生命科学研究对象的十个水平：生物圈、生态系统、群落、种群、个体、器官、组织、细胞、细胞器和分子。 其中前四个层次都是生态学的研究范围。
生态学：研究生物与其周围环境之间相互关系的科学。
微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境条件间相互作用规律的一门科学。
第一节 微生物在自然界中的分布
一、微生物在自然界中的分布
（一）土壤中的微生物
土壤是微生物的天然培养基。一般来说，土壤中微生物的分布规律为：细菌 > 放线菌 >霉菌 > 酵母菌 > 藻类 > 原生动物。
微生物的数量也与于土层的深度有关，一般土壤表层微生物最多，随着土层的加深，微生物的数量逐步减少。
表8.1 典型花园土壤不同深度每克土壤的微生物菌落数/CFU
|
深度/cm |
细菌 |
放线菌 |
真菌 |
藻类 |
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3-8 |
9750000 |
2080000 |
119000 |
25000 |
|
20-25 |
2179000 |
245000 |
50000 |
5000 |
|
35-40 |
570000 |
49000 |
14000 |
500 |
|
65-75 |
11000 |
5000 |
6000 |
100 |
|
135-145 |
1400 |
—— |
3000 |
—— |
土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化。
（二）水体中的微生物
水生生境主要包括湖泊、池塘、溪流、河流、港湾和海洋。水体中微生物的数量和分布主要受到营养物水平、温度、光照、溶解氧、盐分等因素的影响。
1、不同水体中的微生物种类
（1）淡水型水体的微生物
淡水量只占地球总水量的2.7%。有雪山、冰原、江、河、湖、水库等形式，其中前两种是绝大部分。
按其中有机物含量的多少及其与微生物的关系分：
① 清水型水生微生物
有机物含量低，以化能自养微生物和光能自养微生物为主，如硫细菌、铁细菌、蓝细菌和光合细菌等。
② 腐败型水生微生物
水体中含有大量外来有机物，主要是各种肠道细菌、芽孢杆菌、弧菌、螺旋菌等。
按微生物在水中的垂直分布情况划分为：
① 沿岸区或浅水区微生物
阳光充足、溶氧量大。好氧的光合微生物。
② 深水区微生物
光线微弱、溶氧少。厌氧或兼性厌氧微生物。
③ 湖底区微生物
严重缺氧。厌氧微生物（如产甲烷菌类）。
（2）海水型水体微生物
海水占地球总水量的97.5%，含盐量约3%。嗜盐。主要是藻类、某些细菌和发光细菌等。
①透光区：光线充足，水温高，适合多种M.B生长；
②无光区：25 m ~ 200 m，有一些M.B在活动；
③深海区：200 ~ 6000m，黑暗，冷和高压，少数M.B存在；
④超深渊海区：黑暗，寒冷和超高压，极少数菌能生长
2、水体的自净作用：流入水体的污染物因稀释、水解、氧化、光分解和M.B的降解等作用而被“净化”，水体对污染物的这种去除能力称作水体的自净能力。
在水体的自净中，生物自净起了主要作用。
当水体接受了大量的有机物或无机物，特别是磷酸盐和无机氮化合物，引起水的富营养化。导致藻细菌、藻类过量生长，耗尽水中的溶解氧（鱼类等由于缺氧而死亡）， 使厌氧菌开始大量生长和代谢，并分解含硫化合物，产生带有恶臭的H2S和乌黑的FeS，水体受到严重污染。
3、饮用水的微生物学标准
采用以E. coli为代表的大肠菌群数为指标，体现水源是否与动物粪便接触以及污染程度如何。
