Format książki - wersja cyfrowa (dostęp online)

Podręcznik w przejrzysty sposób opisuje wybrane zagadnienia z ekologii, morfologii wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę, rolę mikroorganizmów w obiegu pierwiastków w przyrodzie czy biologiczne metody klasyfikacji wód. Przedstawia wodę, glebę i powietrze jako środowiska bytowania i przenoszenia mikroorganizmów. Podręcznik przeznaczony jest dla studentów i pracowników naukowych uniwersytetów, akademii rolniczych i uczelni technicznych zajmujących się ochroną i inżynierią środowiska.

Zakres tematyczny podręcznika obejmuje podstawy biologii środowiska podane w 5-ciu rozdziałach, dotyczących kolejno:

• Rozdział 1 Wybranych zagadnień z ekologii.
• Rozdział 2 Morfologii wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę.
• Rozdział 3 Roli mikroorganizmów w obiegu pierwiastków w przyrodzie.
• Rozdział 4 Biologicznych metod klasyfikacji wód.
• Rozdział 5 Wody, gleby i powietrza jako środowisk bytowania i przenoszenia mikroorganizmów.

Rozdział 1, w którym podano wybrane zagadnienia z ekologii stanowiące podstawę wiedzy przedstawionej w dalszych rozdziałach podręcznika, dotyczącej interakcji pomiędzy organizmami a środowiskiem ich bytowania. Rozdział zawiera omówienie praw ekologicznych takich jak prawo minimum Libiega, prawo tolerancji Shelforda oraz prawa biocenotyczne Thienemana. Podane są definicje pojęć związanych ze strukturą biologiczną środowiska, m.in. niszy ekologicznej i siedliska. Przedstawiono charakterystykę poziomów organizacji biosfery, gatunku, populacji, biocenozy i ekosystemu. Opis ekosystemu uwzględnia takie zagadnienia jak krążenie materii i przepływ energii, produkcja pierwotna i wtórna, piramida troficzna oraz sukcesja z uwzględnieniem sukcesji autogenicznej, allogenicznej oraz pierwotnej i wtórnej. Omówiono problematykę bioróżnorodności i metody jej pomiaru oraz znaczenie dla ekosystemów. Część dotyczącą poziomów organizacji biosfery podsumowuje ogólna charakterystyka. W następnych podrozdziałach omówiono śródlądowe ekosystemy wodne. W tej części zawarto charakterystykę właściwości wody jako środowiska życia organizmów, a m.in. przedstawiono budowę cząsteczki wody, anomalie gęstości, ciepło właściwe, napięcie powierzchniowe i przenikalność dielektryczną. Podano podział ekosystemów wodnych i szczegółowy opis jezior i rzek z uwzględnieniem stratyfikacji termicznej, stref świetlnych oraz występowania organizmów. Omówiono sukcesje ekosystemów wodnych. Rozdział zilustrowano 17 rysunkami i 4 tabelami.

Rozdział 2 dotyczący morfologii wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę uwzględnia charakterystykę morfologiczną wirusów, Procaryota, Eucaryota, budowę, wielkość i formy bakterii, ważniejsze struktury komórkowe bakterii (otoczki, rzęski, ściana komórkowa, błona cytoplazmatyczna, przetrwalniki) oraz zasady nomenklatury bakterii. Dokumentację tej części rozdziału stanowi 12 rysunków. Podano także charakterystykę morfologiczną sinic, zilustrowaną zbiorczym rysunkiem. Podrozdział dotyczący grzybów obejmuje charakterystykę ogólną tej grupy organizmów, ich systematykę oraz szczegółowy opis morfologii i mechanizmów rozmnażania głównych grup grzybów o znaczeniu użytkowym (drożdże i grzyby drożdżopodobne oraz grzyby strzępkowe). Ilustrację tego podrozdziału stanowi 12 rysunków. W kolejnych podrozdziałach opisano morfologię glonów z uwzględnieniem gromad tobołków, euglenin, glonów złocistych i zielenic, zilustrowaną na 18 zbiorczych*) rysunkach, roślin telomowych (podgromady - mszaki, widłakowe, skrzypowe, paprociowe, okrytozalążkowe, w tym klasa dwuliścienne i jednoliścienne) oraz makrofitów (rośliny wodne i bagienne - 6 rysunków) W podrozdziale rośliny telomowe zamieszczono 2 tabele liczące 7 stron formatu A4 zawierające wykaz wybranych przedstawicieli roślin dwuliściennych i jednoliściennych występujących w Polsce wraz z siedliskami ich bytowania.
Organizmy zwierzęce zasiedlające biosferę omówiono w 2-ch kolejnych obszernych podrozdziałach, z wyróżnieniem pierwotniaków i bezkręgowców słodkowodnych. W pierwszym z tych podrozdziałów omówiono 3 typy tych organizmów (wiciowe, zarodziowe, orzęski), których morfologię zilustrowano na 11 zbiorczych rysunkach. W podrozdziale bezkręgowce słodkowodne zawarty jest opis morfologii i ekologii przedstawicieli podkrólestwa Parazoa i Eumetazoa (typy parzydełkowce, płazińce, obleńce, wrotki, pierścienice, mszywioły, mięczaki, stawonogi z wyróżnieniem gromad skorupiaków, pajęczaków, owadów). Ten podrozdział zawiera 34 zbiorczych rysunków omawianych organizmów zwierzęcych.

