第九章环境监测中的微生物学方法
微生物检测技术在环境监测中的应用及使用技巧
微生物检测技术在环境监测中的应用及使用技巧摘要：环境监测中的微生物检测技术在近年来得到了广泛的应用，并且取得了显著的成果。
本文将重点讨论微生物检测技术在环境监测中的应用场景，并介绍了相关的使用技巧，旨在提高环境监测的效率和准确性。
引言：微生物检测技术在环境监测中的应用已逐渐成为研究热点，因为微生物是环境中最常见的生物存在形式之一，对环境质量的评估具有重要意义。
环境微生物监测可以提供关于环境健康和安全方面的信息，例如水体、土壤和空气中的微生物含量和种类分布，从而指导环境保护和污染治理工作。
1. 微生物检测技术的应用场景1.1 水体监测水体是微生物生长和繁殖的理想环境之一，因此水体监测是微生物检测技术的重要领域之一。
微生物检测可以用于评估水体的微生物污染程度、确定潜在的病原体污染源，并监测水体中的藻类和细菌等微生物群落的变化。
1.2 土壤监测土壤是微生物的重要栖息地，微生物检测技术在土壤监测中也有广泛的应用。
微生物检测可以帮助评估土壤中的微生物多样性、微生物活性以及土壤中的病原微生物含量，进而确定土壤的健康状况和土壤质量。
1.3 空气监测空气中存在着丰富的微生物，包括细菌、真菌和病毒等。
微生物检测技术可以用于监测空气中微生物的类型和数量，进而评估空气质量和检测空气传播的病原体。
2. 微生物检测技术的使用技巧2.1 样本采集与保存样本的采集与保存是微生物检测技术的重要环节，直接关系到后续检测结果的准确性。
在采集水体、土壤和空气等样本时，应遵循相关的采样规范，使用无菌工具和容器，避免污染。
对于采集到的样本，应及时冷藏或冷冻，以避免微生物的活性变化。
2.2 检测方法选择微生物检测技术包括传统培养和分子生物学方法两大类。
传统培养方法需要将样本在培养基上培养，然后观察和计数可生长的微生物。
分子生物学方法则利用特定的基因序列特征检测微生物的存在和数量。
在实际应用中，根据检测的目的和需求，选择合适的检测方法。
2.3 数据分析与解释微生物检测后产生的数据需要进行进一步分析和解释，以得到准确的结果。
微生物学与环境监测
微生物学与环境监测微生物学是研究微生物的一门学科，微生物包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
微生物对我们的生存和环境都具有很大的影响，其中包括生物质转化、土壤有机质分解、腐败及其它各种分解现象。
在环境监测中，微生物学可以被用来检测水和空气中的微生物污染，检测土壤水分和有机废弃物等方面。
水中的微生物污染检测水是人类的生命之源，但是由于人类活动等因素，许多地区的水源已经受到了微生物污染。
这些微生物包括细菌、病毒和原生动物等，通常是因为缺乏卫生和健康防范措施而产生的。
如果饮用污染的水，会引起各种致命的健康问题，例如肠胃炎、虫卵感染等。
通过微生物学的检测方法，可以快速清晰地了解水中菌落总数、大肠杆菌水平以及其他微生物的状况，从而监测水质状况，对公共卫生获得保障。
空气中的微生物污染检测除了水，空气也是人类生活中必不可少的一部分。
但是，空气中同样存在着微生物，这些微生物会对人体产生不良的影响，例如过敏、哮喘等。
比如，在植物、草地、湖泊和其他地区，空气中的真菌在历史上产生了大规模的问题。
通过监测空气中微生物的数量和种类可以帮助我们更好地管理环境，并防止某些疾病的传播。
检测土壤水分和有机废弃物微生物学还可用于检测土壤水分及环境中的有机废弃物。
土壤水分是影响植物生长的重要因素之一。