我国卫生部门规定的饮用水标准是：1mL自来水中的细菌总数不可超过100个（37 ℃培养24 h），而1000 mL自来水中的大肠菌群数不能超过3个（37 ℃培养48 h）。
（三）空气中的微生物
空气中不适合微生物的生存。
大气中的M.B来源于土壤、水体和其它微生物源。主要种类是霉菌和细菌。霉菌常见种类是曲霉、木霉、青霉、毛霉、白地霉等。细菌有球菌、杆菌和一些病原菌。
微生物在大气中的分布很不均匀，所含数量取决于所处环境和飞扬的尘埃量（表8.2）。
表8.2 不同地点大气中的微生物数量
|
地点 |
微生物数量/CFU·m -3 |
|
北极 |
0 |
|
海洋上空 |
1 ~ 2 |
|
市区公园 |
200 |
|
城市街道 |
5000 |
|
宿舍 |
20000 |
|
畜舍 |
1000000 ~ 2000000 |
（四）工农业产品上的微生物
1、工业产品的霉腐
霉变：主要指由霉菌引起的劣化。
腐朽：泛指在好氧条件下，微生物酶解木质素和纤维素等物质而使材料的力学性质严重下降的现象。木制品
腐烂（或腐败）：主要指含水量较高的产品经细菌生长、繁殖后所引起的变软、发臭性的劣化。
腐蚀：主要指金属材料的侵蚀、破坏性劣化。由硫酸盐还原细菌、铁细菌或硫细菌引起。
2、食品上的微生物
食品是微生物生长繁殖的天然培养基，在加工、包装、运输和贮藏等过程中，都可能被霉菌、细菌、酵母菌等微生物污染，在合适的温、湿度条件下可以迅速生长，产生各种毒素。
防止措施：消毒后真空包装 罐藏 充N2或CO2 加防腐剂 加干燥剂
低温 保藏 冷链
3、农产品上的微生物
全世界每年因霉变而损失的粮食就占总产量的2%左右。花生、玉米、大米、棉籽、胡桃、麦类受霉菌污染产生霉菌毒素是农产品霉腐的突出问题，常引起食物中毒或癌变。
黄曲霉毒素（AFT）广泛分布于花生、玉米和大米等粮食及其加工品上，严重霉变者含量更高。AFT并不直接致癌，它在人或动物体内经代谢活化后才引起致癌作用，最终导致肝癌发生。 至少18种衍生物
B1衍生物的毒性超过KCN。 机理p251
试讨论防霉与防癌间的关系。
（五）极端环境下的微生物
★凡是依赖于极端环境如高温、低温、强酸、强碱、高盐、高毒、高渗、高压、干旱或高辐射等才能正常生长繁殖的微生物，称为极端微生物或嗜极菌。
1、嗜热微生物
简称嗜热菌。火山地、温泉、高强度太阳辐射的土壤、岩石表面、各种堆肥、厩肥及煤渣堆等。
按耐热程度不同又可被分成五个类群：
嗜热机理：p254 同常温微生物相比
（1）嗜热微生物中的酶和其它蛋白质的更具耐热性；
（2）核酸中含有较多的G≡C对，对热更加稳定 ；
（3）细胞膜更加耐热（因饱和脂肪酸含量高）；
（4）嗜热微生物生长速率快，能迅速合成生物大分子，以弥补由于高温造成的破坏。
2、嗜冷微生物
简称嗜冷菌。指一类最适生长温度低于15℃、最高生长温度低于20℃、最低生长温度在0℃以下的细菌、真菌和藻类等微生物。
嗜冷微生物主要分布在极地、深海、高山、寒冷水体、阴冷洞穴、冰窖、冷藏库等。
分专性嗜冷和耐冷两类。
能在0℃生长、最适生长温度为25~30℃的微生物称为耐冷微生物。最适生长温度低于15℃、最高生长温度低于20℃的微生物叫专性嗜冷微生物。
嗜冷机理：
（1）嗜冷微生物之所以能在低温下生长，主要是因为细胞膜含有大量的不饱和脂肪酸，使膜在低温下也能保持半流动状态；
（2）它们所产生的酶在低温下能有效地起催化作用，而在30~40℃的情况下，这些酶很快失活。
l 嗜冷微生物是低温保藏的食品发生腐败的主要原因。
l 从嗜冷微生物中获得低温蛋白酶用于洗涤剂，不仅能节约水源，而且效果很好。
3、嗜酸微生物
l 只能生活在低pH（<4）条件下，在中性条件即死亡的微生物称为嗜酸微生物或嗜酸菌。
