70
จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology) ศรีกาญจนา คล้ายเรือง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จ.เชียงใหม่

จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลชววทยาสงแวดลอม

(Environmental microbiology)

ศรกาญจนา คลายเรอง

คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยแมโจ จ.เชยงใหม

Page 2: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• จลชววทยาทางอากาศ

• จลชววทยาทางดน

• จลชววทยาทางน า

Page 3: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลชววทยาทางอากาศ

• องคประกอบของอากาศ

– กาซ : N2 (78%), O

2 (21%), CO

2, H

2

– ไอน า

– ฝน

• จลนทรยจะอยในฝน และละอองน าในอากาศ

• โดยทวไปจะเจรญในอากาศ แตสามารถทนและมชวตรอดอยได แตท งน ข นอย

กบสงแวดลอม

Page 4: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• “Airborne bacteria”

– Aerosols จากสตว คน และน า

– กลมแบคทเรยทสาคญ

• Gram +ve rods & cocci

• โคโลนมส: micrococci และ corynebacteria

• โคโลนสสขาว ถงครม: Bacillus

• actinomycetes : Streptomyces

Page 5: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การแพรกระจายของแบคทเรยในอากาศ

ชนดของแบคทเรย ปรมาณ (%)

Gram-positive pleomorphic rods 20

Gram-negative rods 5

Endospore former 35

Gram positive cocci 40

Page 6: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• “Airborne fungi”

– Spore ของเช อราจะอยในฝนละออง ซงจะทนทานตอความแหงแลง

– สปอรของ Aspergillus และ Penicillium (unwettable spores) : food

spoilage

– Fusarium : wettable spores : อยในละอองน าเลกๆ ได และยงเปนเช อ

กอโรคพช

– Cladosporium : air spora: black colonies และสามารถเจรญใน

อณหภมตเยนได

Page 7: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การแพรกระจายของเช อราในอากาศ

ชนดของเช อรา ปรมาณ (%)

Cladosporium 80

Alternaria 5

Penicillium 2

อนๆ (Aspergillus, Geotrichum,

Fusarium, Trichoderma เปนตน)

13

Cladosporium AlternariaFusarium

Page 8: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การอยของจลนทรยในอากาศ

• จลนทรยในอากาศจะไมสามารถเจรญ หรอเพมจานวน แตจะอาศยอย

กบอนภาค

– Droplet nuclei : อนภาคของละอองเสมหะทเกดจากการไอ จาม และการ

พดคย

– Dust particle : อนภาคของฝนละอองทเกดจากแรงลม หรอการกระทา

ของมนษย

Page 9: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

แหลงทมาของจลนทรยในอากาศ

• ดน พ นทเกษตรกรรม ระบบบาบดน าเสย

• รางกายของคน และสตวทเกดจากกจกรรมตางๆ

• ผวน า

Page 10: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

ระยะเวลาการอยในอากาศของเช อจลนทรย

• ขนาดของฝนละอองทเปนทยดเกาะของจลนทรย

• สภาพของดนฟาอากาศ

– ปรมาณน าในอากาศ

– แสง

– อณหภม

• ชนดของจลนทรย : สงผลถงความทนทานในสงแวดลอม

Page 11: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

บทบาทของจลนทรยในอากาศ

• เกดการปนเปอนของจลนทรยในอาหาร อปกรณ เครองใช

• เกดโรคทางเดนหายใจ

• เปนจลนทรยททาใหเกดการหมกอาหาร ไดผลตภณฑอาหารตางๆ เชน แหนม

ผกดอง

Page 12: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การตรวจเช อจลนทรยในอากาศ

• Passive air sampling : การวางจานเพาะเช อ (Settle plate sampling)

– เปนการวางจานอาหารเพาะเช อจลนทรยทตองการตรวจสอบ ตามระยะเวลา

ทกาหนด ต งแตประมาณ 15 นาท ถง 4 ชวโมง ข นกบความหนาแนนของ

เช อจลนทรยทคาดวาจะม

– นาไปบมทอณหภมทเหมาะสมกอนการนามาตรวจนบปรมาณ

• Bacteria : 48 hours at 30-35 C

• Fungi: 72 hours at 20-25C

– การรายงานผลมกรายงานเปน CFU ตอเวลาทเกบ

Page 13: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• Active air sampling : Volumetric air sampler

