6.各种极端环境中的代表微生物有哪些？有哪些已经引起人们的广泛关注？ 极端环境中的代表微生物有以下几种： （1）高温环境中的微生物
（a）极端嗜盐热菌：最适生长温度为65～70℃，最低生长温度在40℃以上，最高生长温度在70℃以上。 （b）兼性嗜热菌：最高生长温度在50～60℃之间，但在室温下仍有生长与繁殖能力，只是生长缓慢。 （c）耐热细菌：最高生长温度在45～50℃之间，在室温中生长较中温性细菌差而较兼性嗜热菌好。 （2）高盐环境中的微生物 （3）高酸、高碱环境中的微生物 （4）高压环境中的微生物
目前，极端嗜盐细菌和嗜盐微藻这两类微生物引起了人们的高度重视。
7.试区别微生物的拮抗关系和互生关系及其在污水生物处理中的应用。
拮抗关系：一种微生物可以产生不利于另一种微生物生存的代谢产物，这些代谢产物能改变微生物的生长环境条件，如改变pH值等，造成某些微生物不适合生长的环境。此外，一种微生物还可以另一种微生物为食料。微生物之间的这种关系称为拮抗或对抗关系。 在污水生物处理系统中，动物性营养的原生动物主要以细菌和真菌为食料，它们能吃掉一部分细菌等微生物和一些有机颗粒，并促使生物的凝聚作用，从而使出水更加澄清。这是由于拮抗作用而产生的有利的一面。但对污水净化起主要作用的是细菌，如果细菌被吃掉过多或活性污泥的结构被破坏过大，就会产生不利影响。
两种不同的生物，当其生活在一起时，可以由一方为另一方提供或创造有利的生活条件，这种关系称为互生关系。
在污水生物处理过程中，普遍存在着互生关系。例如，石油炼油厂的废水中含有硫、硫化氢、氨、酚等。硫化氢对一般微生物是有毒的。但当采用生物法去处理酚时，分解酚的细菌却不会中毒。这一方面是因为分解酚的细菌经过驯化，能耐受一定限度的硫化氢，另一方面因为处理系统中的硫磺细菌能将硫化氢氧化分解成对一般细菌非但无毒，而且是营养元素的硫。
第九章 大型水生植物
1.大型水生植物有哪几种生活类型？各种生活类型的特点是什么？ 大型水生植物可分为四种生活型：挺水、漂浮、浮液根生和沉水。
挺水植物是以根或地下茎生于水体底泥中，植物体上部挺出水面的类群。这类植物体型比较高大，为了支撑上部的植物体，往往具有庞大的根系，并能借助中空的茎或叶柄向根和根状茎输送氧气。常见的种类有芦苇、香蒲等。
漂浮植物指植物体完全漂浮于水面上的植物类群，为了适应水上漂浮生活，它们的根系大多退化成悬垂状，叶或茎具有发达的通气组织，一些种类还发育出专门的贮气结构（如凤眼莲膨大成葫芦状的叶柄），这些为整个植株漂浮在水面上提供了保障。
浮叶根生植物指根或茎扎于底泥中，叶漂浮于水面的类群。这些植物为了适应风浪，通常具有柔韧细长的叶柄或茎，常见的种类有菱、杏菜等。
沉水植物是指之物体完全沉于水气界面以下，根扎于底泥中或漂浮在水中的类群，这类植物是严格意义上完全适应水生的高等植物类群。相比其他类群，由于沉没于水中，阳光的吸收和气体的交换是影响其生长的最大限制因素，其次还有水流的冲击。因此该类植物体的通气组织特别发达，气腔大而多，有利于气体交换；叶片也多细裂成丝状或条带状，以增加吸收阳光的表面积，也减少被水流冲破的风险；植物体呈绿色或褐色，以吸收射入水中较微弱的光线，常见的种类有狐尾藻、眼子菜等。
2.大型水生植物的生态分布特征是什么？
大型水生植物主要生长在水流比较平缓的水体，如湖泊或水流平缓的河湾地带，也有个别种类可以适应瀑布、激流等湍急的水体，如飞瀑草。它们可生长的水深范围约在10m以内，在四种生活型中，挺水植物、浮叶植物和沉水植物在水中的分布主要是受水深的限制，从岸边向深水区分布的位置依次为：挺水-浮叶-沉水。而漂浮植物在水中分布主要是受风浪的影响，通常生长在水面比较平静的湖湾，或由挺水
植物、浮叶植物群落围成的稳定水面中。
3.我国常见的能形成单种群落的代表性挺水植物有哪些？
芦苇、香蒲、菖蒲和菰是在我国南北常见的挺水植物，它们为多年生高大乔草，多以根状茎进行旺盛地营养繁殖，经常在岸边形成密集的单种群落，构成挺水植物带。
