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环境工程微生物

环境工程微生物

[判断题]

1、BOD5值越大,表明该物质越难被生物降解。

参考答案:

[判断题]

2、EMP途径广泛存在于好氧菌、兼性好氧菌和厌氧菌中。

参考答案:

[判断题]

3、微生物中不表现生长特性的是病毒。

参考答案:

[判断题]

4、细菌芽孢是一种具独立繁殖的生命形式。

参考答案:

[判断题]

5、在土壤环境中生物量分布最大的是Bacillus。

参考答案:

[判断题]

6、细菌鞭毛的起源和着生部位都在细胞壁上。

参考答案:

[判断题]

7、微生物菌落中的成员全部来自一个单细菌的祖先。

参考答案:

[判断题]

8、在分子生物学水平古细菌与真细菌之间没有显著差异。

参考答案:

[填空题]

9原生动物在污水净化系统中的作用?

随反应器中水质梯度变化,原生动物的种类演化有什么规律?

为什么说细菌是生物净化的“主力军”?

参考答案:

1.原生动物及微型后生动物在污水生物处理水体污染及自净中起到了3个积极作用:

①指示作用 根据原生动物消长的规律性初步判断污水净化程度,或根据原生动物的个体形态生长状况的变化预报进水水质和运行条件正常与否。

②净化作用 原生动物的营养类型多样,腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收污水中的溶解性有机物。

大多数原生动物是动物性营养它们吞食有机颗粒和游离细菌及其他微小的生物,对净化水质起积极作用。

③促进絮凝作用和沉淀作用 固着型纤毛虫本身具有沉降性能,加上和细菌形成絮体,更有利于二沉池的泥水分离。

2.随着污水净化和水体自净程度的提高,原生动物及微型后生动物出现的先后次序是:

细菌→植物性鞭毛虫→肉足虫(变形虫)→动物性鞭毛虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→固着型纤毛虫→轮虫

3.在水处理工程领域内,将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块称为菌胶团,这是广义上的菌胶团菌胶团是活性污泥的结构和功能的中心,表现在数量上占绝对优势(丝状膨胀的活性污泥除外),是活性污泥的基本组分。

它的作用表现在:

①有很强的生物絮凝吸附能力和氧化分解有机物的能力。

一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏,则对有机物的去除率明显下降,甚至无去污能力。

②菌胶团对有机物的吸附和分解,为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。

③为原生动物和微型后生动物提供了附着和栖息场所。

 所以说细菌是生物进化的“主力军”。

[填空题]

10BOD的高低为什么既可以用来反映某些污染物的量和污水的浓度,也可反映该物质在有氧环境中生物对其的可利用性和该物质对环境可能造成的危害程度?

水体为什么具有自净特性?

参考答案:

1.BOD即生化需氧量,表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。

说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化和气体化时所消耗的水中溶解氧的总数量,其单位用mg/L表示。

其值越高,说明水中有机污染物质越多,污水的浓度越大,对环境造成的危害程度也越高,同时有氧环境中生物对其的可利用性越大。

因此,BOD的高低既可以用来反映某些污染物的量和污水的浓度,也可反映该物质在有氧环境中生物对其的可利用性和该物质对环境可能造成的危害程度。

2.河流接纳了一定量的有机污染物后,在物理的、化学的和水生微生物、动物、植物等因素的综合作用后得到净化。

水质恢复到污染前的水平和状态,这叫水体自净。

任何水体都有其自净容量。

自净容量是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。

[填空题]

11污泥负荷(F/M)过高或过低对活性污泥中的微生物有什么影响?

控制污泥负荷在废水生物处理中有什么意义?