– เปนการตรวจปรมาณเช อจลนทรย โดยใชเครองมอเกบตวอยางอากาศททราบ

ปรมาณอากาศทแนนอน ใชอากาศผานเขาไปยงอาหารเล ยงเช อ

– เครองมอ:

• Inertial impaction samplers

–Air Inertial impactors slit or hole accelerate

(20~30m/s)

• Centrifugal air samplers

–Air rotating vane centrifugal force agar surface

impaction samplers Centrifugal air samplers

Page 14: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การควบคมจลนทรยในอากาศ

• การใชสารเคม

– ใชสารเคมทระเหยได เชน formaldehyde, glutaraldehyde, propylene

glycol, triethylene glycol

• การใชรงส

– โดยทวไปใช UV ทมคความยาวคลน 260-270 nm มฤทธในการทาลายเช อโดย

การทาลาย nucleic acid

• การใชโอโซน

– เปน oxidizing agent ทมประสทธภาพสงในการทาลายเซลล เนองจากการทา

ปฏกรยากบเยอหมเซลล แบะเกดปฏกรยาตอเนอง

• การใชวธการทางกายภาพ

– เชดถ หรอดดฝน

Page 15: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลชววทยาทางดน

• ธรรมชาตของดน

• ดนวสดธรรมชาตทเกดข นจากการผพงสลายตวของหนและแร ซงสวนหนง

เปนผลจากกจกรรมของจลนทรย

• 1 กรมของดนจะมเช อจลนทรย > 108 แตมเพยง 1% เทาน นทเพาะเล ยง

ข น

• บทบาททสาคญของจลนทรยในดนคอเกยวของกบการเปลยนแปลงสาร

ในวฏจกรของสาร (biogeochemical cycle) : C, N, S, P

Page 16: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การกระจายตวของสารอาหาร และเช อจลนทรยในดน

: เช อจลนทรยจะมความหนาแนนบนผวหนาดน 2-3 cm และจะมปรมาณลดลง

เมอลกลงไปใตดน

ผวดน

ดนช นกลาง

หนพ น

สารอนทรย สารอาหาร ปรมาณเช อจลนทรย

ลดลงตามความลก

ลดลงตามความลกแตยงมในช นหนพ น

Page 17: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

ปจจยทมผลตอจลนทรยทพบในดน

•ปรมาณความช น Moisture content

•ดนทมความช นจะสงเสรมการเจรญของเช อจลนทรย

• ปรมาณออกซเจน

–ดนทมความช นจะมปรมาณออกซเจนนอยกวาดนทแหง

• pH

• ดนทมความเปนกรดสงจะพบเช อรามากกวาแบคทเรย

• อณหภม

– จลนทรยในดนสวนใหญเปน mesophiles

• สารอาหาร

– ปรมาณเช อจะมาก เมอมสารอาหารในปรมาณมาก

Page 18: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลนทรยทพบในดน

• แบคทเรย

– เปนจลนทรยทพบมากทสดท งในแงชนด และปรมาณ

– พบท ง autotroph และ heterotroph

– เช อแบคทเรยทพบมากในดน: Agrobacterium, Bacillus, Clostridium,

Flavobacterium, Pseudomonas, Sarcina, Xanthomonas และ

Rhizobium เปนตน

– บทบาทของแบคทเรย

• เกยวของกบวฏจกรของธาตอาหารในดน

• ทาใหเกดโรคกบคน สตว และพช

• ผลตสารปฏชวนะ

Page 19: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• ฟงไจ

– เจรญไดดทผวหนาดน เพราะตองการออกซเจนในการเจรญ

– พบไดท ง ยสต รา และเหด

– เชน Mucor, Cladosporium, Fusarium

– บทบาทของฟงไจในดน :