4.我国常见的能形成水生植物带的代表性植物有哪些？
常见的能形成水生植物带的代表性植物，在挺水植物中有芦苇、香蒲、菖蒲和菰等，它们经常在岸边形成密集的单种群落，构成挺水植物带；在浮叶根生植物中有菱、杏菜、金银莲花等，在春天时萌发，往往可在池塘、湖泊挺水植物带的远岸一侧形成成片的浮叶根生植物带；在漂浮植物中有凤眼莲、浮萍和满江红等，在春夏季，它们的快速生长往往可以完全覆盖一些静水水体的水面，在水面形成密集的\绿色垫层\；在沉水植物中有黑藻、金鱼藻、苦菜和狐尾藻等，它们茂盛生长时，密集的枝叶叶在水下形成\水下森林\或\水底草坪\的景观。
5.我国常见的漂浮植物有哪些？它们各有什么样的特点？ 我国常见的漂浮植物有凤眼莲、浮萍和满江红三种。
凤眼莲果实成熟后掉落水底，来年种子可萌发生长。其无性繁殖能力也非常强，生长季节可考腋芽几天内发育出新植株来扩大种群，是公认的生长最快的植物之一。凤眼莲喜欢生长在温暖向阳及富含养分的水域中，在25～35℃下生长最快，每年的九、十月份是生长旺季。 浮萍主要是通过类似于酵母出芽生殖的营养繁殖方式产生后代和扩大种群。由于个体较小，对水的波动非常敏感，水面的水平流速超过0.1m/s时，浮萍在水面上形成的垫层就能被搅动吹散，因此浮萍多生长于水流相对平缓的沟渠、湖湾处。
满江红通常横卧于水面上，茎比较短小并有数个分枝，叶极小，长1mm，上面红紫色或蓝绿色，无叶柄，每个叶片分裂成上下重叠的2个裂片，裂隙中有固氮蓝藻共生其中，可将空气中氮气固定成可利用的氮肥，因此常被有目的地栽培在水池或稻田中起固氮增肥作用。
6.我国常见的沉水植物有哪些？它们各有什么样的特点？ 黑藻、金鱼藻、苦草和狐尾藻是在我国常见的沉水植物种类。
黑藻主要靠分枝进行营养繁殖扩大种群，常见于静水中，不耐水流冲击。
金鱼藻与黑藻相似，主澳靠分枝进行营养繁殖扩大种群，常见于静水中，茎叶易受水流冲击而折断。 苦草具有一定的抗水流冲击能力，可在流水中生长。 狐尾藻多生于静水中。
第十章 微生物对污染物的分解与转化
1.根据分解程度，有机物的生物分解有哪几种类型？各种类型的特点分别是什么？
根据生物分解的程度和最终产物的不同，有机物的生物分解可分为生物去除（表观分解）、初级分解、环境可接收的分解和完全分解（矿化）等不同的类型。各类生物分解的特点如下： 生物分解类型 特点 分解对象有机物的分析方法
生物去除 由于微生物细胞、活性污泥等的吸附作用使化学物质浓度降低的一种现象。这里所说的\生物去除\不是真正意义上的分解，而是一种表观现象，也可称为\表观生物分解\。 各种色谱分析 有机碳分析
初级分解 在分解过程中，化学物质的分子结构发生变化，从而失去原化学物质特征的分解 各种色谱分析 官能团分析 毒性测试
环境可接收的分解 经过生物分解，化学物质的物理化学性质和毒性达到环境安全要求的程度 各种色谱分析 官能团分析
毒性测试
完全分解 有机化合物被分解成稳定无机物（CO2、H2O等）的分解 总有机碳分析 产生的CO2分析
2.试比较有机物的好氧分解和厌氧分解各有什么特点？两者有何不同？
有机物的好氧生物分解是在有氧的条件下，借好氧微生物的作用来进行的。有机物的厌氧生物分解是在无氧条件下，借厌氧微生物，主要是厌氧菌（包括兼性菌）的作用来进行的。与厌氧生物分解相比，有机物的好氧分解往往具有分解速率快、分解程度彻底、能量利用率高、转化为细胞的比例大（即细胞转化率高）等特点。
3.有机物生物分解性试验的意义何在？简要概述生物分解性试验的方法体系？
不同的化合物，具有不同的分子结构和物理化学性质，同时也具有不同的生物分解性。正确评价有机物的生物分解难易程度，即生物分解性，对于评价有机污染物在环境中的迁移转化规律及其生态与健康风险，预测其在污水生物处理和生物净化装置中的去除效果等都具有重要的意义。
生物分解性试验分为\生物分解潜能试验\和\生物分解模拟试验\两大类。 （1） 生物分解潜能试验