l 能在高酸条件下生长，但在中性条件也可生活的微生物称为耐酸微生物。
l 温和的酸性(pH 3~5.5)自然环境较为普遍，如某些湖泊、泥碳土和酸性的沼泽。
l 极端的酸性环境包括各种酸矿水、酸热泉、火山湖、地热泉等。
嗜酸机理（可能）：它们的细胞壁、细胞膜需要高H+来维持其结构；嗜酸微生物的细胞壁、细胞膜具有排斥外来H+（对H+离子不渗透）和从细胞中泵出H+的能力。
注意：嗜酸微生物的胞内pH大多数接近中性，各种酶的最适pH也在中性附近。
4、嗜碱微生物
一般把最适生长pH在9~10，而中性条件不能生长的微生物称为嗜碱微生物，简称嗜碱菌。
碱性盐湖和碳酸盐荒漠，如青海湖。
有两个主要类群：盐嗜碱微生物（生长需要碱性和高盐度）和非盐嗜碱微生物。
注意：嗜碱微生物的胞内pH值都接近中性。
碱微生物产生大量的碱性酶，包括蛋白酶（活性pH 10.5~12）、果胶酶（活性pH 10.0）、支链淀粉酶（活性pH 9.0）、纤维素酶（活性pH 6~11）。这些碱性酶被广泛用于洗涤剂等。
5、嗜盐微生物
盐湖，如青海湖（中国）、大盐湖（美国）、死海（黎巴嫩）和里海（俄罗斯），此外还有盐场、盐矿和用盐腌制的食品。海水中含有约3.5%的NaCl，是一般的含盐环境。
可以在高盐浓度下生长，但最适生长盐浓度较低的称为耐盐微生物。
6、嗜压微生物
l 必须生长在高静水压环境中的M.B称为嗜压微生物。
l 深海区（多数），油井（少数）。
l 嗜压微生物包括耐压菌、嗜压菌和极端嗜压菌。
7、抗辐射微生物
抗辐射微生物对辐射这一不良环境仅有抗性和耐受性，而不具有“嗜好”，这与前六种嗜极菌不同。
M.B的抗辐射能力明显高于动、植物。
（六）生物体内外的正常菌群
1、人体的正常菌群
生活在健康动物各部位、数量大、种类稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群，称为正常菌群。
微生物态系统？
人体的五大微生态系统：消化道（胃、肠等）、呼吸道、泌尿生殖道、口腔和皮肤。其中胃、肠中的M.B数量占人体总携带量的78.7%。
口腔疾病（如龋齿和牙龈炎）和口腔微生物有重要关系。
胃肠道包含的人体器官有胃、小肠和大肠，胃肠道微生物研究的主要是大肠内的微生物。
胃的酸度高（pH值甚至低于3）、含大量消化酶，这种生境不适合M.B生长，因此胃内仅有数量较低的附在胃壁上的抗酸微生物，包括酵母、链球菌、乳杆菌等。
小肠的主要功能是消化食物和吸收营养。其pH值稍偏碱，含有消化酶。微生物数量从近胃端的低量（103 CFU/mL）到近大肠端的高量(108 CFU /mL)。
大肠的主要功能是吸收粪便中的水分，也吸收少量的营养。其正常环境pH偏碱到中性、表面多腺体、温和蠕动。微生物数量巨大(1011 CFu/ml)，厌氧菌占主体（99%），包括拟杆菌、真杆菌、厌氧链球菌、双歧杆菌、肠球菌、肠杆菌、乳杆菌、梭菌、酵母等。
人和胃肠道微生物存在着对双方都有利的共生关系。
微生态平衡、正常菌群失调、微生态制剂、益生菌剂
2、无菌动物与悉生生物
凡在其体内外不存在任何正常菌群的动物，称为无菌动物，供科学研究用。
凡已人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物，称为悉生生物，即“已知其上所含微生物群的大生物”。
3、根际微生物和附生微生物
（1）根际微生物
定义：生活在根系邻近土壤，依赖根系分泌物、外渗物和脱落细胞而生长，一般对植物发挥有益作用的正常菌群。
（2）附生微生物
定义：生活在植物地上部分表面，主要借植物外渗物质或分泌物质为营养的微生物。
第二节 微生物与生物环境间的关系
一、互生