利用微生物来确定土壤中的水分和有机废弃物含量，可以在容易破坏的区域执行更好的土地利用，特别是在沙漠化和土地退化的情况下，可以更好地恢复土地原有的营养含量，保护生态环境，降低本地工业的污染隐患。
总结微生物学在环境科学中是一项重要的课题，可以在水源、空气和土壤等方面进行监测和管理。
随着我们对于微生物学更深入的理解，它将会越来越被应用于环境监测、医学等领域，从而创造更加美好、健康的生产生活环境。
论环境监测中微生物检测技术
论环境监测中微生物检测技术摘要：笔者主要从常用微生物检测技术、环境监测中微生物传感技术及应用等方面探讨了本文主题，旨在与同行共同学习、共同进步。
关键词：环境监测；微生物传感技术；应用一、环境监测的意义以及生物传感技术的工作原理1. 环境监测的意义通过加强我国环境监测软硬件的建设力度，使各种环境污染因子的监测构成一定的监测能力，对环境管理的强化产生一定的积极作用。
将环境管理的检测数据作为基础，与环境监测的技术监督与支持产生直接联系。
若不具备环境监测，则无法实现有效管理，更别说管理的科学化。
作为污染动向的掌握及污染危害预防的重要环节，环境监测是环保工作中的“尖兵”，对环境管理的加强、环保政策与法规的制定以及经济的建设都产生了极为重要的作用。
2. 生物传感技术的工作原理生物传感技术的构成主要包括三大部分：物理化学信号传感器、电子信号处理器以及生物敏感元件。
现阶段，生物传感技术有在线检测和连续监测的功能，并对环境监测中传感器技术的应用范围实施引导及拓展。
生物传感技术的工作原理是通过物理传感器将生物敏感元件型号和特异性向声、光、电等易监测的信号转变。
从间接过程中对监测物质信息进行获取。
通过分析不同角度，也有各不相同的物理传感器构成分类。
生物传感器包括：安培型、电位型、阻抗型传感器以及声波。
以转换对象进行区分，生物传感器的类型主要包括NH 3、CO 2、O 2、PH。
根据生物敏感元件又可划分为微生物、免疫以及DNA传感器。
不同的传感器类型则会有不同的环境监测物质反应状况。
二、常用微生物检测技术目前常用的微生物检测技术有显微技术、染色技术、分离纯化技术、微生物鉴定技术、细菌诊断技术、聚合酶技术等几大类。
1. 显微技术显微技术在微生物检测工作中被普遍应用，而且检测时使用的设备也比较多，包括光学显微镜、暗视野显微镜、荧光显微镜和电子显微镜等。
因此，监测人员要结合不同的环境检测需求科学、合理地选择检测技术和检测设备。
环境监测中的微生物学方法
水质监测案例
监测目的
检测水体中的微生物指标，了解水质状况，为水处理和水质管理提供科学依据。
监测方法
采集水样后，通过滤膜过滤、沉淀等方法收集水中的微生物，然后进行培养、计数和鉴定 。同时，还需要进行理化指标的检测，如pH值、浊度、总有机碳等。
监测结果
根据微生物的种类和数量以及理化指标的检测结果，可以判断水质的好坏。如果水质较差 ，可能存在健康风险，需要采取相应的处理措施。
特异性要求
在复杂的微生物群落中，如何准确区分目标微生物 与其他微生物，提高检测的特异性是关键。
交叉污染控制
在样品采集、处理和检测过程中，应严格控 制交叉污染，避免对结果造成干扰。
新技术发展与应用展望
分子生物学技术
随着分子生物学技术的发展， 如PCR、基因测序等，为环境 监测提供了更快速、准确的方
法。
详细描述
免疫学方法主要包括酶联免疫吸附法和荧光抗体技术等。这些方法的原理是利用抗原和抗体之间的特 异性结合反应，通过检测反应产物来判断环境中是否存在某种微生物。该方法具有灵敏度高、特异性 强、检测速度快等优点，但也有成本高、操作复杂等缺点。
分子生物学方法
总结词
分子生物学方法是利用分子生物学技术，通 过对微生物的基因组或核酸序列进行分析， 来判断环境中是否存在某种微生物。
水质微生物监测方法