W rozdziale 3 omówiono przemiany biochemiczne wchodzące w skład obiegu węgla, azotu, siarki, fosforu i żelaza. Zakres tematyczny przemian związków węgla obejmuje zagadnienia związane z asymilacją dwutlenku węgla (fotosynteza, chemosynteza, heterotroficzne wiązanie CO2) oraz utlenianiem (oddychaniem) związków organicznych (węglowodany, tłuszcze, białka). Rozdział ten zilustrowany jest 17 rysunkami, w większości będących oryginalnymi opracowaniami autorów. W podrozdziale dotyczącym obiegu azotu w środowisku omówiono procesy mineralizacji związków organicznych zawierających azot, procesy nitryfikacji, denitryfikacji, dysymilacyjnej redukcji azotanów do amoniaku, asymilacji azotanów i wiązania azotu cząsteczkowego. Podrozdział ten zilustrowany jest 4 tabelami oraz 10 oryginalnymi rysunkami. Obieg siarki scharakteryzowany jest na podstawie omówienia procesów utleniania tego pierwiastka i jego zredukowanych związków oraz redukcji nieorganicznych związków siarki z uwzględnieniem drogi dysymilacyjnej i asymilacyjnej tego procesu. Przemiany w.w. związków zilustrowane są na 2 oryginalnych rysunkach i w 3-ch tabelach. W podrozdziale dotyczącym obiegu fosforu scharakteryzowano występowanie związków fosforu w środowisku oraz przemiany fosforu w komórkach bakterii. Zagadnienia te zilustrowano na 3 oryginalnych rysunkach i w 3 tabelach. Obieg żelaza w środowisku omówiono uwzględniając występowanie tego pierwiastka w środowisku, jego wpływ na organizmy żywe oraz procesy utleniania i redukcji związków żelaza. Ilustracja przemian mikrobiologicznych związków żelaza na 5 oryginalnych rysunkach i 3-ch tabelach ułatwia zrozumienie opisywanych zagadnień.

Rozdział 4 zawiera opis metod stosowanych do oceny jakości wód na podstawie wybranych zespołów organizmów i wskaźników biologicznych. Podano w nim podział wód śródlądowych oraz metod oceny ich stanu ekologicznego zgodne z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie klasyfikacji jednolitych części wód powierzchniowych. Omówiono ocenę i klasyfikację wód na podstawie analizy fitobentosu: indeksu okrzemkowego IO dla rzek i indeksu IOJ dla jezior oraz badań makrofitów: indeksu MIR dla rzek i makrofitowego wskaźnika stanu ekologicznego ESMI dla jezior. Przedstawiono następnie ocenę jakości wód na podstawie zawartości chlorofilu "a" oznaczonego w planktonie. Opisano metodę klasyfikacji wód przy zastosowaniu analizy zespołu makrobezkręgowców bentosowych. W końcowych podrozdziałach przedstawiono system saprobów oraz stosowane do jego interpretacji metody obliczeniowe będące przez wiele lat podstawą biologicznej klasyfikacji jakości wód powierzchniowych. Rozdział zilustrowano 14 tabelami i 1 rysunkiem.

