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Environmental Microbiology A Laboratory Manual SECOND EDITION: 2004 Environmental Microbiology A Laboratory Manual S E C O N D E D I T I O N : 2 0 0 4 I.L. Pepper and C.P. Gerba Photography and Technical Editor: K.L. Josephson Copy Editor: E.R. Loya AMSTERDAM • BOSTON • HEIDELBERG • LONDON NEW YORK • OXFORD • PARIS • SAN DIEGO SAN FRANCISCO • SINGAPORE • SYDNEY • TOKYO Acquisition Editor: David Cella Project Manager: Sarah Hajduk Assistant Editor: Kelly Sonnack Marketing Manager: Linda Beattie Cover Design: Linda Rettich Interior Design: Accurate Art, Inc. Composition: SNP Best-Set Printer: The Maple-Vail Book Manufacturing Group Cover Printer: Phoenix Color Elsevier Academic Press 30 Corporate Drive, Suite 400, Burlington, MA 01803, USA 525 B Street, Suite 1900, San Diego, California 92101-4495, USA 84 Theobald's Road, London WC1X 8RR, UK This book is printed on acid-free paper. Copyright © 2005, Elsevier Inc. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopy, recording, or any information storage and retrieval system, without permission in writing from the publisher. Permissions may be sought directly from Elsevier’s Science & Technology Rights Department in Oxford, UK: phone: (+44) 1865 843830, fax: (+44) 1865 853333, e- mail: For my bravest dog—Moss. Her tag read: “Be kind—I’m blind.” You know—you can learn an awful lot from a blind dog that loves you. Ian Pepper, August 3, 2004 To Peggy, Peter and Phillip. Chuck Gerba, August 3, 2004 Table of Contents Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Manual Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv Suggested Soil Types and Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv SECTION ONE Basic Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 EXPERIMENT 1 Dilution and Plating of Bacteria and Growth Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Example Calculation of Mean Generation Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 EXPERIMENT 2 Soil Moisture Content Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Example Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 SECTION TWO Examination of Soil Microorganisms Via Microscopic and Cultural Assays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 EXPERIMENT 3 Contact Slide Assay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Table of Contents Copyright 2005 © by Elsevier Inc. All rights reserved. vii Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 EXPERIMENT 4 Filamentous Fungi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 EXPERIMENT 5 Bacteria and Actinomycetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 EXPERIMENT 6 Algae: Enumeration by MPN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 SECTION THREE Microbial Transformations and Response to Contaminants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 EXPERIMENT 7 Oxidation of Sulfur in Soil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 viii Copyright 2005 © by Elsevier Inc. All rights reserved. Table of Contents Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 EXPERIMENT 8 Dehydrogenase Activity of Soils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Example Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 EXPERIMENT 9 Nitrification and Denitrification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Assignment and Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 EXPERIMENT 10 Enrichment and Isolation of Bacteria that Degrade 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 EXPERIMENT 11 Adaptation of Soil Bacteria to Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Table of Contents Copyright 2005 © by Elsevier Inc. All rights reserved. ix Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 EXPERIMENT 12 Biodegradation of Phenol Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 EXPERIMENT 13 Assimilable Organic Carbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 EXPERIMENT 14 Biochemical Oxygen Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 SECTION FOUR Water Microbiology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 EXPERIMENT 15 Bacteriological Examination of Water: The Coliform MPN Test . . . . . . . 115 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 x Copyright 2005 © by Elsevier Inc. 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Environmental Microbiology, : A Laboratory Manual PDF

226 Pages·2004·2.98 MB·English
by  Ian L. Pepper - University of Birmingham B.Sc. in Chemistry 1970
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Environmental Microbiology A Laboratory Manual SECOND EDITION: 2004 Environmental Microbiology A Laboratory Manual S E C O N D E D I T I O N : 2 0 0 4 I.L. Pepper and C.P. Gerba Photography and Technical Editor: K.L. Josephson Copy Editor: E.R. Loya AMSTERDAM • BOSTON • HEIDELBERG • LONDON NEW YORK • OXFORD • PARIS • SAN DIEGO SAN FRANCISCO • SINGAPORE • SYDNEY • TOKYO Acquisition Editor: David Cella Project Manager: Sarah Hajduk Assistant Editor: Kelly Sonnack Marketing Manager: Linda Beattie Cover Design: Linda Rettich Interior Design: Accurate Art, Inc. Composition: SNP Best-Set Printer: The Maple-Vail Book Manufacturing Group Cover Printer: Phoenix Color Elsevier Academic Press 30 Corporate Drive, Suite 400, Burlington, MA 01803, USA 525 B Street, Suite 1900, San Diego, California 92101-4495, USA 84 Theobald's Road, London WC1X 8RR, UK This book is printed on acid-free paper. Copyright © 2005, Elsevier Inc. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopy, recording, or any information storage and retrieval system, without permission in writing from the publisher. Permissions may be sought directly from Elsevier’s Science & Technology Rights Department in Oxford, UK: phone: (+44) 1865 843830, fax: (+44) 1865 853333, e- mail: For my bravest dog—Moss. Her tag read: “Be kind—I’m blind.” You know—you can learn an awful lot from a blind dog that loves you. Ian Pepper, August 3, 2004 To Peggy, Peter and Phillip. Chuck Gerba, August 3, 2004 Table of Contents Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Manual Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv Suggested Soil Types and Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv SECTION ONE Basic Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 EXPERIMENT 1 Dilution and Plating of Bacteria and Growth Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Example Calculation of Mean Generation Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 EXPERIMENT 2 Soil Moisture Content Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Example Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 SECTION TWO Examination of Soil Microorganisms Via Microscopic and Cultural Assays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 EXPERIMENT 3 Contact Slide Assay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Table of Contents Copyright 2005 © by Elsevier Inc. All rights reserved. vii Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 EXPERIMENT 4 Filamentous Fungi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 EXPERIMENT 5 Bacteria and Actinomycetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 EXPERIMENT 6 Algae: Enumeration by MPN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 SECTION THREE Microbial Transformations and Response to Contaminants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 EXPERIMENT 7 Oxidation of Sulfur in Soil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 viii Copyright 2005 © by Elsevier Inc. All rights reserved. Table of Contents Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 EXPERIMENT 8 Dehydrogenase Activity of Soils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Example Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 EXPERIMENT 9 Nitrification and Denitrification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Assignment and Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 EXPERIMENT 10 Enrichment and Isolation of Bacteria that Degrade 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 EXPERIMENT 11 Adaptation of Soil Bacteria to Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Table of Contents Copyright 2005 © by Elsevier Inc. All rights reserved. ix Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 EXPERIMENT 12 Biodegradation of Phenol Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 EXPERIMENT 13 Assimilable Organic Carbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 EXPERIMENT 14 Biochemical Oxygen Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Potential Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Questions and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 SECTION FOUR Water Microbiology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 EXPERIMENT 15 Bacteriological Examination of Water: The Coliform MPN Test . . . . . . . 115 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Theory and Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Tricks of the Trade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 x Copyright 2005 © by Elsevier Inc. 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