第三章 消毒與滅菌
任務一 微生物在自然界分布的認知
微生物與外界環境的關係極為密切。微生物個體微小，種類多，代謝類型多樣，繁殖快，適應環境的能力強，因此，它們廣泛分布在自然界中，無論在土壤、水、空氣、飼料、物體的表面、動物的體表和某些與外界相通的腔道，甚至在其他生物不能生存的極端的環境（如冰川、溫泉、火山口等）中都有微生物存在。一方面，外界環境中的多種因素影響著微生物的生命活動；另一方面，微生物也可通過其新陳代謝活動對外界環境產生影響。了解微生物在自然界中的分布，對於畜禽流行病學的調查、診斷和畜禽傳染病的防治都具有重要意義，也為消毒、滅菌等工作的實施提供重要的理論依據。
一、土壤中的微生物
土壤是微生物的天然培養基。因為土壤具備著大多數微生物生長繁殖所需要的營養、水分、溫度、酸鹼度、滲透壓和氣體環境等條件，並能防止日光直射的殺傷作用。所以，土壤是多種微生物生活的良好環境。
土壤中微生物的種類很多，有細菌、真菌、放線菌、螺旋體和噬菌體等，其中以細菌最多，占土壤微生物總數的70％～90％。微生物在土壤中的分布也有特點，其種類和數量隨著土層深度、有機物質的含量、濕度、溫度、酸鹼度以及土壤的類型不同而異。表層土壤由於受日光的照射、雨水的沖刷及乾燥的影響，微生物數量較少；在離地面10～20cm 深的土層中微生物的數量最多，每克肥沃的土壤中微生物數以億計；而越往土壤深處則微生物越少，在數公尺深的土層處幾乎無菌。土壤是微生物在自然界中最大的儲藏所，是一切自然環境微生物的主要來源地，是人類利用微生物資源的最豐富的「菌種資源庫」。
土壤中的微生物大多是有益的，如根瘤菌、自生的固氮菌等，可製備各種細菌肥料，以提高土壤肥力，促進飼料作物增產。但還有一些隨著動、植物屍體及人、畜禽排泄物、分泌物、汙水、垃圾等廢棄物一起進入土壤的病原微生物。雖然土壤不適合大多數病原微生物的生長繁殖，但少數抵抗力強的芽孢菌，如炭疽桿菌、破傷風梭菌、氣腫疽梭菌、腐敗梭菌、產氣莢膜梭菌等的芽孢能在土壤中生存數年甚至幾十年，在一定條件下，感染人和畜禽，導致相應傳染病的發生。而且還有一些抵抗力較強的無芽孢病原菌也能生存較長的時間。
一般來說，在潮濕、低溫、有機物質豐富（尤其含糞便、痰、膿等營養物質）和理化條件適宜的土壤中，有利於病原微生物的存活，這些汙染的土壤是傳播疫病的重要來源。因此，為了防止經「土壤感染」的傳染病發生，要設法避免病原微生物汙染土壤。不許隨地吐痰；對病畜禽的糞便、墊草應堆積發酵；對可能被病原微生物汙染的物品，必須進行嚴格的消毒處理；對於患傳染病死亡的畜禽屍體，要進行焚燒或深埋地下2m 深處，並作無害化處理，以免傳播傳染病。
二、水中的微生物
水是僅次於土壤的微生物第二天然培養基，在各種水域中都生存著細菌和其他微生物。由於不同水域中的有機物和無機物種類和含量、光照度、酸鹼度、滲透壓、溫度、含氧量、汙染程度的輕重以及水中微生物的拮抗作用等差異很大，因而使各種水域中的微生物種類和數量呈現明顯差異。特別是在含有大量的有機物質的汙水中，更適合於微生物的生存並且大量繁殖。水中的微生物主要為腐生性細菌，其次還有噬菌體、真菌、螺旋體等。此外，還有很多非水生性的微生物，常隨著土壤、塵埃、人畜的排泄物、分泌物、動植物殘體、垃圾、汙水和雨水等匯集於水中。一般地面水比地下水含菌種類多，數量大；雨水和雪水含菌數量少，特別是在鄉村和高山區的雨水和雪水。在地面水的表面，由於受到日光的直射，細菌數量少；在距水面5～20m 的水層中，含菌數最多；20m以下，含菌數量將隨深度的增加而減少，但由於水的底層富含有機物質，菌數又有所增加。
自然界中的水都有自淨作用。這是由於微生物大量繁殖不斷分解水中的有機物、清潔支流的沖淡、日光照射的殺菌作用、水中原生動物的吞噬和微生物間的拮抗作用、水流振動、機械沉澱等因素導致水中微生物含量大量地減少，使水逐漸淨化變清的結果。河水的自淨作用在水的衛生學上有一定意義。但一般的江河水，源遠流長，各有不同程度的汙染，需經淨化、消毒處理，使其符合衛生標準，才能供作飲用。