Rozdział 5 stanowi podsumowanie dotychczas dostępnej wiedzy w tej tematyce. W podrozdziale dotyczącym wody jako siedliska bytowania i przenoszenia mikroorganizmów omówiono wpływ warunków abiotycznych na ich rozwój (temperatura, promieniowanie świetlne, ciśnienie hydrostatyczne, pH, Eh, substancje pokarmowe, substancje toksyczne, zasolenie, gazy), grupy mikroorganizmów występujące w wodzie i ich liczebność oraz podano charakterystykę głównych grup mikroorganizmów przenoszonych przez wodę (Salmonella sp. Shigella sp., Vibrio sp., patogenne szczepy Escherichia coli, Legionella pneumophila, gronkowce, Campylobacter sp., Helicobacter sp., Yersinia sp., sinice, grzyby mikroskopowe, wirusy). Podrozdział ten kończy opis metod badania wody według obowiązujących przepisów prawnych. Ilustracja załączonego materiału naukowego jest zawarta w 10 tabelach oraz na 5 oryginalnych rysunkach. W podrozdziale dotyczącym gleby jako środowiska bytowania i przenoszenia mikroorganizmów scharakteryzowano skład i funkcje zespołów mikroflory i mikrofauny występujących w glebie, wpływ czynników abiotycznych na rozwój mikroorganizmów w niej występujących, przenoszenie przez glebę mikroorganizmów chorobotwórczych (Clostridium perfringens, C.tetani, C.botulinum, Bacillus anthracis) oraz metody badań mikrobiologicznych gleby. Materiałem dokumentującym podane wyżej zagadnienie są 2 tabele i 6 rysunków. Podrozdział dotyczący powietrza jako miejsca występowania i przenoszenia mikroorganizmów uwzględnia charakterystykę mikroflory powietrza atmosferycznego oraz pomieszczeń zamkniętych, głównie jego zanieczyszczeń bakteriami chorobotwórczymi (Mycobacterium tuberculosis, Corynobacterium diphteriae, Streptococcus pyogenes grupy A, Klebsiella pneumoniae) oraz metody badań mikrobiologicznych powietrza. Opis w.w. zagadnień ilustruje 7 tabel i 2 oryginalne rysunki.

Podręcznik w w.w. zakresie tematycznym liczy 500 stron, w tym ilość rycin ilustrujących przedstawione treści wynosi 750 oraz 30 tabel, będących w większości oryginalnymi opracowaniami autorów. Przygotowano go wykorzystując 100 prac źródłowych i kilkanaście podręczników zagranicznych. Wykaz cytowanych pozycji literaturowych podano odrębnie dla każdego rozdziału.

ROZDZIAŁ I - Wybrane zagadnienia z ekologii
1.1. Charakterystyka poziomów organizacji biosfery
1.1.1. Gatunek
1.1.2. Populacja
1.1.2.1. Zagęszczenie populacji
1.1.2.2. Struktura populacji
1.1.2.3. Oddziaływania wewnątrzgatunkowe
1.1.3. Biocenoza
1.1.3.1. Oddziaływania międzygatunkowe
1.1.3.2. Struktura biocenozy
1.1.4. Ekosystem
1.1.4.1. Struktura troficzna, produkcja pierwotna i wtórna
1.1.4.2. Piramida troficzna
1.1.4.3. Sukcesja
1.1.4.4. Różnorodność biologiczna
1.1.5. Biosfera
1.2. Ekosystemy wodne
1.2.1. Właściwości wody jako środowiska życia organizmów
1.2.2. Podział ekosystemów wodnych
1.2.2.1. Ekosystemy słodkowodne
1.2.2.2. Sukcesja w ekosystemach wodnych

ROZDZIAŁ II - Charakterystyka wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę
2.1. Wirusy
2.2. Prokaryota
2.3. Eukaryota
2.4. Bakterie
2.4.1. Budowa, wielkość i forma bakterii
2.4.2. Ważniejsze struktury komórkowe bakterii
2.4.3. Zasady nomenklatury bakterii
2.5. Sinice - cyjanobakterie
2.6. Grzyby
2.6.1. Charakterystyka ogólna
2.6.2. Systematyka
2.6.3. Główne grupy grzybów o znaczeniu użytkowym
2.7. Glon
2.7.1. Gromada: tobołki – Pyrrophyta
2.7.2. Gromada: eugleniny (klejnotki) – Euglenophyta
2.7.3. Gromada: glony złociste (chrysofity) – Chrysophyta
2.7.4. Gromada: zielenice – Chlorophyta
2.8. Rośliny telomowe (rośliny osiowe)
2.8.1. Podgromada: mszaki – Bryophytina
2.8.2. Podgromada: widłakowe – Lycophytina
2.8.3. Podgromada: skrzypowe – Sphenophytina
2.8.4. Podgromada: paprociowe – Pterophytina
2.8.5. Podgromada: okrytozalążkowe – Magnoliophytina (Angiospermae)
2.9. Makrofity
2.10. Pierwotniaki
2.10.1. Typ: wiciowe – Mastigota
2.10.2. Typ: zarodziowe – Sarcodina
2.10.3. Typ: orzęski – Ciliata
2.11. Bezkręgowce słodkowodne
2.11.1. Podkrólestwo: Parazoa
2.11.2. Podkrólestwo: tkankowce – Eumetazoa