生物分解潜能试验的主要目的是评价有机物是否具有被生物分解的潜在性。根据评价目的的不同，生物分解潜能性试验又分为易生物分解试验和本质性分解试验。 （a） 易生物分解试验
易生物分解试验的目的是评价有机物是否很容易地被生物完全分解，一般在不利于生物分解地条件下进行。试验通常以受试化合物作为唯一碳源，接种地微生物浓度较低，利用总有机碳分析等非特异性方法进行分解对象物质地分析。 （b） 本质性生物分解试验
本质性生物分解试验地目的是评价有机物是否具有被生物分解的性质。试验通常在最有利于受试化合物分解的条件下进行。 （2） 生物分解模拟试验
生物分解模拟试验的目的是评价有机物在特定的环境条件下，如污水生物处理系统、河流、湖泊、河口、海洋和土壤中的生物分解性。
4.有机物生物分解性试验的一般步骤是什么？
5.有机物的生物分解性与其分子结构之间一般有何关系？ 有机物的生物分解性与其分子结构有密切的关系，其规律如下：
（1） 增加A类取代基（即异源基团）一般分解性变差，增加B类取代基，有时可以增加生物分解性。能使生物分解性降低的基团称异源基团。
A类取代基：-Cl，-NO2,-SO3H,-Br,-CN,-CF3,-CH3,-NH2 B类取代基：-NH2,-OCH3,-OH,-COH,-C-O- （2） 异源基团数目增加，生物分解性越差。 （3） 异源基团的位置对生物分解性产生显著影响。 （4） 甲基分支越多，生物分解性越差。
（5） 对于脂肪族化合物，其分子量越大越不易生物分解。 （6） 芳香族化合物的生物分解性一般低于小分子的脂肪族化合物。 （7） 对于复环芳烃，其苯环越多越难生物分解。
（8） 好氧条件下的分解规律与厌氧条件下的分解规律有时不同。
6. 概述微生物在碳循环中的作用。
有机物中的碳由于微生物的呼吸作用先被氧化分解成二氧化碳，然后通过光合作用成武植物性蛋白质，碳水化合物和脂肪。动物吃了植物产生动物性蛋白质、碳水化合物和脂肪。动物的排泄物又分解产生二氧化碳。动植物通过呼吸也都产生二氧化碳，而它们死亡后的残体又都是有机性物质。这些物质又开始分解，如此进入了第二次循环。
7. 概述微生物在氮循环中的作用。
有机物中的氮在微生物作用下先被转化成氨，氨被氧化成为亚硝酸盐及硝酸盐。氨和硝酸盐可被植物吸收变成植物性蛋白质。动物吃了植物产生动物性蛋白质，而动物的排泄物又能被分解氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸盐。动植物死亡后的残体又都是有机性物质。由于反硝化作用硝酸盐又可转化成亚硝酸盐和自由氮，而自由氮在氮固定作用下又可产生植物性蛋白质。
8.试简单说明下列各种微生物作用：
（1）氨化作用 （2）硝化作用 （3）硫化作用 （4）反硫化作用 （1）氨化作用：由有机氮化物转化为氨态氮的过程。 （2）硝化作用：由氨氧化成硝酸的过程。 （3）硫化作用：将硫化氢氧化成单质硫的过程。
（4）反硫化作用：在缺氧及有机物存在条件下，将硫酸盐转化成硫化氢的过程。
9.什么叫生物浓缩、生物积累和生物放大？
生物浓缩：当吸收速率大于体内分解速率与排泄速率之和时，化学物质就会在体内积累，这种现象称\生物浓缩\作用。 生物积累：指同一生物个体在不同的生长发育阶段，生物浓缩系数不断增加的现象。
生物放大：指生态系统中，某种化学物质的生物浓缩系数在同一食物链上，由低位营养级生物到高位营养级生物逐级增大的现象。
10.试分析微生物的污染物吸附作用对污水生物处理会产生什么样的影响（或效果）。
有机颗粒和胶体物质的生物吸附是一个快速的物理过程。基于这种快速生物吸附现象开发出了一种新型污水生物处理工艺：A-B工艺。微生物细胞对溶解性污染物，特别是对疏水性有机污染物的吸附作用是污水生物处理系统中微量有机污染物去除的重要机理。但被吸附去除的有机物将积累在剩余污泥中，从而引起二次污染。在污水处理过程中，污水中的重金属离子由于微生物细胞的吸附作用被浓缩到活性污泥，从而会影响活性污泥的资源化利用，特别是堆肥利用。
第十一章 污水生物处理系统中的主要微生物