两种可单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式，称为互生。
这是一种“可分可合，合比分好”的松散的相互关系。
（一）微生物间的互生
在土壤M.B中比较普遍。
（二）人体肠道中正常菌群与人的互生
前已叙及。
（三）互生现象与发酵工业中的混菌培养
混菌培养又叫混合培养或混合发酵。
以VC生产为例。 p260图8-2
二、共生
定义： 是指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命、甚至达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。
（一）微生物间的共生
最典型的例子是真菌与绿藻共生或真菌与蓝细菌共生的地衣。绿藻或蓝细菌进行光合作用，为真菌提供有机养料；真菌产生的有机酸分解岩石，为绿藻或蓝细菌提供矿质元素。
（二）微生物与植物间的共生
1、根瘤菌与植物间的共生
各种根瘤菌与豆科植物间的共生等。
2、菌根菌与植物
一些真菌与植物根以互惠关系建立起来的共生体称为菌根。陆地上97%以上的绿色植物具有菌根。
菌根共生体可以促进磷、氮和其它矿物质的吸收，调节植物代谢和增强植物抗病能力等功能。
（三）微生物与动物间的共生
可以分为有益、有害两个方面。对动物有害的微生物称为病原微生物，包括病毒、细菌、真菌、原生动物的一些种类。
1、微生物与昆虫的共生
在白蚁、蟑螂、蝉、蚜虫和象鼻虫等昆虫的肠道中含有大量的细菌和原生动物与其共生。
2、▲瘤胃微生物与反刍动物的共生
牛、羊、鹿、骆驼和马等属于反刍动物，它们一般都有由瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃4部分组成复杂的反刍胃。
瘤胃是一个独特的不同于其它生态环境的生态系统，它是温度（38~41℃）、pH（5.5~7.3）、渗透压相应稳定的还原性环境（Eh~350mv），同时有相应频繁和高水平营养物供应。
瘤胃微生物：定居在反刍动物瘤胃中，并能分解纤维素等复杂有机物的特定微生物群落。主要包括瘤胃细菌和纤毛虫等原生动物。所有这些微生物都是专性厌氧菌。
瘤胃微生物与反刍动物是M.B和动物互惠共生的典型例子。一方面，反刍动物为瘤胃微生物提供纤维素、半纤维素和无机盐等养料，水分，合适的温度和pH，以及良好的搅拌和无氧环境；另一方面，瘤胃微生物消化纤维素、蛋白质、半纤维素等多聚物，产生相对分子量小的Glc、脂肪酸、维生素以及形成菌体蛋白提供给反刍动物。
三、寄生
定义：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。前者称为寄生物，后者称为宿主或寄主。
（一）微生物间的寄生
微生物间寄生的典型例子是噬菌体与其宿主菌的关系。
（二）微生物与植物间的寄生
植物的茎叶和果实表面是某些微生物的良好生境。
某些病毒、细菌、真菌和原生动物能引起植物的病害，主要的病害是由真菌引起的。
（三）微生物与动物间的寄生
寄生于动物的微生物就是动物病原微生物。它的种类很多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。
冬虫夏草：寄生于昆虫的真菌。
四、拮抗
▲定义：指某种生物产生的特定代谢产物可抑制它种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。
由拮抗微生物产生的抑制或杀死它种生物的抗生素，是最典型并与人类关系最密切的拮抗作用。
拮抗分为特异性拮抗（有选择性，如抗生素）和非特异性拮抗（无选择性，如腌制酸菜）两种类型。
五、捕食