参考答案:

当活性污泥法处理系统在高BOD5污泥负荷条件下运行时,活性污泥的污泥泥龄较短,每降解单位质量BOD5的需氧量就较低。

这是因为在高负荷条件下,一部分被吸附而未被摄入细胞体内的有机污染物随剩余污泥排出。

同时,在高负荷条件下活性污泥的内源代谢作用弱,因此需氧量较低。

与之相反,当BOD5污泥负荷较低,污泥泥龄较长,微生物对有机污染物分解代谢程度较深,微生物的内源代谢时间长,这样降解单位质量BOD5需氧量就较高。

活性污泥要保持正常状态,BOD5污泥负荷在0.2~0.3Kg/(KgMLSS.d)为宜。

污泥负荷过高或过低时容易发生活性污泥丝状膨胀。

控制污泥负荷,有助于控制活性污泥丝状膨胀。

[填空题]

12沼气发酵的基本原理是什么?

这种原理在环境工程中有何用途?

参考答案:

1.第一阶段:

是水解和发酵性细菌群将复杂有机物如纤维素淀粉等水解为单糖后,再酵解为丙酮酸;将蛋白质水解为氨基酸,脱氨基成有机酸和氨;脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。

第二阶段:

产氢和产乙酸菌群把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。

第三阶段:

微生物是两组生理性质不同的专性厌氧产甲烷菌群。

一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷;另一种是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳,或利用甲酸、甲醇及甲基氨裂解成甲烷。

第四阶段:

为同型产乙酸阶段,是同型产乙酸细菌将氢气和二氧化碳转化为乙酸的过程。

2.沼气发酵也称厌氧消化,在环境工程中常用来处理高浓度有机废水或剩余活性污泥。

[填空题]

13从微生物学角度分析污水生物处理效果与构筑物环境条件之间的相互关系?

参考答案:

城市生活污水和工业废水生物处理的方法很多,根据微生物与氧的关系分为好氧处理和厌氧处理两大类。

根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态,分为活性污泥法和生物膜法。

城市生活污水和工业废水的各种生物处理构筑物为活性污泥或生物膜提供一个环境(有氧环境和无氧环境)。

构筑物中充满活性污泥或生物膜,或活性污泥和生物膜的混合样。

有氧环境或无氧环境与其中的活性污泥和生物膜就构成了一个生态系统。

活性污泥和生物膜是净化污水的工作主体。

[填空题]

14什么叫水体自净?

试分析水体自净的基本原理,并阐述自净内容。

参考答案:

河流接纳了一定量的有机污染物后,在物理的、化学的和水生微生物、动物、植物等因素的综合作用后得到净化。

水质恢复到污染前的水平和状态,这叫水体自净。

任何水体都有其自净容量。

自净容量是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。

自净过程大致如下:

(1)有机污染物排入水体后被水体稀释,有机和无机固体物质沉降到河底。

(2)水体中好样细菌利用溶解氧把有机物分解为简单的有机物和无机物,并用以组成自身的有机体。

水中溶解氧急速下降致零,此时鱼类绝迹,原生动物、轮虫、浮游甲壳动物死亡,厌氧菌大量繁殖,对有机物进行厌氧分解。

有机物经细菌完全无机化后,产物为二氧化碳、水、磷酸根、氨气和硫化氢。

氨气和硫化氢继续在硝化细菌和硫化细菌作用下生成硝酸根和硫酸根。

(3)水体中溶解氧在异养菌分解有机物时被消耗,大气中的氧刚溶于水就被迅速用掉,尽管水中藻类在白天进行光合作用放出氧气,但氧复速率仍小于好氧速率,氧垂曲线下降。

在最缺氧点有机物的好氧速率等于河流的复氧速率。

再往下游的有机物减少,复氧速率大于好氧速率,氧垂曲线上升。

如果河流不再被有机物污染,河水中溶解氧可恢复到原来水平,甚至饱和。

(4)随着水体的自净,有机物缺乏和其他原因使细菌死亡。

据测定,细菌死亡数大约为80%~90%。

[填空题]

15研究水体自净对污水生物处理有什么意义?

自净基础是什么?