• ยอยสลายสารอนทรย

• เสนใยทาใหสามารถยดดนไวเปนกลมกอน

Page 20: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• สาหราย และโปรโตซว

– ชวยเพมสารอนทรยจากการสงเคราะหแสง จากการสงเคราะหแสง การตรง

กาซไนโตรเจน

– สรางสารเมอก ทาใหดนเกาะตว และอมน าไดดข น

– ชวยรกษาสมดล โดยการกนแบคทเรย

• ไวรส

– ไวรสทกอโรคกบพช สตว และแบคทเรย

– มบทบาทในการควบคมแบคทเรย เพอรกษาสมดล

Page 21: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

สรปบทบาทสาคญของจลนทรยในดน

• การทาใหเกด “ฮวมส (humus)” ซงเกดจากการยอยสลายสารอนทรยในดนทา

ใหดนมสดา

• ความสาคญของฮวมส

– เปนแหลงอาหารของพช

– ทาใหดนมคณภาพด เหมาะสมสาหรบการเพาะปลก

– ทาหนาทเปน buffer

– ชวยใหดนอมน าไดด

– ชวยเพมแรธาตตางๆ ในดน

Page 22: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• สงมชวตทกชนดตองการธาตคารบอน (C) เพราะเปนธาตหลกใน

สารประกอบอนทรยทกชนด

• คารบอนหมนเวยนระหวางสงมชวตและสงไมมชวตในรปของ CO2

• ในบรรยากาศซงมอยประมาณรอยละ 0.04 และในน าซงอยในรปของ

CO2 อสระ หรอรป Na

2CO

3

Page 23: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Autotroph โดยเฉพาะ photoautotroph ไดแก พช สาหราย และ cyanobacteria

จะรดวส CO2กลายเปนสารประกอบอนทรย เชน ในพชจะเปลยนเปน cellulose

Page 24: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Chemoheterotroph เชน สตว และ protozoa กน autotroph และถกกนตอโดย

สตวอนผานหวงโซอาหาร ถกสลายผานกระบวนการ respiration ได CO2

Page 25: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

เมอสตว หรอพชตายลง จะถกยอยสลายโดยแบคทเรย และฟงไจ โดยกระบวนการ

respiration หรอ fermentation และมการปลดปลอย CO2 ออกมา และอกสวนหนงเกด

การทบถมกนเปนเวลานาน กลายเปน fossil ถานหน น ามนและกาซ

สดทาย เมอมการนา fossil และ petroleum ไปใชเปนเช อเพลง การเผาไหม จะม

ปลดปลอย CO2 ออกมา ในบรรยากาศ

Page 26: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

อะตอมของคารบอนในสงแวดลอมจะพบในรปของ Carbon dioxide (CO2) ,

Carbonic acid ( HCO3−) , Carbonate rocks (CaCO

3) ในซากสงมชวตตางๆ

Page 27: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

วฏจกรไนโตรเจน (Nitrogen Cycle)

• สงมชวตตองการ N สาหรบการสงเคราะห protein, nucleic acid และสารชว

โมเลกลอนๆ ทม N เปนองคประกอบ N ถอวาเปน limiting nutrient ในดน

และน า

• ในบรรยากาศมกาซ N2 78% แตสงมชวตไมสามารถนามาใชไดโดยตรง แต

จะใชไดเมออยในสภาพของสารประกอบ ammonia, nitrite และ nitrate ดงน น

N2 ในบรรยากาศ จงตองเปลยนรปใหอยในสภาพทสงมชวตสวนใหญจะใชได

• ปฏกรยาทเกยวของกบวฏจกรไนโตรเจน

– Ammonification

– Nitrification

– Denitrification

– Nitrogen fixation

Page 28: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

วฏจกรไนโตรเจน (Nitrogen Cycle)

Page 29: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Ammonification: เปนการเปลยนสารประกอบไนโตรเจนไปเปนแอมโมเนย