又称猎食，一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。
微生物与生物环境间的相互关系：互生、共生、寄生、拮抗、捕食。
第三节 微生物与自然界物质循环
生物地球化学循环（biogeochemical cycles）是指生物圈中的各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。
生命物质的主要组成元素（C、H、O、N、P、S）循环很快，少量元素（Mg、K、Na、卤素元素）和微量元素（Al、B、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Se、Zn）则循环较慢。
消费者：以动物为主体；
分解者：以微生物为主体；
生产者：以植物为主体。
C、N、P、S的循环受两个主要的生物过程控制：一是光合生物对无机营养物的同化； 二是异养生物对有机物质的矿化。
一、碳素循环
碳元素是一切生命有机体的最大组分，接近有机物质干重的50%。碳循环是最重要的物质循环。
二、氮素循环
氮是生物有机体的主要组成元素。
氮的主要形式：氨和铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、有机含氮物、气态氮5类。
氮循环有8个环节（包括生物固氮、氨化、硝化作用、反硝化作用及硝酸盐还原等），其中的6个环节只有通过微生物才能进行。
1、生物固氮
生物固氮是大气中氮被转化成氨（或铵）的生化过程。必须有微生物参与。微生物种类繁多：
Ø 游离的主要有固氮菌、梭菌、克雷伯氏菌和蓝细菌；
l 共生的主要是根瘤菌和弗兰克氏菌。
2、硝化作用
定义：在好氧、pH接近中性条件和硝化细菌作用下，氨态氮被氧化成硝酸态氮的过程。
硝化作用分两步进行：
将上两式相加得：
亚硝化细菌的代表性是亚硝化单胞菌属，硝化细菌的代表性是硝化杆菌属。两者统称为硝化细菌。
3、硝酸盐还原作用
包括同化硝酸盐还原和异化硝酸盐还原。
同化硝酸盐还原是硝酸盐被M.B还原成亚硝酸盐和氨，然后氨被同化成氨基酸的过程。
异化硝酸盐还原是NO3-被还原成NO2-的作用。
4、铵盐同化作用
定义：以铵盐（NH4+）作营养，合成氨基酸、蛋白质和核酸等含氮有机物的作用。
5、氨化作用
指含氮有机物经微生物的分解转化成氨（铵）的过程。
含氮有机物主要是蛋白质、尿素、尿酸、核酸、几丁质等。
氨化作用放出的氨可被生物固定利用和进一步转化，同时也挥发释放到大气中去，这个部分可占总氮损失的5%（其它95%为反硝化损失）。
6、反硝化作用
硝酸盐还原为气态的N2O、N2的过程称为反硝化作用。
反硝化作用也叫脱氮作用，大量的N2O、N2释放到大气中去。反硝化作用的效应是造成氮的损失从而降低氮肥效率。反硝化作用是在厌氧或缺氧的条件下进行的。
7、亚硝酸氨化作用
指亚硝酸转变成氨的作用。
三、硫素循环与细菌沥滤
（一）硫素循环
硫是生命有机体的重要组成部分，大约占干物质的1%。
硫的生物地球化学循环包括硫酸盐还原作用、脱硫作用、硫化作用等5个过程。M.B参与所有这些循环过程。
（二）细菌沥滤
细菌沥滤又称细菌浸出或细菌冶金。
“铜矿的细菌沥滤原理”。
四、磷素循环
磷是所有生物都需要的生命元素，遗传物质的组成和能量贮存都需要磷。磷的生物地球化学循环包括三种基本过程：
① 有机磷转化成溶解性无机磷（有机磷的矿化）；
② 不溶性无机磷变成溶解性无机磷（磷的有效化）；
③ 溶解性无机磷变成有机磷（无机磷的同化）。
微生物参与磷循环的所有过程。
第四节 微生物与环境保护
★富营养化：是指大量N、P等营养元素进入水体，引起蓝细菌、藻类及其它浮游生物恶性增殖，最终导致水质急剧下降的一种污染现象。