参考答案:

水体自净是污水生物处理的基本原理所在,污水处理通过各种方法把污水中的污染物质分离出来,或使其转化为无害的物质,从而使污水得到净化的过程。

处理污水的方法有物理法、化学法、物理化学法、生物法四种。

物理法主要是通过物理作用来分离或回收污水中的悬浮物质;化学法主要借助化学反应的作用,来回收或去除污水中的溶解性物质;物理化学法是用物理和化学的过程来分离污水中的溶解性污染物,以及使水循环利用等;生物法是利用水中的微生物使污水中的有机污染物分解和转化为简单物质的过程。

大多数废水生物处理都是对水体自净过程某些作用的加强。

一些新技术的出现也和水体自净规律的研究有着密切的联系。

在污水处理中常用到的活性污泥法(包含吸附作用、代谢作用、凝聚和沉降)生物膜法、稳定塘法、厌氧处理法等方法,都是利用水体自净的原理处理,关键是生物链。

[填空题]

16酶的催化特性是什么?

参考答案:

1.酶具有一般催化剂的共性

酶积极参与生物化学反应,加速反应速率,缩短反应到达平衡所需要的时间,但不改变平衡点。

2.酶的催化作用具有高度的专一性。

一种酶只能作用一种物质或一类物质,或催化一类或一种化学反应产生相应的产物。

3.酶的催化反应条件温和

酶只需在常温常压和近中性的水溶液中进行催化反应。

4.酶对环境条件的变化极为敏感

高温、强酸、强碱等能使酶丧失活性;重金属离子会钝化酶使之失活。

5.酶的催化效率极高

酶催化效率极高的原因是酶能降低反应的能域,从而降低反应所需的活化能。

[填空题]

17污水厌氧处理过程有哪些微生物类群参与?

其有机物是如何转化的?

参考答案:

[填空题]

18藻类繁殖为什么会影响出水水质?

参考答案:

水体中由于蓝细菌、藻类和异样细菌的代谢活动,耗尽了水中的溶解氧,大量的藻类覆盖在水面,大气中的氧不易溶于水,造成缺氧,使浮游动物、鱼类无法生存,加上藻类分泌致臭致毒物质及其死亡、腐败,严重影响出水水质。

[填空题]

19营养不足或耗尽时,细菌进行何种呼吸?

参考答案:

营养不足或耗尽时,细菌利用自身内部贮存的能源物质呼吸叫内源性呼吸。

[填空题]

20细菌的特殊结构是?

微生物有哪些共同特征?

微生物之间有哪些关系?

参考答案:

[填空题]

21原生动物在废水处理中有什么作用?

为什么说细菌在废水生物处理中起主要作用?

参考答案:

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[填空题]

22何谓污泥膨胀?

从微生物角度分析活性污泥膨胀的原因。

参考答案:

[填空题]

23沼气发酵中有哪些微生物类群参与?

其中有机物是怎样被转变的?

参考答案:

[填空题]

24污水生物处理效率直接受微生物生存因子影响,为了获得稳定处理效果,污水处理中应控制哪些环境因子?

参考答案:

[填空题]

25污水生物处理的效率与微生物的生存因子和营养配给息息相关,请从营养和生存因子两方面说明污水好氧生物处理时对污水水质有哪些要求?

参考答案:

[填空题]

26污水中氮和磷对环境有哪些危害?

参考答案:

氮、磷是微生物的重要营养源。

但水体中氮磷含量过多,危害极大。

最大的危害是引起水体富营养化。

在富营养化水体中,蓝细菌、绿藻等大量繁殖,有的蓝细菌产生毒素,毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康。

由于它们的死亡、腐败,又引起水体缺氧,使水质恶化。

不但影响人类生活,还严重影响工农业生产。

鉴于以上原因,脱氮除磷非常重要。

[填空题]

27厌氧消化和有机光合细菌都处理高浓度有机废水,它们各自处理污水的原理和参与的微生物类群是什么?

参考答案:

[填空题]

28处理污废水中为什么要脱氮除磷?

参考答案:

[填空题]

29为什么污水处理不但要除去有机物,还要脱氮?