1.污水生物处理系统中的微生物有什么基本特点？为什么说它们包含了一个完整的生态系统？
各类处理系统中得微生物皆为混合培养微生物系统。从生态学得角度看，生物处理构筑物中包含个完整的生态系统。各类生物构成一个食物网。可以画成一个食物金字塔。在这种食物网金字塔中具有不同层次的营养水平。
2.原生动物在污水活性污泥法处理系统中的作用是什么？
原生动物可以明显改善出水水质。利用污泥状态和出水水质与微生物种类的连带关系，还可用原生动物来指示活性污泥处理厂出水水质。
3.活性污泥系统和生物膜系统中的微生物群落有何不同？
活性污泥提供了纯水生生物的生长环境，而生物滤池中的生物生境既有水生的也有陆生生物的生长环境；既有水生的微生物，又有陆生的驯养动物。生物滤池的食物链比活性污泥的多几种营养水平。
4.活性污泥法处理系统运行中经常遇到的由微生物引起的主要问题有哪些？这些问题各有什么样的特征？
活性污泥在运行中最常见的故障是在二次沉淀池中泥水的分离问题。造成污泥沉降问题的原因是污泥膨胀、不絮凝、微小絮体、起泡沫和反硝化。
（1）丝状菌引起的污泥膨胀
丝状菌在絮体中大量生长以致影响沉降。 （2）非丝状菌引起的污泥膨胀
与散凝作用有关，当游离细菌产生菌胶团基质时，就会导致污泥膨胀，通常称这种膨胀为菌胶团膨胀或黏性膨胀。 （3）不凝聚
时一种微结构絮体造成的现象。这是因为絮体变得不稳定而碎裂，或者过度曝气形成的紊流将絮体剪成碎块而造成的运行问题。也可能是细菌不能凝聚成絮体，微生物成为游离个体或非常小的丛生块。 （4）微小絮体
含微小絮体的污泥不会在出水中形成高浓度，因为其颗粒比不凝聚污泥要大得多。 （5）起泡沫
自从使用了不降解的\硬\洗涤剂以来，常常在曝气池中出现很厚的白色泡沫。微生物造成的泡沫是另外一种很密实的、棕色的泡沫，有时在曝气池中出现。
5.试简单讨论活性污泥膨胀的主要控制方法。
（1）控制污泥负荷 为防止膨胀，应经常将污泥负荷率控制在正常负荷范围内。
（2）控制营养比例 一般曝气池正常的碳（以BOD5表示），氮和磷的比例为BOD:N:P=100:5:1。 （3）控制DO浓度 为防止丝状微生物的猛增，一般应将池中DO控制在2.0mg/L以上。 （4）加氯、臭氧或过氧化氢 这些化学剂是用于有选择地控制丝状微生物地过量生长。
（5）投加混凝剂 可投加石灰、三氯化铁或高分子絮凝剂以改善污泥的絮凝，同时也会增加絮体的强度。
6.参与厌氧生物处理的微生物有哪几种？它们各有什么样的特点？
厌氧生物处理中有各种微生物参与，一般分为两大类：不产甲烷微生物和产甲烷微生物。 （1）不产甲烷微生物
包括厌氧菌和兼性厌氧菌，其种类及数量随发酵原料和发酵工艺而定。常见的不产甲烷细菌可分为发酵细菌、产氢产乙酸细菌和同型产乙酸细菌群三类。 （2）产甲烷细菌
是一大群在严格厌氧条件下产生甲烷的菌，对温度和pH很敏感，一般的产甲烷细菌都是中温性的、最适宜的温度在25～40℃之间，高温性产甲烷细菌的适宜温度则在50～60℃之间。产甲烷细菌生长最适宜的pH范围约在6.8～7.2之间。如pH值低于6或高于8，细菌的生长繁殖将受到极大影响。
7.生物脱氮的基本原理是什么？简述影响硝化和反硝化的主要因素。
生物脱氮的基本原理是有机氮经微生物降解为无机的NH3，在好氧条件下NH3会被亚硝酸菌和硝酸菌氧化称亚硝酸盐和硝酸盐，之后反硝化细菌将NO2-和NO3-转化为N2。
影响污水处理系统中硝化过程的主要因素有以下几点：
（1）污泥龄 硝化菌数量及硝化速率是生物脱氮处理的关键制约因素，因此应注意增加污泥龄。 （2）溶解氧 DO对硝化菌的生长及活性都有显著的影响。 （3）温度 温度对硝化活性有重要的影响。
（4）pH 氨氧化菌的最适pH范围为7.0～7.8，而亚硝酸氧化菌的最适pH范围为7.7～8.1。pH值过高或过低都会抑制硝化活性。 （5）营养物质 污水水质，特别是C/N比影响活性污泥中硝化细菌所占的比例。
（6）毒物 硝化菌对毒物的敏感度大于一般细菌，大多数重金属和有机物对硝化菌具有抑制作用。