包括细菌总数检测、大肠菌群检测、总大肠菌群检测 等。
水质微生物监测应用
用于饮用水安全评价、污水处理效果评估、水体污染 治理等。
土壤监测
1 2
土壤微生物监测
通过分析土壤中的微生物种类和数量，评估土壤 质量。
土壤微生物监测方法
包括平板培养法、稀释涂布法、显微计数法等。
环境监测中微生物检测技术探讨
环境监测中微生物检测技术探讨摘要：随着我国社会经济的快速发展，人类社会环境污染逐渐严重，环境监测已经成为环境修复工作基础保障。
环境监测不仅能够确保环境质量水平得到充分的提升，提供可靠的数据促进环境管理工作的顺利开展。
所谓的微生物检测技术就是针对多种因子污染对微生物的综合效应进行科学的检测，对环境污染的历史状况进行科学的判断，进而弥补物理以及化学检测方法中存在的不足，在环境监测中起到了良好的应用效果。
本文就环境监测中微生物检测技术做出探究，以供参考。
关键词：环境监测；微生物检测技术；应用前言：通常情况下，人们所说的微生物主要包括细菌、真菌与病毒，其中包含很多致病的微生物，会对人类的身体健康产生直接的危害，甚至严重威胁到人类身体健康。
随着我国社会的不断发展，现代人们的生活质量水平也得到了不断提升，我国为了加快经济方面的建设，对环境造成了十分严重的影响。
党的十八大以来，我国提出以人为本的发展策略，采用各种手段促使经济社会与环境协同发展，人们心中也逐渐形成了十分明确的环境保护理念。
本文针对常用的微生物检测技术以及环境监测中常用的微生物检测技术进行分析，最后对比微生物检测技术与物理、化学检测技术，明确微生物检测技术的优势。
1.微生物检测技术1.1.显微检测技术在众多的微生物检测技术中，显微检测技术与其他的微生物检测技术相比是应用最为广泛的一种检测技术之一[2]。
显微检测技术又可以细分为电子显微镜、普通光学显微镜、相差显微镜、暗视野显微镜以及荧光显微镜等，但是不同的设备之间有着不同的功能，应当参照不同的监测要求选择适当的设备。
在应用显微检测技术的过程中，该技术能够充分展现出自身方便快捷以及操作简单的优点，但是检测结果的精度方面还有所欠缺，检测技术人员以及外界环境的需求往往会对检测结果产生直接的影响。
1.1.染色检测技术在进行实际环境监测的过程中染色技术往往被作为一种辅助手段进行使用[3]。
染色检测技术的原理就是针对微生物的细胞进行染色，在整个染色的过程中，很多微生物已经死亡，因此会改变微生物细胞的结构与状态，因此难以充分的展现活细胞的状态。
微生物与环境监测
微生物与环境监测随着工业化和城市化的发展，环境污染问题变得日益严重，对人类健康和生态系统造成了严重威胁。
微生物与环境监测是一项重要的科学工作，可以帮助我们了解和控制环境中微生物的分布、数量和活性，从而保护生态环境和人类健康。
本文将从微生物在环境中的分布、环境监测方法以及环境监测的意义三个方面进行讨论。
一、微生物在环境中的分布微生物在自然环境中广泛存在，包括土壤、水体、大气以及生物体表面等。
它们是地球上最基本的生命形式之一，对维持生态平衡和地球生物圈的功能具有重要作用。
然而，由于人类活动的干扰，环境中的微生物分布和种类发生了很大变化，一些有害微生物的数量在不断增加。
因此，对微生物在环境中的调查和监测显得尤为重要。
二、环境监测的方法1. 采样和培养对微生物进行环境监测的第一步是采集样本，一般采用土壤样品、水样或者空气样品。
采样点的选择需要考虑到环境的特点和可能存在的污染源。
采样后，样品需要进行培养来获取微生物的数量和种类信息，常用的方法有平板计数法、膜过滤法和液体培养法等。
2. 分子生物学方法分子生物学方法是近年来发展起来的一种环境监测技术。
