原生动物与人类的关系有益的原生动物有害的原生动物赤潮夜光虫沟腰鞭虫裸甲腰鞭虫喇叭虫草履虫太阳虫间日疟原虫痢疾内变形虫水处理中常见的原生动物有三类:、肉足类、鞭毛类、纤毛类(一)肉足类肉足类原生动物(Sarcodina)只有细胞质本身形成的一层薄膜。它们大多数没有固定的形状.少数种类为球形。细胞质可伸缩变动而形成伪足作为运动和摄食的胞器。绝大部分肉足类都是动物性营养。肉足类原生动物没有专门的胞口完全靠伪足摄食以细菌、藻类、有机颗粒和比它本身小的原生动物为食物。可以任意改变形状的肉足类为根足变形虫一般就叫做变形虫(Amoeba)。还有一些体形不变的肉足类呈球形它的伪足呈针状如辐射变形虫(Amoebaradiosa)和太阳虫Actinophrys)等。变形虫细胞核伪足太阳虫肉足类在自然界分布很广土壤和水体中都有。中污带水体(见第六章第六节)是多数种类的最适宜的生活环境在污水中和废水处理构筑初中也有发现。就卫生方面来说重要的水传染病阿米巴痢疾(赤痢)就是由于寄生的变形虫赤痢阿米巴(Endamoebahistolytica)所引起的。赤痢阿米巴变形虫引起痢疾(二)鞭毛类这类原生动物因为具有一根或一根以上的鞭毛所以统称鞭毛虫或鞭毛类原生动物(Mastigophora)。鞭毛长度大致与其体长相等或更长些是运动器官。鞭毛虫又可分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。.植物性鞭毛虫多数有绿的色素体是仅有的进行植物性营养的原生动物。此外有少数无色的植物性鞭毛虫它们没有绿的色素体但具有植物性鞭毛虫所专有的某些物质如坚硬的表膜和副淀粉粒等形体一般都很小它们也会进行动物性营养。在自然界中绿色的种类较多在活性污泥中则无色的植物性鞭毛虫较多。最普通的植物性鞭毛虫为绿眼虫(Euglenaviridis)。它是植物性营养型有时能进行植物式腐生性营养。最适宜的环境是α一中污性小水体同时也能适应多污性水体。在生活污水中较多在寡污性的静水或流水中极少。在活性污泥中和生物滤池表层滤料的生物膜上均有发现但为数不多。此外还有杆囊虫(Peranemafrichophorum),它的鞭毛比眼虫粗利用溶解于水中的有机物进行腐生性营养还有一种衣滴虫.有两根鞭毛和两个伸缩泡。.动物性鞭毛虫这类鞭毛虫体内无绿色的色素体也没有表膜、副淀粉粒等植物性鞭毛虫所特有的物质。一般体形很小。它们是靠吞食细菌等微生物和其它固体食物生存的有些还兼有动物式腐生性营养。在自然界中动物性鞭毛虫生活在腐化有机物较多的水体内。在废水处理厂曝气池运行的初期阶段往往出现动物性鞭毛虫。常见的动物性鞭毛虫有梨波豆虫(Bodo)和跳侧滴虫(Pleuromonasjaculans)等。(三)纤毛类纤毛类原生动物或纤毛虫Ciliata)的特点是周身表面和部分表面具有纤毛作为行功或摄食的工具。纤毛虫是原生动物中构造最复杂的不仅有比较明显的胞口还有门围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官。它的细胞核有大核(营养核)和小核(生殖核)两种通常大核只有一个小核则有一个以上。纤毛类可分为游泳型和固着型两种。前者能自由游动如周身有纤毛的章履虫后者则固着在其它物体上生活如钟虫等。固着型的纤毛虫可形成群体。纤毛虫喜吃细菌及有机颗粒竞争能力也较强所以与废水生物处理的关系较为密切。在废水生物处理中常见的游泳型纤毛虫有草履虫(Parameciumcaudatum)、肾形虫(Colpoda)、豆形虫(Colpidium)、漫游虫(Lionoyus)、楯纤虫(Aspidisca)等。草履虫漫游虫楯纤虫常见的固着型纤毛虫主要是钟虫类。常见的单个个体的钟虫类有小口钟虫、沟钟虫、领钟虫等。这种单个个体的钟虫统称为钟虫(Vorticella)或普通钟虫。常见的群体钟虫类有等枝虫(累枝虫Epistylis)和盖纤虫(益虫Opercularia)等。常见的等枝虫有瓶累枝虫等盖纤虫有集盖虫、彩盖虫等。普通钟虫和群体钟虫都经常出现于活性污泥和生物膜中可作为处理效果较好的指示生物(一种生物只在某一环境中生长这种生物就是这一环境的指示生物)。