สงมชวตทมบทบาทจะเปนกลมของผยอยสลาย (Decomposers) : ไสเดอน

ปลวก หอย แบคทเรย และเช อรา

Page 30: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Ammonification

• โดยจลนทรยจะมการปลอย extracellular enzymes ออกมายอยสลาย ไดแก

กลมของ proteases, lysozymes และ nucleases เพอสลายสารประกอบ

ไนโตรเจน

Microbial decomposition

• Protein amino acid

Microbial ammonification

• Amino acid ammonia (NH3)

• NH3มสถานะกาซ จะระเหยไปอยางเรวในดนแหง และจะละลายในน าในดนทม

ความช น อยในรปของ ammonium ion (NH4+) และจะเกดอยางรวดเรวท pH

นอยกวา 7.5

• NH3+ H

2O NH

4+OH NH

4+ + OH-

Page 31: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Nitrification: เปนปฏกรยาการเปลยนแอมโมเนยมอออนใหกลายเปนไนเตรต (NO3-)

จลนทรยทมบทบาทคอ : autotrophic nitrifying bacteria

Page 32: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Nitrification

• เปนปฏกรยาทใชออกซเจน ประกอบดวย 2 ข นตอนคอ

• ข นตอนท 1 เช อแบคทเรยทบทบาทคอ Nitrosomonas และ Nitrosococcus

2 NH4+ + 3O

2 2NO

2- +2H

2O+ 4 H+

• ข นตอนท 2 เช อแบคทเรยทบทบาทคอ Nitrobacter

2NO2- + O

2 2 NO

3-

• พชจะใช NO3- เปนแหลงของ N ในการสงเคราะห protein เพราะ NO

3- จะ

เคลอนยายในดน และสามารถเขาสรากพชไดดกวา NH4+

• เพราะ NH4+ ซงมประจบวกจะจบดนซงมประจลบ

• ปฏกรยา nitrification จะเกดไดดท pH 6.6-8.0 และถา pH นอยกวา 6.0

อตราการเกดปฏกรยาจะลดลง และจะถกยบย งท pH 4.5

Page 33: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Denitrification: เปนการเปลยนไนเตรต กลบไปเปนกาซไนโตรเจนในบรรยากาศ เปน

ปฏกรยาทไมใชออกซเจน

Page 34: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Denitrification

• NO3- ทาหนาทเปน electron acceptor ผลผลตของปฏกรยาคอ N

2และ

nitrous oxide (N2O) : anaerobic respiration

• จะเกดในดนทมน าขง ปรมาณออกซเจนนอย

• NO3-NO

2- N

2O N

2

• โดยแบคทเรยในกลมของ denitrifying bacteria เชน Pseudomonas

denitrificans

Page 35: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การตรงกาซไนโตรเจน (Nitrogen Fixation)

• จลนทรยบางชนดโดยเฉพาะพวก prokaryotes สามารถทจะตรงกาซไนโตรเจน

จากบรรยากาศ กลายเปนแอมโมเนยดงปฏกรยาตอไปน

N2 + 8H+ + 8e- + 16 ATP = 2NH

3+ H

2 + 16ADP + 16 Pi

• โดยกลมของจลนทรยเหลาน ไดแก

1) แบคทเรย เชน Azotobacter, Clostridium, Rhizobium, Burkhoderia

2) แอคตโนมยซท คอ Frankia

3) Cyanobacteria เชน Anabaena

• มปจจยทสาคญ ไดแก เอนไซม nitrogenase ซงเปนเอนไซมทถกยบย งโดย

ออกซเจน และ แอมโมเนย (end product) โดยแอมโมเนยทเกดข นจะถก

นาไปใชเปนสวนหนงของสารอนทรยคอ amine ซงเปน N-atom ในโมเลกลของ

โปรตน nucleic acid และสารชวโมเลกลอนๆ

Page 36: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• Aerobic species

– Azotobacter

– Beijerinkia

• Anaerobic species

– Clostridium

• Cyanobacteria

– เอนไซม nitrogenase จะอยในโครงสรางพเศษเพอสรางสภาวะ anaerobic

condition ทเรยกวา heterocyst

Page 37: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• Rhizobium และ Bradyrhizobium

• พชตระกลถว

• มการสรางปมราก (root nodule)