通过提取微生物样品的DNA或RNA，利用PCR、测序等技术来鉴定和定量微生物。
这种方法具有高灵敏度、高准确性和快速性的优点，可以监测到一些传统方法无法检测到的微生物。
3. 生物传感器生物传感器是一种利用生物材料对环境中物质进行定量或定性检测的装置。
它们可以通过测量微生物的生理活性或代谢产物来评估环境的污染程度。
生物传感器具有响应速度快、灵敏度高以及操作简便等特点，被广泛应用于水质监测、土壤污染评价等领域。
三、环境监测的意义环境监测可以帮助我们了解环境中微生物的种类和数量，进而评估环境的健康状况和污染程度。
它对于预防和控制疾病的传播、保护水资源、评估土壤质量以及监测空气质量等都具有重要意义。
通过环境监测，我们可以及时发现和控制一些有害微生物的扩散，保障公共卫生和生态环境的安全。
环境监测中微生物检测技术探讨
环境监测中微生物检测技术探讨摘要近些年来，伴随我国经济建设的快速发展，国内很多的企业也都取得了很大的成绩。
可是由于当前我国一些相关的法律法规不是很健全，一些企业不完全按照相关的法律法规来办事，给国内的环境带来了严重的污染，阻碍了环境工程项目的顺利建设。
而微生物检测技术的应用可以有效的改善国内的环境，为社会以及环境的和谐以及可持续发展贡献了很大一份力量。
关键词环境；监测；微生物；检测技术一般情况下，微生物主要包含真菌和细菌，它们会直接影响人们的身体健康，另外，还有很多是致病的细菌，会给人类带来更大的威胁。
在很多食物的包装上面以及食物的有效期方面，对微生物进行严格的检测是非常重要的，并且该环节是绝对不能省略的。
对微生物的具体数量要有严格的要求，这样才可以确保食物的安全，从而保证人们的身体健康。
除此之外，在工业加工以及水质方面，微生物达标是企业生产加工的首要条件。
一定要对微生物进行严格的检测才可以维护环境以及人类的共同利益。
本文主要是以环境监测中微生物检测技术为研究对象，之后通过微生物检测技术的类型、不同种类微生物的检测技术、微生物检测技术体现出来的优势以及增加检测技术工作人员的知识量四个方面对研究对象进行进一步的探讨和分析。
1 微生物检测技术的类型从当前的情况来看，平时经常用的微生物检测技术主要有几大类，具体如下所示。
1.1 显微检测技术在微生物检测当中的应用在微生物的检测过程中，显微检测技术是一种比较经常使用的技术，主要包含的设备有一般化的光学型显微镜、荧光型显微镜以及电子显微镜等，不一样的检测需要，使用的检测设备也是不一样的。
显微检测技术是微生物检测过程中最方便的一种技术，也是使用起来比较简单的一种检测技术，不过该方法的检测效果不是很好，精确度不高，对检测的控制也不是很好，检测的最终结果会容易形成明显的误差。
1.2 染色检测技术在微生物检测当中的应用染色检测技术首先是给微生物的细胞染色，之后再开始检测。
环境微生物的研究方法
环境微生物的研究方法研究环境微生物的方法可以分为以下几种：1. 培养方法：将环境样品如土壤、水体等放入培养基中，利用适当的条件（如温度、营养物等）培养微生物。
培养出的菌落可以进行分离纯化，并进行形态观察和生理生化特性研究。
2. 分子生物学方法：利用分子生物学技术可以直接从环境样品中提取微生物的核酸，如细菌16S rRNA基因、真菌ITS区域等。
通过PCR扩增、测序和序列分析，可以对微生物进行种类鉴定、多样性分析和进化关系研究。
3. 高通量测序：利用高通量测序技术如Illumina、PacBio等，可以在较短时间内获取大量微生物序列信息。
通过对样品DNA进行测序，可以得到微生物基因组序列、转录组序列等，从而对微生物进行功能、代谢和适应性等方面的研究。
4. 定量PCR：利用定量PCR技术可以对特定微生物种群进行定量分析。