参考答案:

在污水生物处理过程中,会产生硝酸盐亚硝酸盐等物质,若该种水中含N,排放到水中会使水体富营养化,造成水体缺氧,硝酸盐会在缺氧的水体中被反硝化为亚硝酸盐并积累。

亚硝酸盐遇氨转化为致癌物质亚硝酸铵,从而危害水生生物和污染饮用水源,危害人体健康,另外二级处理的水仍含有高浓度无机N化合物,会引起水体富营养化。

[填空题]

30试述活性污泥丝状膨胀的机理和对策。

参考答案:

[填空题]

31在连续培养和批式培养中微生物的生长曲线有何不同?

为什么两者不同?

参考答案:

1.分批培养:

将一定量的微生物接种在一个封闭的盛有一定体积的液体培养基的容器内。

保持一定的温度、PH和溶解氧,微生物在其中生长繁殖,结果出现微生物的数量由少变多、达到高峰后又由多变少,甚至死亡的变化规律,就是微生物的生长曲线。

连续培养是维持金水中营养成分恒定(对微生物的生长有限制作用的成分主要保持低浓度水平),以恒定的流速进水,以相同的流速流出代谢产物,使细菌处于最高的生长速率状态下生长的培养方式。

2.在污水生物处理的连续运行过程中,活性污泥中的微生物生长规律与分批培养的规律不一样,它只能是分批培养生长曲线的某一生长阶段:

或是加速期、或是对数期(生长上升阶段)、或是减速期、或是静止期(生长下降阶段)、或是衰亡期(内源呼吸阶段)。

[填空题]

32原生动物在污水生物处理中有哪些具体作用?

在传统好氧活性污泥和生物滤池中原生动物的分布有什么不同?

在脱氮除磷活性污泥系统中,与传统好氧活性污泥处理系统相比原生动物有什么不同?

参考答案:

[填空题]

33甲烷发酵中蛋白质、淀粉和脂肪经历了哪几个过程才被转化为甲烷的?

具体是如何转变的?

参考答案:

第一阶段:

水解和发酵

第二阶段:

产生乙酸和氢气

第三阶段:

生成甲烷

过程如下:

第一阶段:

是水解和发酵性细菌群将复杂有机物如纤维素淀粉等水解为单糖后,再酵解为丙酮酸;将蛋白质水解为氨基酸,脱氨基成有机酸和氨;脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。

第二阶段:

产氢和产乙酸菌群把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。

第三阶段:

微生物是两组生理性质不同的专性厌氧产甲烷菌群。

一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷;另一种是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳,或利用甲酸、甲醇及甲基氨裂解成甲烷。

[填空题]

34在污水生物净化中都由哪些微生物参与?

它们之间有什么关系?

举例说明。

参考答案:

污水生物净化分为好氧生物处理和厌氧生物处理。

好氧生物处理又分为活性污泥法和生物膜法。

活性污泥法中的微生物为菌胶团、酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫、线虫等)。

生物膜法中的微生物有:

生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫除生物。

[填空题]

35细菌、病毒、原生动物细胞结构与生理代谢的不同点是什么?

相同点是什么?

参考答案:

不同点:

病毒没有细胞结构,却有其自身特有的结构。

整个病毒体分两部分:

蛋白质衣壳和核酸内芯,两者构成核衣壳。

病毒没有合成蛋白质的结构——核糖体,也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统。

不具独立的代谢能力,必须专性寄生在活的敏感宿主细胞体内,依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。

细菌为单细胞结构,所有的细菌均有如下结构:

细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物质、拟核。

原生动物为单细胞结构,没有细胞壁,有细胞质膜、细胞质、有分化的细胞器,其细胞核有核膜。

有独立生活的生命特征和生理功能。

[填空题]

36细菌、病毒、原生动物它们是否有有害作用,主要是什么害处?

参考答案:

有。

病毒客观存在于生态系统中,由于寄生在生物体内,破坏生物机体,引起人类及人类密切相关的动植物疾病甚至死亡。

[填空题]

37什么是污泥膨胀?

它主要有哪几种类型?