• พชใหสรางอาหารกบแบคทเรย และสรางสภาวะไรออกซเจน

• แบคทเรยตรง N2ใหเปน N ในรปทพชสามารถนาไปใชได ในการ

สรางโปรตน

Page 38: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื
Page 39: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

อตราการจรงกาซไนโตรเจน

N2fixing system Nitrogen Fixation (kg

N/hect/year)

Rhizobium-legume 200-300

Cyanobacteria- moss 30-40

Rhizosphere associations 2-25

Free- living 1-2

Page 40: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

http://www.slideshare.net/mksateesh/mks-cyanobacteria

Page 41: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• Heterocyst- เปนเซลลทมผนงหนา มตาแหนงทจาเพาะภายในสาย และภายใน

ใส มเอนไซม nitrogenase ซงเกยวของกบการตรงกาซไนโตรเจนจากอากาศ

เปลยนใหเปนสารประกอบไนโตรเจนทเซลลนาไปใชได ซงเอนไซมน จะทางานใน

สภาวะ anaerobic เทาน น

• ตวอยางเชนใน Anabaena ในนาขาว

Page 42: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Nitrogen Cycle

Page 43: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

วฏจกรกามะถน (sulfur cycle)

• S เปนธาตทสาคญในการเจรญเตบโตและเมแมบอลซมของสงมชวต

• S ทพบในธรรมชาตจะอยในสภาพของแรธาต และในสภาพของสารประกอบ

หลายชนด เชน H2S, SO

42-

• สารประกอบอนทรยในพชและสตวจะถกยอยสลายเปน H2S โดยปฏกรยา

ของแบคทเรย

• ถกเปลยนตอจนกลายเปน SO42- ซงพชจะนากลบไปใชได S ในซากของพช

และสตวบางสวนจะถกสะสมและถกตรงไวในถานหน และน ามน

ปโตรเลยม เมอมการนามาใชเปนเช อเพลงเกดการเผาไหมไดกาซ SO2เมอ

กาซน อยในบรรยากาศจะรวมตวกบละอองน าตกลงมาเปนเมดฝนของ

H2SO

4มฤทธกดกรอน

Page 44: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

H2S ถกปลดปลอยจากการสลาย protein

H2S เปน energy source ของ autotrophic bacteria จะถกเปลยนไปเปน S0 และถก

oxidized อยางสมบรณเปน SO42-

Purple และ green sulfur bacteria สามารถ oxidize H2S เปน sulfur granule ภายใน

เซลล

พช และแบคทเรยจะนา SO42- เขาสเซลลเพอสรางเปน sulfur-containing amino acid

Page 45: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลชววทยาทางน า (aquatic microbiology)