水中病原微生物主要來源於患傳染病的人和動物的排泄物、分泌物、血液、內臟、屍體，故以傳染病醫院、獸醫院、屠宰場、皮毛加工廠等排出的汙水和垃圾而造成的水源汙染危害性最大。水中常見的病原微生物有：炭疽桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌、布魯氏菌、巴氏桿菌、豬丹毒桿菌、鉤端螺旋體、豬瘟病毒和口蹄疫病毒等，它們在水中可存活一定的時間。被病原微生物汙染的水體，是傳染病發生和流行的重要傳播媒介。因此，對動物屍體及排泄物、汙水等應進行無害處理，以免水源被病原微生物汙染。
檢查水中微生物的含量和病原微生物的存在，對人、畜衛生有著十分重要的意義。由於水中病原微生物數量很少，不易直接檢出，中國對飲用水實行法定的公共衛生學標準，通過微生物學指標如菌落總數和總大腸菌群數來判定水的汙染程度。總大腸菌群數是指100mL 水中所含大腸菌群的最近似值（MPN）。中國飲用水的衛生標準是：每毫升水中細菌總數不超過100個，每100mL 水中總大腸菌群數不得檢出。
三、空氣中的微生物
由於空氣中缺乏微生物生長繁殖所必需的營養物質和足夠的水分，加上乾燥、陽光直射及空氣流動等因素的影響，均不利於微生物的生命活動，故空氣並不是微生物生長繁殖的適宜環境。只有少數對乾燥和陽光直射抵抗力較強的球菌、放線菌、細菌的芽孢、真菌的孢子等能在空氣中存活較長時間，所以空氣中微生物的種類和數量都較少。空氣中微生物的主要來源是人、動植物及土壤中的微生物通過水滴、塵埃、飛沫或噴嚏等微粒一併散布進入，以氣溶膠的形式存在。黴菌的孢子則能被氣流直接吹入空氣中。
空氣中微生物的分布受多種因素影響，離地面越高的空氣中，含菌量愈少；塵埃越多的空氣，微生物數量越多；室內空氣的含菌量比室外大；人畜密集、密閉、通風不良的場所含菌量大；在畜舍內進行飼餵乾草、清掃地面、刷拭皮膚等操作時，空氣中的塵埃和微生物的數量劇增，這些被揚起的灰塵和微生物，經30min～1h才能沉落下來，因此在乳牛擠乳前1～2h，就應停止那些容易揚起灰塵的操作，以免汙染牛乳。一般在醫院、畜舍、宿舍、公共場所、城市街道等地空氣中含微生物量較高，而在空氣流通的房舍、鄉村、草原、森林、海洋、高山或極地上空的空氣中，微生物的含量就明顯減少。
空氣中一般沒有病原微生物存在，只有在病人、病畜禽的附近、醫院、動物醫院及畜禽廄舍附近，當病人、病畜禽咳嗽、噴嚏時，往往會噴出含有病原體的微細飛沫，以氣溶膠的形式飛散到空氣中，或帶有病原體的分泌物和排泄物乾燥後隨塵埃進入空氣中，健康人或動物因吸入而感染，分別稱為飛沫傳播和塵埃傳播，總稱為空氣傳播。一般的病原微生物在空氣中存活時間較短，如某些病毒和支原體等在空氣中僅生存數小時。只有一些抵抗力較強的病原微生物，如化膿性葡萄球菌、鏈球菌、肺炎鏈球菌、結核分枝桿菌、炭疽桿菌、破傷風梭菌、腐敗梭菌、氣腫疽梭菌、肺炎鏈球菌、綠膿桿菌、流感病毒及煙麴黴等，可以在空氣中存活一段時間，容易引起傳染病的流行。尤其畜禽舍中的微生物既能造成畜禽大面積的傳染病爆發，也能使舍內不間斷地零星發生慢性病。此外，空氣中的一些非病原微生物，也可汙染培養基或引起生物製品、藥物製劑和食品變質、新鮮創面發生化膿性感染。所以，為了防止空氣傳染，在微生物接種、製備生物製劑和藥劑以及進行注射、外科手術時，必須進行無菌操作。另外，還應該注意畜禽舍的清潔、通風換氣、空氣消毒以及對病畜禽的及時隔離。
檢測空氣中微生物常用的方法主要有濾過法和沉降法兩種。濾過法的原理是使一定體積的空氣通過一定體積的某種無菌吸附劑（通常為無菌水），然後用平板培養吸附其中的微生物，以平板上出現的菌落數推算空氣中的微生物數；沉降法的原理是將盛有營養瓊脂培養基的平板置空氣中暴露一定時間，經過培養後統計菌落數來推算空氣中的微生物數。