富营养化分为天然富营养化和人为富营养化。
水体出现富营养化时，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，视占优势的生物的颜色而异。在海水中称为“赤潮”，在淡水中称为“水华”。
“水华”（water bloom）和“赤潮”（red tides）是富营养化的典型例子。
我国部分湖泊富营养化发展趋势
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湖泊名称 |
20世纪80年代 |
20世纪90年代 |
21世纪 |
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南京玄武湖 |
富营养 |
富营养 |
重富营养 |
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昆明滇池 |
富营养 |
富营养 |
富-重富营养 |
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武汉东湖 |
中-富营养 |
富营养 |
富营养 |
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无锡太湖 (局部水域) |
中-富营养 |
中-富营养 |
富营养 |
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安徽巢湖 |
中-富营养 |
中-富营养 |
富营养 |
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新疆石河子蘑菇湖 |
富营养 |
重富营养 |
重富营养 |
一、水体富营养化产生的原因
藻类进行光合作用的本质：
由于N、P在水中的量相对较小，因此成为影响浮游生物生长的限制因素。有资料表明，P 的排入对水体富营养化起着相当重要的作用。
向水域输送N、P营养成分主要有6个方面：
（1）农田大量施用的化肥；
（2）城市生活污水直接或间接排入湖泊、河流和海洋；
（3）滩涂养殖废水排入海洋；
（4）土地侵蚀、淋溶出的营养盐；
（5）养殖生物（如扇贝、鱼）粪便，尤其在水交换缓慢、大量养殖的海区贡献较大；
（6）大气中的NO3-随降雨进入水体。
自然因素为能进行固氮作用的微生物。
二、水体富营养化的危害
水体富营养化不仅促进了水体的老化，加速了水生生态系统向沼泽生态系统的演替过程。同时，也给人类的生产（水产养殖业）和生活乃至身体健康带来极大危害。水体富营养化被视为全球性水污染问题。
富营养化的危害主要有5个方面：
1、藻类大量繁殖后大量衰败死亡，为异养微生物的生长提供了丰富的基质，但好氧微生物的大量繁殖导致水体中的溶解氧大量消耗，使水体中的鱼类等水生动物面临窒息的威胁。
2、许多藻类能产生毒素，不仅危害动物，而且对人类健康产生严重影响。 肝癌
3、影响水厂的供水系统和自来水水质：藻类过量繁殖，使自来水厂的处理费用大增，同时会导致自来水有令人不愉快的气味。
4、自然景观的危害 （1）水体发臭难闻；（2）透明度降低。尤其旅游区，甚至使其丧失旅游功能。
5、水体的富营养化将加速湖泊的衰亡，促进其向沼泽生态演变。
二、用微生物治理污染
在各种污水处理方法中，最根本、有效和简便的方法就是利用微生物的处理法。
（一）污水的微生物处理
1、微生物处理污水的原理
本质是微生物利用污水中的有机物作为营养物，取得能量进行生长繁殖的过程。
微生物在对溶解性和悬浮的有机物酶解（降解）过程中产生能量，所产生的能量2/3被转化成生物量，l/3被用于维持生长。而当外源有机物减少，微生物进入内源呼吸，以消耗胞内有机物来维持微生物的存活。