ROZDZIAŁ III - Rola mikroorganizmów w obiegu pierwiastków biogennych w środowisku
3.1. Obieg węgla
3.1.1. Asymilacja ditlenku węgla
3.1.2. Utlenianie związków organicznych (oddychanie)
3.1.2.1. Rozkład bezazotowych związków organicznych
3.1.2.2. Rozkład związków organicznych zawierających azot (białek) – scharakteryzowano w rozdziale obieg azotu
3.2. Obieg azotu
3.2.1. Mineralizacja związków organicznych zawierających azot (białek)
3.2.2. Nitryfikacja
3.2.3. Denitryfikacja
3.2.4. Dysymilacyjna redukcja azotanów do amoniaku
3.2.5. Asymilacja azotanów (immobilizacja azotanów)
3.2.6. Wiązanie azotu cząsteczkowego
3.3. Obieg siarki
3.3.1. Utlenianie siarki i jej zredukowanych związków
3.3.2. Redukcja nieorganicznych związków siarki
3.3.2.1. Dysymilacyjna redukcja siarczanów
3.3.2.2. Asymilacyjna redukcja siarczanów
3.4. Obieg fosforu
3.4.1. Występowanie związków fosforu w środowisku
3.4.2. Przemiany fosforu w komórkach bakterii
3.5. Obieg żelaza
3.5.1. Występowanie w środowisku
3.5.2. Wpływ na organizmy żywe
3.5.3. Przemiany mikrobiologiczne związków żelaza w środowisku
3.5.3.1. Utlenianie związków żelaza
3.5.3.2. Redukcja związków żelaza
3.5.4. Obieg żelaza w środowisku

ROZDZIAŁ IV - Biologiczne metody klasyfikacji jakości wód
4.1. Wskaźniki fitobentosowe; indeksy okrzemkowe
4.1.1. Multimetryczny indeks okrzemkowy IO dla rzek
4.1.2. Multimetryczny indeks okrzemkowy IOJ dla jezior
4.2. Makrofity jako wskaźniki stanu ekologicznego jednolitych części wód. Makrofitowy Indeks Rzeczny MIR i Makrofitowy Indeks Stanu Ekologicznego ESMI dla jezior
4.2.1. Ocena i klasyfikacja rzek na podstawie indeksu makrofitów MIR
4.2.2. Ocena stanu ekologicznego jezior na podstawie analizy makrofitów
4.3. Ocena klasy jakości wód na podstawie chlorofilu a zawartego w fitoplanktonie
4.4. Metoda klasyfikacji wód rzek na podstawie analizy zespołu makrobezkręgowców bentosowych
4.5. System saprobów
4.5.1. Metody obliczeniowe oceny jakości wód
4.6. Ochrona zbiorników wodnych przed zanieczyszczeniami

ROZDZIAŁ V - Woda, gleba i powietrze jako środowisko bytowania i przenoszenia mikroorganizmów
5.1. Woda
5.1.1. Woda jako środowisko bytowania mikroorganizmów, wpływ warunków abiotycznych na ich rozwój
5.1.2. Grupy mikroorganizmów występujące w wodzie i ich liczebność
5.1.3. Przenoszenie przez wodę mikroorganizmów chorobotwórczych
5.1.4. Metody badania wody
5.2. Gleba
5.2.1. Gleba jako środowisko bytowania mikroorganizmów
5.2.2. Skład i funkcje zespołów mikroflory i fauny występujących w glebie
5.2.3. Wpływ czynników abiotycznych na rozwój mikroorganizmów w glebie
5.2.4. Przenoszenie przez glebę mikroorganizmów chorobotwórczych
5.2.5. Metody badań mikrobiologicznych gleby
5.3. Powietrze
5.3.1. Mikroflora powietrza
5.3.2. Powietrze jako miejsce przenoszenia mikroorganizmów chorobotwórczych
5.3.3. Metody badań mikrobiologicznych powietrza

Autorzy: Anna Grabińska-Łoniewska, Maria Łebkowska, Bożena Słomczyńska, Tomasz Słomczyński, Anna Rutkowska-Narożniak, Ewa Zborowska

Recenzenci: prof. dr hab. inż. Lesław Kufel, prof. dr hab. inż. Teresa Korniłłowicz-Kowalska

Wydanie: pierwsze

Rok wydania: 2011

ISBN: 978-83-60956-27-4

Ilość stron: 400

Wydawca: Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o.