任務一 微生物在自然界分布的認知
微生物與外界環境的關係極為密切。微生物個體微小，種類多，代謝類型多樣，繁殖快，適應環境的能力強，因此，它們廣泛分布在自然界中，無論在土壤、水、空氣、飼料、物體的表面、動物的體表和某些與外界相通的腔道，甚至在其他生物不能生存的極端的環境（如冰川、溫泉、火山口等）中都有微生物存在。一方面，外界環境中的多種因素影響著微生物的生命活動；另一方面，微生物也可通過其新陳代謝活動對外界環境產生影響。了解微生物在自然界中的分布，對於畜禽流行病學的調查、診斷和畜禽傳染病的防治都具有重要意義，也為消毒、滅菌等工作的實施提供重要的理論依據。
一、土壤中的微生物
土壤是微生物的天然培養基。因為土壤具備著大多數微生物生長繁殖所需要的營養、水分、溫度、酸鹼度、滲透壓和氣體環境等條件，並能防止日光直射的殺傷作用。所以，土壤是多種微生物生活的良好環境。
土壤中微生物的種類很多，有細菌、真菌、放線菌、螺旋體和噬菌體等，其中以細菌最多，占土壤微生物總數的70％～90％。微生物在土壤中的分布也有特點，其種類和數量隨著土層深度、有機物質的含量、濕度、溫度、酸鹼度以及土壤的類型不同而異。表層土壤由於受日光的照射、雨水的沖刷及乾燥的影響，微生物數量較少；在離地面10～20cm 深的土層中微生物的數量最多，每克肥沃的土壤中微生物數以億計；而越往土壤深處則微生物越少，在數公尺深的土層處幾乎無菌。土壤是微生物在自然界中最大的儲藏所，是一切自然環境微生物的主要來源地，是人類利用微生物資源的最豐富的「菌種資源庫」。
土壤中的微生物大多是有益的，如根瘤菌、自生的固氮菌等，可製備各種細菌肥料，以提高土壤肥力，促進飼料作物增產。但還有一些隨著動、植物屍體及人、畜禽排泄物、分泌物、汙水、垃圾等廢棄物一起進入土壤的病原微生物。雖然土壤不適合大多數病原微生物的生長繁殖，但少數抵抗力強的芽孢菌，如炭疽桿菌、破傷風梭菌、氣腫疽梭菌、腐敗梭菌、產氣莢膜梭菌等的芽孢能在土壤中生存數年甚至幾十年，在一定條件下，感染人和畜禽，導致相應傳染病的發生。而且還有一些抵抗力較強的無芽孢病原菌也能生存較長的時間。
一般來說，在潮濕、低溫、有機物質豐富（尤其含糞便、痰、膿等營養物質）和理化條件適宜的土壤中，有利於病原微生物的存活，這些汙染的土壤是傳播疫病的重要來源。因此，為了防止經「土壤感染」的傳染病發生，要設法避免病原微生物汙染土壤。不許隨地吐痰；對病畜禽的糞便、墊草應堆積發酵；對可能被病原微生物汙染的物品，必須進行嚴格的消毒處理；對於患傳染病死亡的畜禽屍體，要進行焚燒或深埋地下2m 深處，並作無害化處理，以免傳播傳染病。
二、水中的微生物
水是僅次於土壤的微生物第二天然培養基，在各種水域中都生存著細菌和其他微生物。由於不同水域中的有機物和無機物種類和含量、光照度、酸鹼度、滲透壓、溫度、含氧量、汙染程度的輕重以及水中微生物的拮抗作用等差異很大，因而使各種水域中的微生物種類和數量呈現明顯差異。特別是在含有大量的有機物質的汙水中，更適合於微生物的生存並且大量繁殖。水中的微生物主要為腐生性細菌，其次還有噬菌體、真菌、螺旋體等。此外，還有很多非水生性的微生物，常隨著土壤、塵埃、人畜的排泄物、分泌物、動植物殘體、垃圾、汙水和雨水等匯集於水中。一般地面水比地下水含菌種類多，數量大；雨水和雪水含菌數量少，特別是在鄉村和高山區的雨水和雪水。在地面水的表面，由於受到日光的直射，細菌數量少；在距水面5～20m 的水層中，含菌數最多；20m以下，含菌數量將隨深度的增加而減少，但由於水的底層富含有機物質，菌數又有所增加。
自然界中的水都有自淨作用。這是由於微生物大量繁殖不斷分解水中的有機物、清潔支流的沖淡、日光照射的殺菌作用、水中原生動物的吞噬和微生物間的拮抗作用、水流振動、機械沉澱等因素導致水中微生物含量大量地減少，使水逐漸淨化變清的結果。河水的自淨作用在水的衛生學上有一定意義。但一般的江河水，源遠流長，各有不同程度的汙染，需經淨化、消毒處理，使其符合衛生標準，才能供作飲用。
