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人類如何利用海洋微生物

發布時間:2023-08-23 09:45:36

❶ 隨著科學技術的飛速發展,人類是怎樣開發海洋利用海洋

隨著科學技術的飛速發展,人類正迎來利用海洋、開發海洋的新時代.
海洋資源是包括海洋生物、海底礦產、海水、海洋能源、港口等多種類型的綜合性資源。海洋生物資源也是生物資源的組成部分。 剝蝕產濱海砂礦是現階段在重要性上僅次於石油、天然氣的海洋礦產資源,它們是大陸上的岩石風化、生的碎屑,經河流搬運至河口、海濱堆積而成的。濱海砂礦易於開采,具有重要的經濟價值,世界上約96%的金紅石、80%的獨居石、75%的錫石、30%的鈦鐵礦都產自濱海砂礦。另外,還有磷鈣土、金、鉑、金剛石等,那些普通的砂和礫石,也是不可缺少、而且是用量很大的建築材料資源。近幾十年來遠離海岸的洋底上的多金屬結核和天然氣水合物(也稱甲烷水合物)的發現,可能成為本世紀人類錳、鐵、銅、鋁、鎳、鈦、鉬等多種金屬和能源的主要來源。 海水中溶有多種有用的成分,最為人所熟悉的是一日三餐不可缺少的鹽,我國沿海海岸線很長,可供曬鹽的灘塗地約有84萬公頃,所產海鹽滿足了全國近半數人口和80%的工業用鹽的需求。海水還可直接使用,如作為工業用的冷卻水。日本有40%一50%的工業用水是海水。 海洋蘊藏著巨大的能源,包括潮汐能、波浪能、海流能等。據聯合國教科文組織估計,全球海洋中蘊藏的發電能力達到766億千瓦,技術上有可能利用的為64億千瓦,約為目前世界發電裝機總容量的1倍。我國海洋能源的理論蘊藏量約為6.3億千瓦。海洋能源的開發正受到全世界的關注。

❷ 有哪些利用海洋微生物改變環境的實際例子

之前因為一起海上石油泄漏,而造成的環境污染,科學家們為了解決這個問題,發現了微生物可以分解這些石油,凈化海水,這就是一個典型的利用海洋微生物改變環境的實際例子。

❸ 請舉例說明目前人類對海洋資源進行了哪些方面的開發和利用.(5點)

(1)開發海洋生物資源,例如發展海洋漁業;
(2)開發海洋礦產資源,例如開采海底石油、天然氣;
(3)開發海衡稿洋水資衫攔襪源,例如海水淡化;
(4)開發海洋空間資源,例如發展海洋運輸,建設海底隧道;
(5)或激開發海洋旅遊資源,例如建設海濱浴場,潛水等;
(6)開發海洋化學資源,例如從海水中提取鹽類;