• แหลงน าตางๆจะมจลนทรยปะปนอยดวยเสมอ จงจาแนกการศกษา

จลนทรยในแหลงน าเปน 2 ประเภทคอ จลชววทยาของน าจด และจลชววทยาของน าทะเล

Page 46: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลชววทยาของน าจด

น าจดทมใชกนอยบนพ นผวโลก ม 4 ชนด คอ

Atmospheric water

เปนน าทเปนสวนประกอบของเมฆ และจะตกสพ นโลกในรปของฝน ลกเหบ

และหมะ จลนทรยทพบในน าชนดน จะปะปนมากบอากาศ

Surface water

เปนน าทไหลไปตามพ นดน จงละลายสารอนทรยและอนนทรยปะปนลงไป

ทาใหจลนทรยสามารถเจรญไดอยางด จงนบไดวาน าชนดน เปนอาหารเล ยงเช อ

ตามธรรมชาตทจลนทรยเกอบทกชนดจะเจรญได

Page 47: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Storage water

•เปนน าทขงอยในแมน าลาคลอง ทะเลสาบหรอแหลงอนๆ ผลจากการขงของน า จะ

ทาใหสารอนทรยตางๆ และจลนทรยตกตะกอน

•แสง UV จากดวงอาทตยจะชวยทาลายจลนทรยทอยบรเวณผวน าในระดบ 1-3

เมตร

•โปรโตซวในแหลงน าจะกนแบคทเรยเปนอาหาร เปนการควบคมปรมาณประชากร

Ground water

• เปนน าใตดนทเกดจากการซมผานของน าจากบนผวดนผานช นของหน ดนเหนยว

และทราย สามารถกรองกากตะกอนและจลนทรยตางๆไวได ในน าใตดนลกๆ จง

ปราศจากจลนทรย

Page 48: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

จลชววทยาของน าทะเล

• จลนทรยในน าทะเลมนอยกวาน าจด เพราะทะเลมแรธาตตางๆท

เขมขนสง ทาใหจลนทรยสวนใหญไมสามารถเจรญได รวมท งเปน

บรเวณทมแรงดนของน าทะเลมากเกนไป

• จลนทรยทเจรญไดในน าทะเลเรยกวา halophilic microorganism

• จลนทรยทพบในน าทะเลมท งสาหราย โปรโตซว ฟงไจ และแบคทเรย

Page 49: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

บทบาทของจลนทรยในน า

• การยอยสลาย

• การเปลยนแปลงคณภาพของน า

– น ามกลน เนองจาก Actinomycetes

– การสรางสารพษของสาหรายสเขยวแกมน าเงน

• ทาใหเกดโรคหรอเปนปรสต : โรคตดตอทางน า

Page 50: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

เคม และจลนทรยทเกยวของกบคณภาพน า

• การวดคณภาพน า :

• ปกตในน ามออกซเจนทละลายน า (Dissolved oxygen; DO) อยางเพยงพอ

ประมาณ 8 มลลกรมตอลตร หรอ 8 ppm

• การหาคา COD หรอ Chemical Oxygen Demand : ใชสารเคมเปน

ตวออกซไดส จากน นวดหาปรมาณออกซเจนท งหมดทใชไปในกระบวนการออกซ

ไดส

• การหาคา BOD หรอ Biochemical Oxygen Demand : วดปรมาณ

ออกซเจนท สงมชวตใชไปทอณหภม 20 C ในเวลา 5 วน

คา COD จะมากกวา BOD เสมอ ยง BOD สงมากน ายงเนาเสยมาก

Page 51: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

เงอนไขของเช อทจะใชเปน Indicator Organism

• มปรมาณสมพนธกบเช อกอโรค

• มจานวนมากพอทจะตรวจพบในตวอยางน าปรมาตรนอยได (100 ml)

• สามารถตรวจไดเรว และเสยคาใชจายไมสง

• ปลอดภยกวาการเพาะเล ยงเช อกอโรค

Page 52: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

• Enterobacteriaceae

• ตดสแกรมลบ

• รปรางเปนทอนส น ไมสรางสปอร

• สามารถเฟอรเมนตน าตาลแลคโตส

ใหกรดและกาซภายในเวลา 48

ชวโมง ทอณหภม 35 C

• เปนพวก facultative anaerobe

• Coliform genera

– Enterobacter

– Klebsiella

– Citrobacter

– Escherichia

Page 53: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Coliform Group

• Total coliform

• Fecal coliform

– คณสมบตเบ องตนเหมอน

coliforms

– เจรญทอณหภม 44.5 C ได

• Escherichia coli

– Individual species

– Enzyme specific

total coliform

fecal

coliform

E. coli

Page 54: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Most probable number โดย Multiple Tube Fermentation Method

• เจอจางเปนลาดบทเหมาะสม 3 ระดบ

• ใสลงในอาหารสาหรบการทดสอบ เชน lauryl tryptose broth หรอ lactose

broth จานวน 3 หรอ 5 หรอ 7 หลอด

• บมทอณหภม

– 35 C (coliforms)

– 44.5 C (fecal coliform)

• นบจานวนหลอดทใหผลบวก

• นาไปเปดตาราง Most-Probable-Number (MPN)

Page 55: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

MPN test ประกอบดวย 3 ข นตอน

1. Presumptive test

2. Confirm test

3. Complete test

Page 56: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื
Page 57: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื
Page 58: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื
Page 59: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื
Page 60: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื
Page 61: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Membrane Filter Methods

