1. 细菌

   1. 水体中细菌类别

细菌是关系到天然水体环境化学性质的最重要生物体。它们结构简单、形体微小，在环境条件下繁殖快分布广。就生态观点看，它们中多数是还原者。由于比表面甚大，从水体摄取化学物质的能力极强，还由于细胞内含有各种酶催化剂，由此引起生物化学反应速度也非常快。

按外型可将细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌等类。它们可能是单细胞或多至几百万个细胞的群合体。图 3-11 所示为单细胞细菌形体的示意图。细胞体表面荚膜层由多糖或多肽类化合物组成，具有保护自身免受其他微生物进攻的作用。在荚膜层上还联结着很多基团（羧基、氨基、羟基等），所以在水体 pH 发生变化时，可能通过这些基团的电离或质子化作用等使细胞体表面带电：

低 pH 条件下 ⁺H3N（+Cell）CO2H （带正电） 中 pH 条件下 ⁺H3N（Cell）COO^- （不带电） 高 pH 条件下 H2N（-Cell）COO^- （带负电）

按营养方式，可将细菌分为自养菌和异养菌两类。自养菌具有将无机碳

化合物转化为有机物的能力，光合细菌（绿硫细菌、紫硫细菌等）和化能合成细菌（硝化菌、铁细菌、氢细菌、硫氧化细菌等）属于此类。大多数细菌属于化能异养型，它们合成有机物的能力弱，需要现成有机物作为自身机体的营养物。异养菌又分为腐生菌和寄生菌。前者包括腐烂菌、放线菌等，它们从死亡的生物机体中摄取营养物；寄生菌则生活在活的机体中，一些病原性细菌属于此类，它们以进入水体的生物排泄物为媒介，传播各类疾病。

按照有机营养物质在氧化过程（即呼吸作用）中所利用的受氢体种类， 还可将细菌分为：①好氧细菌，如醋酸菌、亚硝酸菌等。这类菌体生活在有氧环境中，以氧分子（大气中氧或水体中溶解氧）作为呼吸过程中受氢体；

②厌氧细菌，如油酸菌、甲烷菌等。这类菌体只能在无氧环境中（土壤深处、生物体内）呼吸、生长和繁殖，呼吸过程中以有机物分子本身或 CO2 等作为受氢体；③兼氧细菌，如乳酸菌等。这类细菌兼能在有氧或无氧条件下进行两种不同的呼吸过程。

菌体的主要组成物质是水（约占 80％），其余部分为有机物质和少量无机物质（约分别占 18％和 2％），前者的化学组成可用近似经验式 C5H7O2N

表示，所含无机物质包括磷、铁、硫等化合物。

1. 水体中细菌的生境和分布

水体中细菌的各种生境列于表 3-9 之中。如前已述及，表面飘浮层是水体细菌麇集的地方，实际上在水体中的各种相界面大多是营养物质富集之处，这些界面都可作为微生物很好生长繁殖的生境。

表 3 — 9 微生物在水体中的生境

细菌种群在水体中的层间分布图形可通过计数细菌或测定 ATP 等方法得到，示例性的实测结果如图 3-12 所示。所有生物体进行能量代谢的结果都会产生 ATP，ATP 测定就能提供群体中活的生物有机体的量。测定时，先将水样微生物细胞中 ATP 提取出来，然后测定其含量（具体测定方法和步骤可参见美国公众卫生协会：“水和废水标准检验法”第 15 版中译本 906 页）。