❹ 海洋生物學對水體的凈化作用分別從海洋的動物 植物 微生物 分別舉例說明個體作用

海洋微生物是在海洋環境中能夠生長繁殖、形體微小、
單細胞或個體結構較為簡單的多細胞、甚至沒有細胞結構
的一群低等生物。海洋微生物種類繁多,按其結構、形態和
組成不同,可分為三大類:非細胞型(如海洋病毒)、原核細
胞型(如海洋細菌、海洋放線菌和海洋藍細菌等)和真核細
胞型(如海洋酵母菌、海洋黴菌等)[1]。從微生物學或環境
微生物學角度來講,海洋微藻也應歸入海洋微生物的范
疇[2, 3]。
微生物在廢水處理等環境污染防治方面具有廣泛的應
用,在農林牧漁業、環保等各方面發揮著巨大的作用[4]。近
年來,人們對微生物在環境中的分布狀況、分離純化和開發
(包括馴化和基因操作等)利用等方面的報道與日俱增。對
於海洋微生物這部分來講,隨著環境微生物和海洋科學兩
大學科的發展,人們對其研究也日益深入,從海洋表層的海
水微生物[5]到深海微生物[6]等各方面均有報道。另外,對
於我們通常認為較難研究的海洋浮游病毒,國外研究進展
很快,已經滲入到海洋浮游病毒的形態、分類、生態學效應、
在海洋不同深度的種群和數量、在海洋生態系統物質循環
中的作用以及海洋藻類噬藻體等方面[7~14]。
隨著人口的增長以及工農業的發展,人類向海洋排放
的污染物逐年增多,海洋環境被污染的程度越來越嚴重,導
致海洋生物的生存受到嚴重的威脅。海洋污染物主要包括
石油及其產品、重金屬、農葯、PAH、PCBS等。在這些污染物
的遷移和轉化過程中,海洋微生物發揮著重要作用,參與各
種海洋污染物的降解和轉化過程,這樣有助於保持海洋生
態系統的平衡和促進海洋自凈能力。1 海洋微生物在海洋石油污染生物修復中的應用
海洋石油及其產品的污染是目前一種世界性的嚴重的
海洋污染現象。隨著大陸架、海洋石油資源的開發、海上
油事故、沿岸石油化工的發展以及20世紀90年代爆發的戰
爭等原因使局部海域受到嚴重的石油污染,對生態環境造
成了災難性的破壞。據估計,全世界每年流入大海的石油就
有1. 0@107t,我國每年有60多萬噸原油進入環境,污染土
壤、地下水、河流和海洋,造成污染海域在短期內溶解氧的缺
乏[15],對近海海域及沙灘等造成污染,對人們在天然浴場游
泳和沙灘休閑娛樂產生不利影響。
據報道,能夠降解石油的微生物達200多種,分屬於70
多個屬,其中細菌約佔40個屬,在海洋生態系統中佔主導地
位[16]。海洋石油降解菌廣泛分布在油污海域,常見種類見
表1。由於海洋微生物可以有效地去除各種形式的石油污
染物,因此在海洋石油污染生物修復中發揮著重要作用。從
20世紀70年代開始,美國率先開展了利用細菌消除油污染
的研究,隨後,世界各國相繼利用各種微生物開展了這方面
的工作。我國應用海洋微生物治理海洋石油污染的研究發
展也很快。林鳳翱等[18, 19]從近岸油污染海洋環境中篩選出
了高效的降解石油烴絲狀真菌,研究表明,該絲狀真菌能降
解多種石油烴,且降解速率快、不受氮、磷營養鹽和氧含量的
限制、在被油污染的海灘等的應用前景和開發價值很大。丁
明宇等[20]利用從青島近岸海水中篩選到的73株細菌和10
株真菌進行了降解石油的研究,多數菌株具有明顯的降解
石油的能力,有3個菌株對石油的降解效率高達58. 35%
(真菌F-37)、62. 75% (細菌SJ-27B)和71. 06% (真菌F
-38)。此外,史君賢等[21]利用氣相色譜測定了石油烴降解
細菌對柴油的正烷烴的降解作用,石油烴降解細菌對正烷
烴有明顯的降解作用,混合菌株的降解率明顯高於單菌株
的降解率,且溫度對正烷烴的降解有明顯的影響,在35e條
件下降解速度最快。陳碧娥等[22]研究了從湄洲灣海域分離
的絲狀真菌轉化石油烴的過程,指出,絲狀真菌去除原油的

❺ 海洋細菌在海洋生態系統中起到什麼作用

分布廣、數量多,在海洋生態系統中起著特殊的作用。海洋中細菌數量分布的規律是:近海區的細菌密度較大洋大,內灣與河口內密度尤大;表層水和水底泥界面處細菌密度較深層水大,一般底泥中較海水中大;不同類型的底質間細菌密度差異懸殊,一般泥土中高於沙土。大洋海水中細菌密度較小,每毫升海水中有時分離不出1個細菌菌落,因此必須採用薄膜過濾法——將一定體積的海水樣品用孔徑0.2微米的薄膜過濾,使樣品中的細菌聚集在薄膜上,再採用直接顯微計數法或培養法計數。大洋海水中細菌密度一般為每40毫升幾個至幾十個。在海洋調查時常發現某一水層中細菌數量劇增,這種微區分布現象主要決定於海水中有機物質的分布狀況。一般在赤潮之後往往伴隨著細菌數量增長的高峰。有人試圖利用微生物分布狀況來指示不同水團或溫躍層界面處有機物質積聚的特點,進而分析水團來源或轉移的規律。

海水中的細菌以革蘭氏陰性桿菌占優勢,常見的有假單胞菌屬等10餘個屬。相反,海底沉積土中則以革蘭氏陽性細菌偏多。芽胞桿菌屬是大陸架沉積土中最常見的屬。

海洋真菌多集中分布於近岸海域的各種基底上,按其棲住對象可分為寄生於動植物、附著生長於藻類和棲住於木質或其他海洋基底上等類群。某些真菌是熱帶紅樹林上的特殊菌群。某些藻類與菌類之間存在著密切的營養供需關系,稱為藻菌半共生關系。

