環(huán)境安全關(guān)乎人類生存與健康，資源與環(huán)境微生 物學實驗也是高校的一門重要專業(yè)課程。楊金水主編 的這本《資源與環(huán)境微生物學實驗教程》在科學出版 社的組織和中國農(nóng)業(yè)大學的支持下，由多所院校一線 教師集體編寫而成。全書以微生物在水體、土壤、大 氣、難降解化合物、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測及環(huán)境領(lǐng)域中的基 礎(chǔ)理論及實際應用方面的重要作用為主，設(shè)置了29個 實驗，注重實用性和先進性，以拓展學生對微生物學 在工、農(nóng)、環(huán)保等領(lǐng)域應用的認識，提高綜合能力。
《資源與環(huán)境微生物學實驗教程》可作為農(nóng)林院 校、綜合性大學、師范院校的生命科學相關(guān)專業(yè)、環(huán) 境科學與工程及其他相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生教材 或教學參考書使用，也可供相關(guān)專業(yè)的教師和研究人 員參考。
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楊金水主編的這本《資源與環(huán)境微生物學實驗教程》針對微生物在水體、土壤、大氣、難降解化合物、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測及環(huán)境領(lǐng)域中的基礎(chǔ)理論及實際應用方面的重要作用，分別設(shè)置了水中細菌學檢測，環(huán)境水體中傷寒沙門菌的定量PCR檢測，噬菌體的分離、純化及效價測定，水中生化需氧量的測定，強化生物除磷技術(shù)，微生物脫氮技術(shù)，富營養(yǎng)化湖水中藻類的測定（葉綠素α法)，水體沉積物中DNA的提取，活性污泥的培養(yǎng)及曝氣生物濾池對污水的生物處理，厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)及升流式厭氧污泥床對污水的生物處理，土壤微生物生物量的測定，土壤呼吸強度的測定，土壤脲酶活性測定，變性梯度凝膠電泳技術(shù)分析土壤中微生物的多樣性，限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)分析土壤中微生物的多樣性，空氣中微生物數(shù)量的檢測等29個實驗，以擴展學生對微生物在工、農(nóng)、環(huán)保等領(lǐng)域應用的認識，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決實際環(huán)境及生物技術(shù)相關(guān)問題的能力，促進學生知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
實驗七富營養(yǎng)化湖水中藻類的測定(葉綠素a法)
一、實驗目的
1．了解富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因及評價方法。
2．了解影響富營養(yǎng)化程度的主要因素。
3．掌握葉綠素a的測定原理及方法。
4．學習如何控制富營養(yǎng)化的方法。
二、實驗原理
在自然條件下，隨著河流夾帶沖擊物和水生生物殘骸在湖底的不斷沉降淤積，湖泊會從平營養(yǎng)湖過渡為富營養(yǎng)湖，這是一種極為緩慢的過程。而人類的活動，破壞了水體的生態(tài)平衡，加速了水體富營養(yǎng)化的這種過程。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時，浮游藻類大量繁殖，形成水華，這種現(xiàn)象在海洋中則稱為赤潮或紅潮(圖版3)。
湖泊富營養(yǎng)化會破壞生態(tài)平衡，引起嚴重后果。富營養(yǎng)化促進細菌類微生物繁殖，加上大量動植物的呼吸作用，使水體耗氧量大大增加；沉于水底的死亡有機體的厭氧分解促使厭氧菌繁殖，產(chǎn)生有毒氣體。這樣由富營養(yǎng)化而引起的有機體大量生長又造成相反的結(jié)果，藻類、植物及水生動物趨于死亡甚至絕跡，生物多樣性降低，水產(chǎn)資源遭到嚴重破壞，并引起一系列連鎖效應，從而影響水資源的利用，給飲用、工農(nóng)業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游及水上運輸?shù)葞砭薮髶p失，并對人體健康構(gòu)成危害。此外，富營養(yǎng)化還會增強水體中有機或無機污染物如農(nóng)藥、重金屬等非營養(yǎng)物質(zhì)的地球化學循環(huán)，會導致湖泊加速溶解氣態(tài)的污染物質(zhì)及增加傳染病的發(fā)生率。
目前，全球水資源面臨富營養(yǎng)化問題，并且有加速的趨勢。歐洲曾統(tǒng)計了96個湖泊，其中80％，的湖泊不同程度地受到氮、磷的污染，呈現(xiàn)出富營養(yǎng)化狀態(tài)。而我國湖泊富營養(yǎng)化發(fā)展速度也相當快。調(diào)查結(jié)果表明，富營養(yǎng)化湖泊個數(shù)占調(diào)查湖泊的比例由20世紀70年代末80年代初的41％發(fā)展到20世紀80年代后期的61％．至20世紀90年代后期又上升到77％，并且部分水庫也出現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化。中華人民共和國環(huán)境保護部公布的2009年中國環(huán)境狀況公報顯示：26個國控重點湖泊(水庫)中，營養(yǎng)狀態(tài)為重度富營養(yǎng)的1個，占3．8％，中度富營養(yǎng)的2個，占7．7％，輕度富營養(yǎng)的8個，占30．8％。
湖泊污染源分為外源和內(nèi)源，其中外源污染源主要有工業(yè)廢水、生活污水及其他通過地面徑流注入的污染物質(zhì)，內(nèi)源污染源指污染底泥、湖泊養(yǎng)殖及湖泊旅游等。國際經(jīng)濟合作與開發(fā)組織對水質(zhì)富營養(yǎng)化開展了一系列的研究工作，最后確定氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的輸人和富集是水體發(fā)生富營養(yǎng)化的最主要原因，大約80％的湖泊富營養(yǎng)化是受磷元素的制約，大約10％的湖泊與氮元素有關(guān)，余下10％的湖泊與其他因素有關(guān)。利貝格最小定律指出：植物生長取決于外界提供給它的所需養(yǎng)料中數(shù)量最少的一種。因此多數(shù)學者認為，磷是控制湖泊藻類生長的主要因素，氮其次。美國與加拿大的科學家經(jīng)過長達37a的湖沼學實驗也證實磷是富營養(yǎng)化的限制性因素．得出對內(nèi)陸湖泊富營養(yǎng)化的治理控磷比控氮更為重要的結(jié)論，而環(huán)境因素造成的磷濃度的變化會通過藻類生物量表現(xiàn)出來，藻的生物量是表征水體富營養(yǎng)化的指標之一。由此，水體富營養(yǎng)化過程與氮、磷的含量密切相關(guān)，一般認為水體形成富營養(yǎng)化的指標是：水體中含氮量大于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的淡水中細菌總數(shù)達10個／mL，標志藻類生長的葉綠素a含量大于10ug/l。
目前廣泛采用的富營養(yǎng)化的評價方法有：特征法、參數(shù)法、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、指示生物法、營養(yǎng)度指數(shù)法、評分法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。特征法是根據(jù)湖泊富營養(yǎng)化的生態(tài)環(huán)境因子特征來評價湖泊營養(yǎng)狀態(tài)的方法，最早是1937年由日本的吉村提出的。參數(shù)法是評價富營養(yǎng)化最常用的方法。參數(shù)法是根據(jù)湖泊主要的富營養(yǎng)化代表性參數(shù)，對這些參數(shù)進行大小分級，把湖泊水質(zhì)劃分為貧、中、富等多個營養(yǎng)類別。常用的參數(shù)有物理參數(shù)(透明度、水色、照度等)、化學參數(shù)(溶解氧、N、P、COD等)及生物參數(shù)(葉綠素、浮游植物種數(shù)、多樣性指數(shù)等)。
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