通过选择适当的引物和探针，可以在环境样品中定量检测和监测微生物的数量和变化趋势。
5. 金标法和荧光原位杂交：利用特异性的探针标记微生物种群，可以直接观察微生物在环境中的分布和丰度。
金标法可以通过电镜等方法，将金标记记在目标微生物上，然后通过电子显微镜观察。
荧光原位杂交则利用荧光标记的核酸探针，结合荧光显微镜观察微生物的位置和数量。
6. 气相色谱-质谱联用和高效液相色谱-质谱联用：这些技术可以用于环境样品中微生物代谢物的检测和分析，如挥发性有机物、有机酸等。
通过检测微生物产生的代谢产物，可以了解微生物的生长状态和活性。
7. 其他辅助技术：如电子显微镜观察微生物的形态和结构，荧光显微镜观察微生物的活性和染色体分离等。
微生物学家还可以利用微生物类型文化集合（CCTCC）和国家微生物资源中心（CCTCC）等资源库，进行环境微生物的性状和功能研究。
需要根据研究目的和具体需求选择合适的方法，综合应用多种研究技术可以更全面地了解环境微生物的多样性和功能。
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再以菌液体积和通入的空气量计算出单 位体积空气中的细菌数。
例如：将10m3含菌空气通入100mL的无 菌水中，使10m3空气中的微生物全部截 留在100mL水中。然后取0.1 mL菌液涂布 于平板上，若长出100个菌落，10mL水中 共含菌10,000个，则10m3空气含有10,000 个。1m3空气含有1,000个 。
表2-1 不同场所上空微生物的数量（个/m3 ）
畜舍
宿舍
城市 市区 海洋 街道 公园 上空
北纬 80º
微生物 (1~2)106 2×104 5×103 200 1~2
0
表2-2 以细菌总数评价空气的卫生标准（个/m3 ）
清洁程度
细菌总数
最清洁的空气（有空调）
1~2
清洁空气
<30
普通空气
31~125
临界环境
测
数 （m） 次数
点 数
原则 上<3
6 20， 空间 ≥3 30 太大
可放 宽
空气清 1987 净协
会标准
洁净室性 Байду номын сангаас评价指
南
原则 5 20, 30 上<3
摘自许钟麟．空气洁净技术原理．P522．同济大学出版社，1998
表2.2 按美国联邦标准209E方法计算的必要测点数
进风面积 (单向流) 或室面积 (乱流)／
病原菌在空气中一般很易死亡，但结核 菌、白喉杆菌、葡萄球菌、链球菌、肺 炎双球菌、炭疽杆菌、流感病毒和脊髓 灰质炎病毒等，也可以在空气中存活一 段时间。
尘埃多的地方，如畜舍、公共场所、医 院、城市街道的空气中，微生物数量较 多。高山、海洋、森林、积雪的山脉和 高纬度地带的空气中，微生物较少。
场所
✓ 可监测到污染物对环境的综合影响，但不易精确反映 污染物的性质、浓度和数量。
第一节 空气的卫生学检验
一、空气微生物来源 空气并非微生物的繁殖场所，空气中缺乏水分
和营养，紫外线的照射对微生物也有致死作用。 土壤中飞扬起来的灰尘； 水面吹起的水雾、人和动物体表干燥脱落的物
质，微生物附着于这些物质的微粒上随气流传 播。
可通过前苏联奥梅梁斯基公式换算出浮游 细菌数。
奥氏认为：5 min内落在面积100mm2营养 琼脂平板上的细菌数和10L空气中所含的 细菌数相同。
奥氏公式：C =
100 A
×
5 t
×
1000 10
×N
式中：C—空气细菌数； A——捕集面积，cm2 ； t ——暴露时间，min； N——菌落数，个。
~150
轻度污染
<300
严重污染
>301
三、空气的微生物监测
通常采用营养琼脂平板计数法。 我国检测空气微生物所用的培养皿直径
