喘和过敏性鼻炎及皮肤过敏等症状。,87,5、监测与应用,室内外空气微生物的调查、监测与卫生学评价利用活菌苗、活疫苗气溶胶吸入法进行人、禽类某些呼吸道传染病的免疫预防鉴定空气消毒剂的消毒效果提供经呼吸道感染的动物模型等,88,二、空气微生物预防,控制污染来源：用吸尘器打扫卫生、洒水、减少走动个人防护：戴口罩,（一）综

28、合性措施,89,二、空气微生物预防,自然通风湍流空调通分过滤层流通风紫外线照射负离子发生器,（二）物理方法,90,二、空气微生物预防,具备高度杀菌力容易分散成气溶胶并保持较长时间的杀菌活性在常温常湿下有效在常用浓度下应对人畜无毒性，无刺激性不具有染色性、褪色性或其他损害,（三）化学方法,空气杀菌剂应具有如下一般特征：,91,第五节 空气微生物研究的前景,92,空气微生物研究的前景,空气微生物学领域污染状况、分布规律、污染控制洁净技术领域医院感染学领域实验动物学领域,93,小 结,土壤和空气的生境特征土壤和空气微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义土壤和空气微生物的检测及卫生标准土壤和空气微生物的污染及其预防土壤和空气微生物研究的前景,（重点）,