钟虫群体钟虫水中原生动物除上述类外还有吸管虫类原生动物(Suctoria)和孢子类原生动物(Sporozoa)。吸管类成虫具有吸管、并也长有柄固着在固体物质上吸管用来诱捕食物。吸管虫在废水处理中的作用还没有很好地研究。孢子虫是寄生性的其生活史较复杂能产生孢子主要在卫生医疗方面有重要性间日疟原虫就属于这一类原生动物。吸管虫疟原虫及疟疾疟原虫是疟疾的病原体分布遍及全球对人类身体健康危害极大。寄生于人体的疟原虫有四种可引起不同的疟疾间日疟原虫红内期环状体疟原虫有四类:i间日疟原虫(Plasmodiumvivax,Grassifeletti,引起间日疟。ii恶性疟原虫(Pfalciparum,Welch,)引起恶性疟。 iii三日疟原虫(Pmalariae,Laveran,)引起三日疟。iv卵形疟疾虫(Povale,Stephens,)引起卵形疟。间日疟原虫裂殖体(上)间日疟原虫晚期滋养体(下)二、后生动物的形态及生理特性后生动物也称多细胞动物其机体不像原生动物是由多细胞组成。在水处理工作中常见的后生动物主要是多细胞的无脊椎动物包括轮虫、甲壳类动物和昆虫及其幼虫等。(一)轮虫轮虫(Rotifers)是多细胞动物中比较简单的一种。其身体前端有一个头冠头冠上有一列、二列或多列纤毛形成纤毛环。纤毛环经常摆动将细菌和有机颗粒等引入口部纤毛环还是轮虫的行动工具。轮虫就是因其纤毛环摆动时状如旋转的轮盘而得名。轮虫有透明的壳两侧对称体后多数有尾状物。轮虫以细菌、小的原生动物和有机颗粒等为食物所以在废水的生物处理中有净化作用。轮虫轮虫在废水的生物处理过程中轮虫也可作为指示生物。当活性污泥中出现轮虫时表明处理效果良好但加数量太多则有可能破坏污泥的结构使污泥松散而上浮。污泥中常见的轮虫有转轮虫、红眼旋轮虫等。轮虫在水源水中大量繁殖时有可能阻塞水厂的砂滤池。Fig轮虫(rotifer)Collotheca他喜欢用足把自己锚定在藻类的细丝上。这种轮虫有一个管当受打扰时他缩到管中去。cilia:纤毛tube:管子Fig轮虫的前部是捕食的部份buccalfunnel口腔漏斗algalcell 海藻细胞vestibulum:孔室外室stomach:胃foot:足Fig口漏斗上的个突起上的刚毛可以诱捕猎物把猎物推到胃里去。FigTube:轮虫环绕自己形成的管子起保护作用我看好像个裙子foot:足(二)甲壳类动物通常提到甲壳类动物就会使人想到虾类。水处理中遇到的多为微型甲壳类动物这类生物的主要特点是具有坚硬的甲壳。在给水排水工程中常见的甲壳类动物有水蚤(Daphnia)和剑水蚤Cyclops)。它们以细菌和藻类为食料。它们若大量繁殖可能影响水厂滤池的正常运行。氧化塘出水中往往含有较多藻类可以利用甲壳类动物去净化这种出水。水蚤(三)其它小动物水中有机淤泥和生物粘膜上常生活着一些其它小动物如线虫和昆虫(包括其幼虫)等。在废水生物处理的活性污泥和生物膜中都可发现线虫(Nematode)。线虫的虫体为长线形,在水中的一般长mm、断面为圆形。有些线虫是寄生性的在废水处理中遇到的是独立生活的线虫可同化其它微生物不易降解的固体有机物。在水中可被发现的小虫或其幼虫还有摇蚊幼虫(Chironomusgrplumosus)、蜂蝇(Eristalistenax)幼虫和颤蚯蚓(Tubifex)等这些生物都可用作研究河川污染的指示生物(见图及第六章第六节)。动物生活时需要氧气但微型动物在缺氧的环境里也能数小时不死。一般说在无毒废水的生物处理过程中如无动物生长往往说明溶解氧不足。三、微型动物在废水生物处理中的作用(一)微型动物对废水净化作用动物性营养型的原、后生动物如动物性鞭毛虫、变形虫、纤毛虫、轮虫等能直接利用水中的有机物质对水中有机物的净化起一定的积极作用。提问:有哪些作用①直接参与废物的去除捕食水中的悬浮有机废物颗粒(细菌主要吃溶解性污染物)②吞噬细菌净化出水水质A优化基质的碳氮磷比率:细菌生长需要合适的碳氮磷比率没有捕食者的细菌群落通常存在限制性营养因子。原生动物的捕食可释放整合在死细菌中的非活性形态营养物质从而使细菌群落更快地生长和保持更高的活力。原生动物的捕食能加快水生生态系统中P的矿化。B优化细菌群落:原生动物的捕食作用可降低病源细菌浓度提高出水水质。