为d90mm，有用d100mm的。 评价空气的清洁程度，需要测定空气中
的微生物数量和空气污染微生物。测定 的细菌指标有细菌总数和绿色链球菌， 在必要时则测病原微生物。
(一)空气微生物的测定方法
简化后的奥氏公式：
1000×50N C=
A×t
经测定发现，用奥式公式计算的浮游细 菌数比实测的浮游细菌少。
此公式没有考虑尘埃粒子大小、数量、 气流情况、人员密度和活动情况。
(2)撞击法：
以缝隙采样器为例，用吸风机或真空泵将 含菌空气以一定流速穿过狭缝(狭缝宽有 0.15 mm、0.33 mm和1 mm三种)而被抽吸 到营养琼脂培养基平板上。狭缝长度为平 皿的半径，平板与缝的间隙有2mm，平 板以一定的转速(1 r／min、5-60r／min、 60r／min)旋转。
m2
<10 10 20 40 80 100 200 400
100级及 高于100
级
2~3 4 8 16 32 40 80 160
洁净度
1000 级
2 3 6 13 25 32 63 126
10000 级
2 2 2 4 8 10 20 40
100000 级
2 2 2 2 2 3 6 13
表2.3 浮游菌最小采样量
微生物产生的孢子本身也可以飘浮到空 气中，形成 “气溶胶”，借风力传播。
空气中的微生物中，真菌的孢子数量最 多，细菌较少。而且藻类、酵母菌、病 毒都会存在于空气中 。
二、空气微生物的卫生标准
目前，还无统一的关于空气的卫生学指 标，一般以室内1m3 空气中细菌总数为 50~1,000个以上作为空气污染的指标。
2 液体法
液体法用于测定空气中的浮游微生物， 主要是浮游细菌。该法将一定体积的含 菌空气通入无菌蒸馏水或无菌液体培养 基中，依靠气流的洗涤和冲击使微生物 均匀分布在介质中，然后取一定量的菌 液涂布于营养琼脂平板上，或取一定量 的菌液于无菌培养皿中，倒入15-18ml融 化(45℃)的营养琼脂培养基，混匀，待冷 凝制成平板，置于37℃恒温箱中培养48h， 取出计菌落数。
浮游菌上限浓度 ／个 ·m-2 ·min-1
(二)空气微生物的检测点数
空气微生物的测点数越多越准确，为照 顾到工作方便，又相对准确，以20~30个 测点数为宜，最少测点数为5~6，见表。
表2.1 日本有关标准测点数的规定
时
间
标准
名称
1987 JIS B 9920
洁净室中 浮游粒子
测定方法 和洁净室 的评价方
法
最 建议
每点
少 测点 点距 测定
1．固体法 固体法有平皿落菌法(沉降—平板法)、撞击
法(有缝隙采样器、筛板采样器、针孔采样 器)和过滤法。 (1)平皿落菌法：将营养琼脂培养基融化倒人 d90mm无菌平皿中制成平板。将它放在待 测点(通常设5个测点)，打开皿盖暴露于空 气5~10min，以待空气微生物降落在平板表 面上，盖好皿盖，置于培养箱中培养48h后 取出计菌落数，即为落菌数。
通常平板转动一周，取出置于37℃恒温箱中 培养48h，根据空气中微生物的密度可调节 平板转动的速度。采集含菌高的空气样品时， 平板转动的速度要比含菌量低的空气样品的 转速快。根据取样时间和空气流量算出单位 空气中的含菌量。采样器的规格各国不一， 可按说明书操作。
撞击法检测空气中微生物数量
培养前
培养后
第一章 环境监测中的微生物学方法
当环境受到污染后，环境的
物理性质 化学性质
发生变化
生物学特性
如：
重金属离子、NO3- 浓度增加； 水体污染变质，水生生物种类减少，甚
至灭绝；
如何监测？
❖ 化学方法：快速、定性定量反映污染物 浓度，但为瞬时值；
❖ 生物学方法：利用生物种类、数量的变 化，生物学特性的改变来监测污染物对 环境的影响。