参考答案:

[填空题]

38从细菌的营养、代谢与特殊构造等几个方面论述微生物是如何使废水净化的?

参考答案:

营养:

微生物要求的营养物质有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子。

无机营养型细菌氧化无机物维持生命,光能自养型细菌利用光合作用释放氧气供有机营养型细菌呼吸作用。

有机营养型细菌缺乏将无机物合成有机物的能力,只能利用有机物作为碳源和能源。

他们对有机物的利用能力直接影响水处理

效果,无机营养和有机营养的微生物在废水处理中往往表现为互生关系,两者生活在一个环境中互相取利。

废水中的氮包括大量的无机氮化合物及有机氮化合物,能被不同的微生物利用,废水中的氮先被亚硝化细菌,硝化细菌转化为亚硝酸盐、硝酸盐,再被反硝化细菌转化为氨气散逸到空气中。

代谢:

微生物若要进行生长繁殖,需来自外界吸收营养物以维持其生命活动,这些物质进入体内后一部分转化为细菌组分。

然而这些过程都需要能量,因此细菌通过能量代谢分解废水中的有机污染物使其无机化并产生能量,并利用能量和部分无机物或有机物合成细胞物质,从而达到废水净化的目的。

特殊构造:

细菌的特殊构造主要有荚膜、黏液层、菌胶团和衣鞘。

废水生物处理的细胞荚膜有生物吸附作用,将废水中的有机物、无机物等吸附在细菌体表面上。

黏液层在废水净化中有生物吸附作用,在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌黏液层冲刷入水中,以至增加水中有机物,它可被其它微生物利用。

菌胶团是活性污泥结构和功能的中心,具有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物的能力,在废水净化中起主要作用。

[填空题]

39微生物的产能方式有哪几类?

参考答案:

[填空题]

40废水生物处理和酶有什么关系?

参考答案:

废水生物处理是在微生物的作用下,利用微生物的新陈代谢作用,对有机污染物进行降解、稳定、无害化。

而构成新陈代谢的许多复杂的、有规律的物质变化和能量变化,都是在酶的催化下完成的。

离开了酶,微生物的生命活动就不能进行。

废水生物处理就不能进行。

[填空题]

41病原微生物分为哪几类?

常用的消毒方法?

它们的优缺点?

参考答案:

[填空题]

42简述放线菌、酵母菌、霉菌在废水处理中的作用。

参考答案:

放线菌:

有的菌种能使石油脱蜡‘烃类发酵、脱磷。

有的对氯化物、脂类化合物的分解能力强,适用于丙烯烃废水生物处理。

红球菌属能降解石油烃、清洁剂、苯、多氯联苯和多种杀虫剂。

酵母菌:

在煤油厂的含油、含酚废水生物处理过程中,假丝酵母菌和黏红酵母菌可起到积极的作用。

淀粉废水、柠檬酸残糖废水、油脂废水和味精废水均可利用酵母菌处理。

还可用酵母菌监测重金属。

霉菌:

镰刀霉分解无机氰化物的能力最强,对废水中氰化物的去除率达90%以上。

有的霉菌还可处理含硝基化合物的废水。

[填空题]

43不同生长阶段的细菌有什么特征?

参考答案:

[填空题]

44试述污水好氧生物处理和厌氧生物处理二者之间区别。

参考答案:

[填空题]

45什么是细菌的生长曲线?

细菌的生长繁殖分为哪几个时期?

常规的活性污泥法利用的是细菌生长曲线的哪一时期?

为什么?

参考答案:

[填空题]

46试述水体富营养化的概念及其评价方法。

参考答案:

1.由于某些因素,尤其是人类活动将富含氮磷的城市生活污水和工业废水排入湖泊、河流和海洋,是上述水体的氮磷营养过剩,促使水体中藻类过量生长,使淡水水体发生水华,使海洋发生赤潮,造成水体富营养化。

2.评价水体富营养化的方法有:

①观察蓝细菌和藻类等指示生物;

②测定生物的现存量;

③测定原初生产力;

④测定透明度;

⑤测定氮和磷等导致富营养化的物质。

将这5方面综合起来对水体的富营养化进行全面充分的评价。

[填空题]

47污化系统分为几带?