有原生动物存在时大肠杆菌的浓度降低半存活期为h没有原生动物存在时浓度降低仅为半存活期为h可见原生动物的捕食作用是大肠杆菌浓度下降的主要原因。C导致细菌形态与生长方式的改变:原生动物存在时一些原来悬浮生长的个体细菌采用絮状菌胶团或菌链的方式生长去除原生动物并连续培养几代后这些菌胶团或菌链又以悬浮个体的方式生长由于原生动物对食物的大小具有选择性菌胶团和菌链一般都比原生动物大可以抵制原生动物的捕食是一种有效的捕食防御机制。D纤毛的运动促进营养物质和氧气的扩散:纤毛虫口围盘的纤毛数量多波动快在其周围形成小涡流促进营养物质向细菌表面传递利于代谢废物的传出小涡流还促进了氧气的溶解延长了氧气在曝气池中的滞留时间从而提高氧气的利用效率。③产生絮凝物质促进活性污泥的形成活性污泥颗粒主要是由细菌絮凝而成细菌生长到一定程度后就凝集成絮状物。这种絮状物为原生动物提供了着生的环境反过来絮状物上的原生动物能加速絮凝过程。实验证明小口钟虫、累枝虫和草履虫等纤毛虫能分泌一些粘性多糖使他们能够附着在小的絮凝体上同时促进絮凝体进一步黏附细菌使污泥絮体增大。生产上常常发现在活性污泥培养初期一旦处理系统中出现固着型纤毛虫随后就可看到活性污泥絮体的形成并逐渐增大。④分泌生长因子和降解胞外聚合物刺激细菌生长细菌生长需要维生素和氨基酸等生长因子。有些细菌可自身合成这些因子有些则需要从环境中获得。Mallory等发现鞭毛虫和纤毛虫能分泌生长因子刺激细菌生长。原生动物可以降解细菌的部分胞外聚合物促进矿物质的循环从而促进细菌的生长。原生动物自溶产物和分泌的胞外聚合物也可以促进细菌的生长。生物捕食污泥减量技术是增加活性污泥系统中细菌捕食者的数量,模拟自然生态系统中的食物链原理进行污泥减量的技术,从物质形态来看,是通过微型动物的新陈代谢作用,将污泥中的固态物质转化为气态(主要形式为CO)和液态(主要形式是HO),从而达到减量的目的。以其低能耗、低成本、无二次污染的特点而成为一种理想的生态减量技术。(二)在污泥减量化中的作用何赞等污泥减量化水处理技术的研究进展J中国给水排水,,():摘要:针对污泥处理处置过程中的环境问题和经济问题从基于微生物隐性生长、代谢解偶联、微型动物捕食和维持代谢等方面阐述了污泥减量化水处理技术的的研究进展介绍了相关工艺的原理和特点并指出了其研究的发展方向和应用前景。生物捕食污泥减量工艺具有较好的污泥减量效果但还需要解决下列问题:①鉴于微型动物对环境的敏感性应控制适合微生物生长的环境②由于微生物摄食还会造成氮、磷的释放对氮、磷没有去除作用因此要结合其他方法同时进行脱氮除磷的研究③利用先进的生物技术手段来揭示生物捕食过程中捕食生物和细菌的关系以及基质在生物体内的转化规律④是否有新的物质随出水释放到环境中⑤工艺的持久性即工艺是否运行很长一段时问后仍没有剩余污泥产生。(三)指示生物作用、依据原生动物数量、种类、优势种、个体活性与水质的相关规律。、优越性提问:与水质分析及细菌观察、计数相比好处何在Ⅰ观察测量容易Ⅱ快速预报通常污水处理厂每天都要对本厂的出水进行水质监测若超过国家规定的标准就要及时追查原因以求解决。、普遍规律Ⅰ水质毒物判断如若发现群体的纤毛虫缩成一团钟虫的柄脱落纤毛虫接合生殖(即有性生殖)、或形成孢囊。表明水中?存在有毒物质或其他条件如温度、pH等不适宜。Ⅱ溶解氧判断有些原生动物对水中的溶解氧变化十分敏感。如钟虫细胞前端出现气泡运动迟缓说明水中充氧不足或溶氧过高、过低水质将变坏。反之则表明溶解氧情况适中良好Ⅲ曝气池处理效果的判断、注意应当指出用微型动物作为指示生物使用时都要谨慎因为它们虽然可以直接在显微境下观察但作为指示生物都还没有正确的定型方法目前只能起辅助理化分析的作用。主要缺点:(a)定量化程度不够(b)需要一定的专业知识和经验。第六节病毒和噬菌体(P)病毒的定义:是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。病毒的特点:①形体微小(病毒的大小相差悬殊大的直径超过nm而小的仅nm左右)具有比较原始的生命形态和生命特征缺乏细胞结构②只含一种核酸DNA或RNA依靠自身的核酸进行复制DNA或RNA含有复制、装配子代病毒所必须的遗传信息③缺乏完整的酶和能量系统④在特定活细胞内寄生。