微生物在自然界的分布极其广泛，土壤、水体、工农业产品和动植物体内外是它们的主要栖息地，空气中也有大量微生物分布，是环境生物的主要组成之一。微生物在自然界物质循环中发挥着至关重要的作用，在整个生态系统中它们主要担负着分解者（还原者）的角色，对生物圈的碳、氮、磷、硫等元素的生物地球化学循环起着关键作用，不仅与生物圈协调和发展有重大关系，还与农业生产、污染防治和金属矿产的开发利用等密切相关。

由于微生物细胞与环境接触的直接性和对其反应的敏感性，使微生物成为环境监测中的重要指示生物。当环境受到人、畜污染时，环境中微生物的数量可大量增加。通过监测环境中的微生物群落（种类、数量），可反映环境污染状况，对于环境质量评价、环境卫生监督等方面具有重要的意义。目前微生物监测工作主要用于水环境质量评价领域中。

（一）水中微生物的生态条件

地球表面的70％为各类水体所覆盖。根据形成因素可分为天然水体和人工水体两大类。天然水体包括海洋、江河、湖泊、湿地和泉水等，人工水体包括水库、运河以及各种污水处理系统。不同的水生环境其微生物种类和数量有较大差异，但总体来说水体是适宜于微生物生存的主要生态环境之一。

1．营养状况

水体是一种很好的溶剂，溶解有氮、磷、硫等无机营养和以污水、根叶、动植物尸体以及类似的形式进入水中的有机物质。各种水体中营养状况有很大差异。

2．温度

各种水体有较大差异，并随着季节等有较大变化。一般淡水在0~36℃之间，海洋水温在5℃以下，温泉水温可在70℃以上。

3.氧气

水体中空气供应较差（氧在水中溶解度较小，易被微生物耗尽），因此，对于微生物生长而言，氧气是水生环境里最重要的限制因子。静水湖泊更为明显，江河水域由于水的流动溶解氧能不断得以补充。

4.pH

不同水体的pH变化范围也较大，在3.7-10.5之间。大多数淡水pH6.58.5，适于大多数微生物生长。而在一些酸性和碱性水体中也有相应的微生物类群生长。

（二）水中微生物的来源

水体中的微生物大致来源于以下几个方面。

1．水体“土著”微生物

水体“土著”微生物是水体中固有的微生物，主要有硫细菌、铁细菌等化能自养菌，光合细菌，蓝细菌，真核藻类以及一些好氧芽抱杆菌等。

2．来自土壤的微生物

由于水体的冲刷，将土壤中的微生物带到水体中，主要包括氨化细菌、硝化细菌、硫酸还原菌、芽抱杆菌和霉菌等。

3．来自空气微生物

雨雪降落时，将空气中的微生物带入水体中，主要是由于空气中有许多尘埃造成的。

4．来自生产和生活的微生物

各种工业废水、农业废水、生活污水、人和动物排泄物和动植物残体等夹带微生物进入水体，主要包括大肠菌群、肠球菌、各种腐生细菌、梭状芽胞杆菌以及一些致病性微生物，如霍乱弧菌、伤寒杆菌和痢疾杆菌等。

（三）水中微生物的种类、数量和分布

水体中微生物的种类、数量和分布受水体类型、有机物含量、温度及深度等多种因素的影响。大气水中一般含微生物较少，主要来源于空气中的尘土。地面水中微生物的数目容易发生巨大的变化，既决定于土壤中微生物的数目，也决定于被水分由土壤中溶解出的营养物的种类和数量。微雨的主要结果是增加地面水中细菌的污染，而长期下雨的结果则相反。聚积水体（江河、湖泊、海洋和水库等）可分为很多类型，其微生物种类、数量差异较大。清洁湖泊、水库中有机物含量少，微生物也少，数量约为10²~10³个/mL，并以自养型为主，包括铁细菌、硫细菌、光合细菌、蓝细菌、藻类及少量寡营养型的异养细菌。有机物多的湖泊，停滞的池塘，污染的江河水以及下水道的沟水中，有机物含量高，微生物种类和数量都很多，数量约为10⁷~10⁸个／1ML，并以异养型腐生菌、真菌和原生动物为多。一般海水含盐量约为30g/L，因此海洋微生物大多数是耐盐或嗜盐微生物，主要有藻类、假单胞菌、弧菌、黄色杆菌及一些发光细菌等。地下水水体是无菌的，这是由于在水渗入地下时土层过滤掉了大多数微生物和营养物质。

尽管随水体类型不同，微生物的种类和数量有较大差异，但微生物在不同水体中（主要指聚积水体）的分布却有相同或相近的规律。微生物在水体中水平分布主要受有机物含量的影响，一般在沿岸水域有机物较多，微生物的种类和数量也较多。微生物在水体中的垂直分布随深度变化表现出有规律的变化，浅水区（表层水）因阳光充足和溶解氧量大，适宜蓝细菌、光合藻类和好氧微生物生长，而厌氧微生物较少；深水层内好氧微生物较少，厌氧和兼性厌氧微生物增多；水底淤泥中只有一些厌氧菌生长，而在海洋的超深海区，只有少数耐压菌才能生长。