参考答案:

[填空题]

48污水生物处理过程中,原生动物起什么作用?

为什么细菌主要起净化作用?

活性污泥膨胀的主要原因是什么?

参考答案:

1.原生动物在污水生物处理系统中起到3个积极作用。

(1)指示作用

①可根据原生动物和微型后生动物的演替,根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度,还可判定活性污泥培养的成熟度。

②根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的好坏。

③还可根据原生动物遇恶劣环境改变形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。

(2)净化作用

原生动物的营养类型多样,腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸污水中的溶解性有机物。

大多数原生动物是动物性营养,它们吞食有机颗粒及游离细菌和其他微小的生物,对净化水质其积极作用。

(3)促进絮凝作用和沉淀作用

污水生物处理中主要靠细菌起净化作用和絮凝作用,然而有的细菌需要一定量的原生动物,有原生动物分泌一定的粘液物质协同和促使细菌发生絮凝作用。

2.在水处理工程领域内,将所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块称为菌胶团,这是广义上的菌胶团菌胶团是活性污泥的结构和功能的中心,表现在数量上占绝对优势(丝状膨胀的活性污泥除外),是活性污泥的基本组分。

菌胶团具有很强的生物絮凝、吸附能力,和氧化分解有机物的能力。

一旦菌团受到各种因素的影响和破坏,则对有机物的去除能力明显下降,甚至无去除能力。

3.活性污泥膨胀的原因有环境因素和生物因素,主导因素是丝状微生物的过度生长。

促进丝状微生物过度生长的环境因素有以下几种:

(1)温度

(2)溶解氧

(3)可溶性有机物及种类

(4)有机物浓度

[填空题]

49废水生物处理中为什么多是微生物混合群体而非纯种微生物?

好氧氧化塘中各种微生物之间又什么关系?

生物膜中各种微生物在膜形成以及净化中各有什么作用?

参考答案:

1.在一个污水生物处理系统的微生态系统中,不论是用好氧方法处理还是用厌氧方法处理,有好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物以一定的数量比例同时存在都是有好处的。

因为它们之间的关系是互相竞争、互相制约,但又互惠互利、协调和谐作用。

例如污水厌氧处理,需要人工制造无氧环境为产甲烷菌提供最基本的生存条件,但有时不免有疏忽或漏洞,可能有氧渗入,由于兼性厌氧的水解菌的存在,不但为产甲烷菌提供基质,还将渗入的氧消耗掉,确保了产甲烷菌的无氧环境;又如污水好样处理系统中,在正常情况下,好氧菌能充分发挥其作用,经污水净化彻底,但在供氧不足时好氧菌不能正常发挥作用。

由于兼性厌氧菌的存在,它们继续处理污水,只是净化作用的水平比好氧菌稍低。

因此,废水生物处理系统中,多是微生物混合群体,而非纯种微生物。

2.氧化塘是人工的、接近自然的生态系统。

在氧化塘内,藻类和细菌共同存在于同一环境中,保持互生关系。

其中还有霉菌、放线菌、原生动物、轮虫、线虫、浮游甲壳动物、寡毛类、软体动物及水生植物等组成一个生态系统。

其食物链与自然水体基本相同。

3.普通滤池内生物膜的微生物群落有:

生物膜生物、生物膜面生物及滤池扫除生物。

生物膜生物是以菌胶团为主要组分,辅以浮游球衣菌、藻类等。

它们起净化和稳定污水水质的功能。

生物膜面生物是固着型纤毛虫及微型后生动物,它们起促进滤池净化速度,提高滤池整体效率的功能。

滤池扫除生物有轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕瓢体虫等,它们起去除滤池内的污泥,防止污泥集聚和堵塞的功能。

[判断题]

50、肉足类原生动物的运动器官是纤毛和鞭毛。

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