[科普中国]-指示微生物

指示微生物定义

指示微生物又叫生物指示物，指在一定范围内能通过微生物特性、数量、种类和种群等变化，指示环境或某一环境因子特征的微生物。

不同种类的原生动物及微型后生动物等微型生物对它们本身所处的环境要求及环境敏感程度不同，因此我们可以利用这些微型生物的种类、数量和生态状态来间接判断水质和污泥特性的好坏。从而达到指示与预示水质及污泥特性的作用。当系统正常运行时，鞭毛虫和肉足虫很少。若系统中观察到纤毛虫活动力差，钟虫类口盘缩进，伸缩泡很大等现象时，说

明水处理不好。

生活污水中常见指示微生物主要有跳侧滴虫（Pleuromonas jaculans）、斜沟鞭虫（Colponema loxodes）、长圆膜袋口（Cyclidium oblongum Kahl）、湖累枝虫（Epistylis lacustris）、小口钟虫（Vorticella microstoma）等。印染废水中常见指示微生物有黎波豆虫(Bodo)、变形虫（Proteus）等。

常见病原微生物的指示物及其特点地表水环境中病原微生物污染评价主要通过两个方法：1）采用病原微生物的指示微生物反映地表水环境中病原微生物污染状况，2）直接检测地表水环境中病原微生物。病原微生物的知识微生物通常应具备以下几个特征：①仅存在于受污染水体中；②数量上高于待测定的病原体；③与病原微生物对自然条件和污染物处理过程的抗性相似；④易于通过简单、经济的方法来分离、鉴定和计数。由于地表水环境中病原微生物种类繁多、浓度较低、检测繁琐，故通常采用指示微生物。但指示微生物不能反映出特定病原微生物的浓度变化，尤其是病毒，而直接检测提供的污染信息更可靠，因此也有许多研究直接检测地表水环境中的特定病原微生物。

影响活性污泥中指示微生物的因素活性污泥是有微生物、微生物产物、有机物及无机物组成，但活性污泥主要起降解作用的是微生物，微生物通过吸附水中溶解的有机物合成自身细胞并繁殖。因此，它的生长与特性受外界运行参数的影响。适宜的运行环境有利于微生物的代谢，增加水处理效果。

微生物在不同环境条件（温度、曝气量、水质、有机负荷等）下，种类、数量级生长状态都是不同的，所以不同的环境条件对微生物种类、数量级生长状态的影响不同，活性污泥特性也受环境用因素的影响。

1. 温度对微生物生长的影响

温度不仅影响微生物体内酶的活性，而且对微生物机体中的核酸、蛋白质都有很大的影响，温度一旦高于微生物机体所能承受的上限时，微生物机体中的核酸、蛋白质都将受到不可逆的破坏。

2. 活性污泥特性对微生物生长的影响

一般活性污泥法处理有机污水的供养方式向系统曝气，所以曝气量的多少直接影响系统中溶解氧大小，高溶解氧会导致有机物分解块，微生物缺乏影响，活性污泥易老化。溶解氧过低时不能满足微生物自身代谢所需的氧气，对微生物生理活动产生不利，不利于系统运行。

指示微生物的多样性定义生态系统是由各种生物与其周围环境所组成的一个自然综合体。所有的物种都是生态系统的组成成分。在生态系统之中，各个物种之间不仅相互依赖，彼此制约，而且与其周围的各种环境因子也是相互作用的。

指示微生物多样性与活性污泥特性的关系考察指示微生物与水质及活性污泥特性之间的关系最普遍的做法是经过长期实验积累数据的基础上观察指示微生物与水质及污泥之间的相关性。关于常规曝气系统中指示微生物多样性与水处理效果之间的关系，已经有大量学者对此做了研究。Salvado等人1研究了纤毛虫作为活性污泥处理污水水质指示作用的能力，发现系统中微生物密度越大指示出水能力越强。Akpor等人2研究了活性污泥混合液中原生动物密度与磷（P）、氮（N）去除率之间的关系，结果显示在一定范围内随着原生动物密度增加，系统中P、N去除率也增加。陈声贵等人3系统研究了高啤店污水厂曝气池中活性污泥的微型后生动物多样性与污水净化效果之间的关系，得出原生动物及微型后生动物这类指示微生物的种群动态变化规律与污水净化效果关系密切，系统中纤毛虫总数越多，系统净化能力越强，活性污泥的沉降性越好。Vinay等人4研究认为变形虫大量存在时水质恶化，系统中同时存在钟虫、吸管虫、累枝重时水质较好。Puigagut等人5研究了微型生物对猪舍粪水活性污泥系统中出水水质和运行参数指示作用，结果显示微生物（尤其是纤毛虫）是评估出水COD和有机氮负荷的一个很好的参照指标。

关于指示微生物与水质之间的关系的相关文献较多，不同研究学者对归类结果并不完全一致。但总体而言系统中固着型纤毛虫丰富度较高时，出水水质较好，而但系统中出现大量游泳型纤毛虫时预示着出水水质较差。指示微生物与活性污泥特性相关性研究相对少一些，但从现有文献可以看出污泥沉降性好时，固着型纤毛虫及圆壳虫属(Cyclopyxis) 占优势，沉降性能差时，游泳型纤毛虫较多。

油气资源的指示微生物的筛选和鉴定 常见的烃类微生物主要包括C1-C4烃类氧化微生物，特别是C1甲烷氧化菌，是重要的油气勘探指示微生物。甲烷氧化细菌是一种重要的资源资源指示微生物，能够利用C1化合物专性生长，并普遍存在于土壤。甲烷氧化细菌首先通过甲烷单加氧酶氧化甲烷，在有氧的条件下生产甲醇，并进一步氧化成甲醛。而甲醛可以直接被甲烷氧化菌吸收利用或氧化为CO2而获得能量。因此，理论上通过定量不同勘探区域内地表上方土壤中甲烷氧化细菌pmoA基因的数量，即可推测油气藏有利区块，为油气藏勘探开发提供有益的参考6。