Format książki:  wersja cyfrowa (dostęp online)

prof. dr hab. Anna Grabińska-Łoniewska, mikrobiolog, związana z Politechnika Warszawską, autorka 17 prac przeglądowych, monografii i rozpraw, 100 artykułów naukowych oraz 9 podręczników akademickich z dziedziny biologii biocenoz zasiedlających urządzenia do oczyszczania ścieków i uzdatniania wody oraz sieć wodociągową, a także mikrobiologii procesów fermentacji metanowej i procesu kompostowania odpadów miejskich. Z dziedziny będącej w zakresie tematycznym niniejszej książki, jest autorką monografii pt.  
"Biologiczne przemiany żelaza i manganu w środowisku oraz w urządzeniach wodociągowych i ciepłowniczych" wydanej w 2000 r. przez Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych oraz książki pt.  
"Microbial examination of drinking-water distribution systems:  
problems and solutions" wydanej w 2005 r. przez European Centre of Excellence CEMERA.
Pomysłodawca i współautorka podręcznkia  pt. „Mikroorganizmy chorobotwórcze i potencjalnie chorobotwórcze w ekosystemach wodnych i sieciach wodociągowych”


prof. zw. dr hab. Maria Łebkowska, mikrobiolog, pracuje w Politechnice Warszawskiej na Wydziale Inżynierii Środowiska, w Zakładzie Biologii. Jest autorką i współautorką ponad 160 opublikowanych prac i 200 ekspertyz oraz 3 patentów. Jest specjalistą w dziedzinie biotechnologii w inżynierii środowiska oraz ekotoksykologii. Wydany przez PWN w 2003 r, we współautorstwie podręcznik "Biotechnologia w ochronie środowiska" cieszy się uznaniem środowiska naukowego i studentów.

dr Anna Rutkowska Narożniak, hydrobiolog, absolwentka Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Od 1986 roku związana z Politechniką Warszawską. W roku 1997 obroniła pracę doktorską na temat zastosowania stałego pola magnetycznego do intensyfikacji biodegradacji zanieczyszczeń w ściekach. Jest autorką prac między innymi  z zakresu biodegradacji ścieków i ekotoksykologii. Obecnie jest nauczycielem akademickim w Zakładzie Biologii na Wydziale Inżynierii Środowiska.

dr Bożenna Słomczyńska, biolog, jest wykładowcą ekologii i ochrony przyrody na Wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Opublikowała ponad 50 artykułów głównie o tematyce poświęconej ocenom oddziaływania związków chemicznych zawartych w ściekach i odciekach na organizmy wodne. Zajmuje się problematyką biomonitoringu wód. Jest wysokiej klasy specjalistą w zakresie ekotoksykologii.

dr Tomasz Słomczyński, adiunkt w Zakładzie Biologii Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Studia na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego na kierunku biologia specjalność mikrobiologia środowisk, doktor nauk technicznych w zakresie biologii środowiska. Autor 3 patentów a także ponad 70 publikacji i opracowań z zakresu mikrobiologii wody i ścieków, biotechnologii oczyszczania ścieków osadów ściekowych  i odpadów oraz  4 skryptów opublikowanych przez Oficynę Wydawniczą Politechniki Warszawskiej z mikrobiologii ogólnej i przemysłowej oraz biologii środowiska. Wykładowca na studiach podyplomowych „Uzdatnianie wody, oczyszczanie ścieków i unieszkodliwianie odpadów” oraz „Zintegrowane Systemy Zarządzania Jakością, Środowiskiem, BHP”. 

dr Ewa Zborowska, mikrobiolog, pracownik Zakładu Biologii na Politechnice Warszawskiej. Współautorka skryptów do zajęć laboratoryjnych z mikrobiologii ogólnej, biologii środowiska i biotechnologii w inżynierii środowiska. Autorka artykułów naukowych z dziedziny bioremediacji gruntów z produktów ropopochodnych, biologicznych metod usuwania zanieczyszczeń gazowych i oczyszczania ścieków.