水中病原微生物主要來源於患傳染病的人和動物的排泄物、分泌物、血液、內臟、屍體，故以傳染病醫院、獸醫院、屠宰場、皮毛加工廠等排出的汙水和垃圾而造成的水源汙染危害性最大。水中常見的病原微生物有：炭疽桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌、布魯氏菌、巴氏桿菌、豬丹毒桿菌、鉤端螺旋體、豬瘟病毒和口蹄疫病毒等，它們在水中可存活一定的時間。被病原微生物汙染的水體，是傳染病發生和流行的重要傳播媒介。因此，對動物屍體及排泄物、汙水等應進行無害處理，以免水源被病原微生物汙染。
檢查水中微生物的含量和病原微生物的存在，對人、畜衛生有著十分重要的意義。由於水中病原微生物數量很少，不易直接檢出，中國對飲用水實行法定的公共衛生學標準，通過微生物學指標如菌落總數和總大腸菌群數來判定水的汙染程度。總大腸菌群數是指100mL 水中所含大腸菌群的最近似值（MPN）。中國飲用水的衛生標準是：每毫升水中細菌總數不超過100個，每100mL 水中總大腸菌群數不得檢出。
三、空氣中的微生物
由於空氣中缺乏微生物生長繁殖所必需的營養物質和足夠的水分，加上乾燥、陽光直射及空氣流動等因素的影響，均不利於微生物的生命活動，故空氣並不是微生物生長繁殖的適宜環境。只有少數對乾燥和陽光直射抵抗力較強的球菌、放線菌、細菌的芽孢、真菌的孢子等能在空氣中存活較長時間，所以空氣中微生物的種類和數量都較少。空氣中微生物的主要來源是人、動植物及土壤中的微生物通過水滴、塵埃、飛沫或噴嚏等微粒一併散布進入，以氣溶膠的形式存在。黴菌的孢子則能被氣流直接吹入空氣中。
空氣中微生物的分布受多種因素影響，離地面越高的空氣中，含菌量愈少；塵埃越多的空氣，微生物數量越多；室內空氣的含菌量比室外大；人畜密集、密閉、通風不良的場所含菌量大；在畜舍內進行飼餵乾草、清掃地面、刷拭皮膚等操作時，空氣中的塵埃和微生物的數量劇增，這些被揚起的灰塵和微生物，經30min～1h才能沉落下來，因此在乳牛擠乳前1～2h，就應停止那些容易揚起灰塵的操作，以免汙染牛乳。一般在醫院、畜舍、宿舍、公共場所、城市街道等地空氣中含微生物量較高，而在空氣流通的房舍、鄉村、草原、森林、海洋、高山或極地上空的空氣中，微生物的含量就明顯減少。
空氣中一般沒有病原微生物存在，只有在病人、病畜禽的附近、醫院、動物醫院及畜禽廄舍附近，當病人、病畜禽咳嗽、噴嚏時，往往會噴出含有病原體的微細飛沫，以氣溶膠的形式飛散到空氣中，或帶有病原體的分泌物和排泄物乾燥後隨塵埃進入空氣中，健康人或動物因吸入而感染，分別稱為飛沫傳播和塵埃傳播，總稱為空氣傳播。一般的病原微生物在空氣中存活時間較短，如某些病毒和支原體等在空氣中僅生存數小時。只有一些抵抗力較強的病原微生物，如化膿性葡萄球菌、鏈球菌、肺炎鏈球菌、結核分枝桿菌、炭疽桿菌、破傷風梭菌、腐敗梭菌、氣腫疽梭菌、肺炎鏈球菌、綠膿桿菌、流感病毒及煙麴黴等，可以在空氣中存活一段時間，容易引起傳染病的流行。尤其畜禽舍中的微生物既能造成畜禽大面積的傳染病爆發，也能使舍內不間斷地零星發生慢性病。此外，空氣中的一些非病原微生物，也可汙染培養基或引起生物製品、藥物製劑和食品變質、新鮮創面發生化膿性感染。所以，為了防止空氣傳染，在微生物接種、製備生物製劑和藥劑以及進行注射、外科手術時，必須進行無菌操作。另外，還應該注意畜禽舍的清潔、通風換氣、空氣消毒以及對病畜禽的及時隔離。
檢測空氣中微生物常用的方法主要有濾過法和沉降法兩種。濾過法的原理是使一定體積的空氣通過一定體積的某種無菌吸附劑（通常為無菌水），然後用平板培養吸附其中的微生物，以平板上出現的菌落數推算空氣中的微生物數；沉降法的原理是將盛有營養瓊脂培養基的平板置空氣中暴露一定時間，經過培養後統計菌落數來推算空氣中的微生物數。