大洋海水中酵母菌密度為每升5~10個,近岸海水中可達每升幾百至幾千個。海洋酵母菌主要分布於新鮮或腐爛的海洋動植物體上,多數來源於陸地,只有少數種被認為是海洋種。海洋中酵母菌的數量分布僅次於海洋細菌。

海洋堪稱為「世界上最龐大的恆化器」,能承受巨大的沖擊(如污染)而仍保持其生命力和生產力。微生物在其中是不可缺少的活躍因素。自人類開發利用海洋以來,競爭性的捕撈和航海活動、大工業興起帶來的污染以及海洋養殖場的無限擴大,使海洋生態系統的動態平衡遭受嚴重破壞。海洋微生物以其敏感的適應能力和飛快的繁殖速度在發生變化的新環境中迅速形成異常環境微生物區系,積極參與氧化還原活動,調整與促進新動態平衡的形成與發展。從暫時或局部的效果來看,其活動結果可能是利與弊兼有;但從長遠或全局的效果來看,微生物的活動始終是海洋生態系統發展過程中最積極的一環。

海洋中的微生物多數是分解者,但有一部分是生產者,因而具有雙重的重要性。實際上,微生物參與海洋物質分解和轉化的全過程。海洋中分解有機物質的代表性菌群是:分解有機含氮化合物者有分解明膠、魚蛋白、蛋白腖、多肽、氨基酸、含硫蛋白質以及尿素等的微生物;利用碳水化合物類者有主要利用各種糖類、澱粉、纖維素、瓊脂、褐藻酸、幾丁質以及木質素等的微生物;此外,還有降解烴類化合物以及利用芬香化合物如酚等的微生物。海洋微生物分解有機物質的終極產物如氨、硝酸鹽、磷酸鹽以及二氧化碳等都直接或間接地為海洋植物提供主要營養。微生物在海洋無機營養再生過程中起著決定性的作用。某些海洋化能自養細菌可通過對氨、亞硝酸鹽、甲烷、分子氫和硫化氫的氧化過程取得能量而增殖。在深海熱泉的特殊生態系中,某些硫細菌是利用硫化氫作為能源而增殖的生產者。另一些海洋細菌則具有光合作用的能力。不論異養或自養微生物,其自身的增殖都為海洋原生動物、浮游動物以及底柄動物等提供直接的營養源。這在食物鏈上有助於初級或高層次的生物生產。在深海底部,硫細菌實際上負擔了全部初級生產。

在海洋動植物體表或動物消化道內往往形成特異的微生物區系,如弧菌等是海洋動物消化道中常見的細菌,分解幾丁質的微生物往往是肉食性海洋動物消化道中微生物區系的成員。某些真菌、酵母和利用各種多糖類的細菌常是某些海藻體上的優勢菌群。微生物代謝的中間產物如抗生素、維生素、氨基酸或毒素等是促進或限制某些海洋生物生存與生長的因素。某些浮游生物與微生物之間存在著相互依存的營養關系。如細菌為浮游植物提供維生素等營養物質,浮游植物分泌乙醇酸等物質作為某些細菌的能源與碳源。

由於海洋微生物富變異性,故能參與降解各種海洋污染物或毒物,這有助於海水的自凈化和保持海洋生態系統的穩定。

海洋細菌海洋細菌是生活在海洋中的,不含葉綠素和藻藍素的原核單細胞生物。它們是海洋微生物中分布最廣、數量最大的一類生物,個體直徑常在1微米以下,呈球狀、桿狀、螺旋狀和分枝絲狀,無真核,細胞壁堅韌。能游動的種以鞭毛運動。嚴格地說,海洋細菌是指那些只能在海洋中生長與繁殖的細菌。

世紀中期人們首次分離出一個海洋細菌,1865年分離出其中的奇異貝氏硫細菌。從1884年起,又研究深海細菌。早期只注重分類,1946年後進入以研究其生理和生態為基礎的階段。

海洋細菌有自養和異養、光能和化能、好氧和厭氧、寄生和腐生以及浮游和附著等不同類型。海水中以革蘭氏陰性桿菌占優勢,常見的有假單胞菌屬、弧菌屬、無色桿菌屬、黃桿菌屬、螺菌屬、微球菌屬、八疊球菌屬、芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、枝動菌屬、諾卡氏菌屬和鏈黴菌屬等10多個屬;洋底沉積物中以革蘭氏陽性細菌居多;大陸架沉積物中以芽孢桿菌屬最常見。

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