• กรองตวอยางน าผาน 0.45 μM membrane filter

• วาง membrane บน selective media

• บม

– 35 C สาหรบ total coliform

– 44.5 C สาหรบ fecal coliform

• นบจานวน colonies

Page 62: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การผลตน าสาหรบการบรโภค

น าสาหรบการบรโภคตองเปนน าทมความปลอดภยปราศจากเช อจลนทรยกอโรค และ

สารเคมอนตราย

Page 63: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การบาบดน าเสย (wastewater treatment)

• น าเสย (wastewater) : น าเสยทผานการใชงานแลว

• วตถประสงคในการบาบดน าเสย

– กาจดสารอนทรย และเช อกอโรค

– กาจดสารพษ

Page 64: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การบาบดน าเสยประกอบดวย 3 ข นตอน

– การบาบดข นตน (primary treatment)

• เปนการนาของแขงขนาดใหญออกจากน าเสยโดยวธการทางกายภาพ อาจ

โดยการกรอง (filtration)

• คา BOD จะลดลงประมาณ 20-30% ผานข นตอนน

– การบาบดข นท 2 (secondary treatment)

• อาจมการกรองทละเอยดมากข นผาน fine filtration aid

• เปนวธการทางชวภาพ อาจเรยกวา biological treatment

• เปนการข นตอนทมการใชจลนทรยในการกาจดของเสย โดยจลนทรยยอย

สลายสารอนทรยเปนแหลงของอาหาร และพลงงาน โดยอาจตองมการ

เตมออกซเจน

– การบาบดข นท 3 (tertiary treatment)

• เปนข นตอนการทาใหบรสทธเพมข น โดยการกรอง หรอการเตมคลอรน

Page 65: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

การบาบดน าเสย

Page 66: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Primary sewage treatment: เปนการแยกสวน

ของแขงกบของเหลวออกจากกนดวย sediment

tank

สวนของแขงเรยกวา sludge (primary sludge)

ซงจะถกสงตอไปยง anaerobic sludge

digester มการยอยสลาย และผลต CH4

สวนของของเหลวทไมตกตะกอน สงตอไปยง

secondary treatment

Page 67: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Secondary sewage treatment:

เปนการกาจดสารอนทรยทละลายน าดวยกระบวนการทางชวภาพในสภาวะทใชอากาศ

จลนทรยจะ oxidize สารอนทรยได CO2และ H

2O

วธการทใชคอ

Activated sludge

Trickling filters

Page 68: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Activated sludge (ระบบบาบดน าเสยแบบตะกอนเรง)

เปนระบบทมการเตม sludge ลงไป เพอเปนหวเช อจลนทรยทจะใชในการบาบด

เช อจลนทรยเปนกลม aerobes (Zoogloea bacteria) จงมการกวนใหอากาศ (4-8h)

สารอนทรยในน าเสยจะถก oxidize ไปเปน CO2และน า

กอนผานไปถงตกตะกอน น าทไดจะใสข นสงไประบบ disinfection ตอ สวนของ sludge

สวนหนงยอนกลบมาในระบบเพอเปนหวเช อ สวนเกนไปยงระบบ sludge digestion

Page 69: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

Trickling filter (ระบบบาบดน าเสย

แบบโปรยกรอง)

เปนระบบทมจลนทรยเจรญอยบนผว

ตวกลาง

น าเสยทผานการบาบดข นตนแลวจะ

ถกปลอยใหไหลผานช นของตวกลาง

จลนทรยทเกาะตดอยบนตวกลางจะใช

ออกซเจนทาปฏกรยายอยสลาย

สารอนทรยในน าเสย

มประสทธภาพดกวา activated

sludge

น าทผานระบบจะถกสงไปเขาถง

ตกตะกอนสดทายเพอแยก sludge

ออกใหไดน าท งทสามารถระบายท งได

Page 70: จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)¸ˆุลลชีววิทยา... · •“Airborne fungi” –Spore ของเชื

เปนข นตอนการทาใหบรสทธเพมข น โดยการกรอง หรอ

การเตมคลอรน