（1）BOD（生物需氧量）
▲生物需氧量：表示在一定温度、一定时间内微生物利用有机污染物进行生物氧化所消耗的氧量。常用mg/L作单位。
实际常测BOD5，表示在20℃下培养5天所需要消耗的氧量。
一级水BOD5值<1 mg/L；二级水 < 3 mg/L ；三级水< 4 mg/L ；若>10 mg/L，该水已经严重污染，鱼类无法生存。
（2）COD（化学需氧量）
用强氧化剂来氧化水中污染物时，所需消耗的氧量，称为化学需氧量。常用mg/L作单位。
常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4，但是K2Cr2O7的氧化性更强，能使水体中80~100%的有机物迅速氧化，故被优先选用，由此测得的COD值标示为CODCr。
若COD没有特别说明，也是指CODCr。
（3）TOD（总需氧量）
指污水中能被氧化的物质（主要是有机物）在高温下燃烧变成稳定氧化物时所需的氧量。
TOD仪测定。
（4）DO（溶解氧量）
指溶于水体中的分子态氧。是评价水质优劣的重要指标。
（5）SS（悬浮物含量）
指污水中不溶性固态物质的含量。
（6）TOC（总有机碳含量）
指水体内所含有机物中的全部有机碳的含量。
2、用于污水处理的特种微生物
3、污水处理的方法和装置
（1）完全混合曝气法
（2）生物膜法
生物膜：生长在潮湿、通气的固体表面上的一层由多种活微生物构成的粘滑、暗色的菌膜，能氧化、分解污水中的有机物或某些有毒物质。
（二）固体有机垃圾的微生物处理
在垃圾按类收集的基础上，利用多种好氧性的高温微生物对其中的有机垃圾（包括动、植物残体，动物粪便和厨余等）进行好氧性分解。
三、沼气发酵与环境保护
（一）沼气发酵的意义
植物的秸杆、动植物的残体。沼气发酵充分发挥了它们的饲料、燃料和肥料3个功能，利国利民。
（二）沼气发酵的三个阶段
沼气主要成分是甲烷，还有少量H2、N2和CO2。
沼气发酵的生物化学本质是：产甲烷菌在厌氧条件下，利用H2还原CO2等碳源营养物以产生细胞物质、能量和代谢废物CH4的过程。
（三）甲烷形成的生化机制
CH4的形成可分为三个阶段：水解、产酸、产气。
四、用微生物检测环境污染
1、粪便污染指示菌
粪便中肠道病原菌对水体的污染是引起霍乱、伤寒等流行病的主要原因。
沙门氏菌、志贺氏菌等肠道病原菌数量少，检出困难。因此不能把直接检测病原菌作为常规的监测手段，从而提出了检测与病原菌并存于肠道且具相关性的“指示菌”，从它们的数量来判定水质污染程度和食品的安全性。
总大肠菌群是最基本的粪便污染指示菌和最常用的水质指标之一。
检测水体中总大肠菌群的方法主要是MPN（most probable number）试验法。
2、致突变物的微生物检测
环境污染物的遗传学效应主要表现在污染物的致突变作用，致突变作用是致癌和致畸的根本原因。
具有致突变作用或怀疑具有致突变效能的化合物数量巨大，这就要求发展快速准确的检测手段。
微生物生长快的特点正适合这种要求，微生物监测被公认是对致突变物最好的初步检测方法。
3、发光细菌检测法
发光细菌发光是菌体生理代谢正常的一种表现，这类菌在生长对数期发光能力极强。
当环境条件不良或有毒物质存在时，发光能力受到影响而减弱，其减弱程度与毒物的毒性大小和浓度成一定的比例关系。
通过灵敏的光电测定装置，检查在毒物作用下发光菌的发光强度变化可以评价待测物的毒性。
4、硝化细菌的相对代谢率试验
硝化作用只有微生物才能进行。用测定硝化细菌相对代谢率的方法检测水及土壤中的有毒物，并以此评判水体、土壤环境及环境污染物的生物毒性。
