资源与环境微生物学实验教程_杨金水主编_9787030399014

环境安全关乎人类生存与健康，资源与环境微生物学实验也是高校的一门重要专业课程。杨金水主编的这本《资源与环境微生物学实验教程》在科学出版社的组织和中国农业大学的支持下，由多所院校一线教师集体编写而成。全书以微生物在水体、土壤、大气、难降解化合物、环境质量监测及环境领域中的基础理论及实际应用方面的重要作用为主，设置了29个实验，注重实用性和先进性，以拓展学生对微生物学在工、农、环保等领域应用的认识，提高综合能力。
　　《资源与环境微生物学实验教程》可作为农林院校、综合性大学、师范院校的生命科学相关专业、环境科学与工程及其他相关专业的本科生和研究生教材或教学参考书使用，也可供相关专业的教师和研究人员参考。

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　　实验七富营养化湖水中藻类的测定(叶绿素a法)
　　一、实验目的
　　1．了解富营养化产生的原因及评价方法。
　　2．了解影响富营养化程度的主要因素。
　　3．掌握叶绿素a的测定原理及方法。
　　4．学习如何控制富营养化的方法。
　　二、实验原理
　　在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖，这是一种极为缓慢的过程。而人类的活动，破坏了水体的生态平衡，加速了水体富营养化的这种过程。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华，这种现象在海洋中则称为赤潮或红潮(图版3)。
　　湖泊富营养化会破坏生态平衡，引起严重后果。富营养化促进细菌类微生物繁殖，加上大量动植物的呼吸作用，使水体耗氧量大大增加；沉于水底的死亡有机体的厌氧分解促使厌氧菌繁殖，产生有毒气体。这样由富营养化而引起的有机体大量生长又造成相反的结果，藻类、植物及水生动物趋于死亡甚至绝迹，生物多样性降低，水产资源遭到严重破坏，并引起一系列连锁效应，从而影响水资源的利用，给饮用、工农业供水、水产养殖、旅游及水上运输等带来巨大损失，并对人体健康构成危害。此外，富营养化还会增强水体中有机或无机污染物如农药、重金属等非营养物质的地球化学循环，会导致湖泊加速溶解气态的污染物质及增加传染病的发生率。
　　目前，全球水资源面临富营养化问题，并且有加速的趋势。欧洲曾统计了96个湖泊，其中80％，的湖泊不同程度地受到氮、磷的污染，呈现出富营养化状态。而我国湖泊富营养化发展速度也相当快。调查结果表明，富营养化湖泊个数占调查湖泊的比例由20世纪70年代末80年代初的41％发展到20世纪80年代后期的61％．至20世纪90年代后期又上升到77％，并且部分水库也出现不同程度的富营养化。中华人民共和国环境保护部公布的2009年中国环境状况公报显示：26个国控重点湖泊(水库)中，营养状态为重度富营养的1个，占3．8％，中度富营养的2个，占7．7％，轻度富营养的8个，占30．8％。
　　湖泊污染源分为外源和内源，其中外源污染源主要有工业废水、生活污水及其他通过地面径流注入的污染物质，内源污染源指污染底泥、湖泊养殖及湖泊旅游等。国际经济合作与开发组织对水质富营养化开展了一系列的研究工作，最后确定氮、磷等营养物质的输人和富集是水体发生富营养化的最主要原因，大约80％的湖泊富营养化是受磷元素的制约，大约10％的湖泊与氮元素有关，余下10％的湖泊与其他因素有关。利贝格最小定律指出：植物生长取决于外界提供给它的所需养料中数量最少的一种。因此多数学者认为，磷是控制湖泊藻类生长的主要因素，氮其次。美国与加拿大的科学家经过长达37a的湖沼学实验也证实磷是富营养化的限制性因素．得出对内陆湖泊富营养化的治理控磷比控氮更为重要的结论，而环境因素造成的磷浓度的变化会通过藻类生物量表现出来，藻的生物量是表征水体富营养化的指标之一。由此，水体富营养化过程与氮、磷的含量密切相关，一般认为水体形成富营养化的指标是：水体中含氮量大于0．2～0．3mg／L，含磷量大于0．01～0．02mg/L,5d生化需氧量(BOD)大于lOmg／L。在pH7～9的淡水中细菌总数达10个／mL，标志藻类生长的叶绿素a含量大于10ug/l。
　　目前广泛采用的富营养化的评价方法有：特征法、参数法、营养状态指数法、指示生物法、营养度指数法、评分法和神经网络法。特征法是根据湖泊富营养化的生态环境因子特征来评价湖泊营养状态的方法，最早是1937年由日本的吉村提出的。参数法是评价富营养化最常用的方法。参数法是根据湖泊主要的富营养化代表性参数，对这些参数进行大小分级，把湖泊水质划分为贫、中、富等多个营养类别。常用的参数有物理参数(透明度、水色、照度等)、化学参数(溶解氧、N、P、COD等)及生物参数(叶绿素、浮游植物种数、多样性指数等)。
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