水體是人類賴以生存的重要環境。地球表麵有 71% 為海洋，貯存了地球上 97% 的水。 其餘 2% 的水貯於冰川與兩極， 0.009% 存於湖泊中， 0.00009% 存於河流，還有少量存於地下水。凡有水的地方都會有微生物存在。水體微生物主要來自土壤、空氣、動植物殘體及分泌排泄物、工業生產廢物廢水及市政生活汙水等。許多土壤微生物在水體中也可見到。水中溶有或懸浮著各種無機和有機物質，可供微生物生命活動之需。但由於各水體中所含的有機物和無機物種類和數量以及酸堿度、滲透壓、溫度等的差異，各水域中發育的微生物種類和數量各不相同。
根據水體微生物的生態特點，可將水域中的微生物分為兩類。一是 清水型水生微生物 ，主要是那些能生長於含有機物質不豐富的清水中的化能自養型或光能自養型微生物。 如硫細菌、鐵細菌、衣細菌等，還有藍細菌、綠硫細菌、紫細菌等，它們僅從水域中獲取無機物質或少量有機物質作為營養。清水型微生物發育量一般不大。二是 腐生型水生微生物 ，腐敗的有機殘體、動物和人類排泄物，生活汙水和工業有機廢物廢水大量進入水體，隨著這些廢物廢水進入水體的微生物利用這些有機廢物廢水作為營養而大量發育繁殖，引起水質腐敗。隨著有機物質被礦化為無機態後，水被淨化變清 。這類微生物以不生芽孢和革蘭氏陰性杆菌為多，如變形杆菌、大腸杆菌、產氣杆菌、產堿杆菌以及芽孢杆菌、弧菌和螺菌等，原生動物有纖毛蟲類、鞭毛蟲類和根足蟲類。水域也常成為人類和動植物病原微生物的重要傳播途徑。
各類水體中的微生物種類、數量和分布特征很不一樣。大氣水和雨雪中僅為空氣塵埃所攜帶的微生物所汙染，一般微生物數量不高，尤其在長時間降雨過程的後期，菌數較少甚至可達無菌狀態。高山積雪中也很少。種類主要有各種球菌、杆菌和放線菌、真菌的孢子。在流動的江河流水中微生物區係的特點與流經接觸的土壤和是否流經城市密切相關。土壤中的微生物隨雨水衝刷、灌水排放和隨刮風等進入河水，或懸浮於水中，或附著於水中有機物上，或沉積於江河淤泥中。河流經城市時可由於大量的城市汙水廢物進入河流而有大量的微生物進入河水，因此城市下遊河水中的微生物無論在數量上還是在種類上都要比上遊河水中的豐富得多。河水中藻類、細菌和原生動物等都有存在。池塘水一般由於靠近村舍，有機物進入量較豐富，且受人畜糞便汙染，因此往往有大量腐生性細菌、藻類、原生動物生存和繁殖。在水體表層常有好氧性細菌生長和單細胞或絲狀 藻類繁殖，而在下層和底泥層則常有厭氧性或兼性厭氧性細菌分布。在湖泊中的微生物分布與池塘中的相類似。但在大型湖泊中，由於水體的不流動性和汙染物分布的不均勻性，微生物的分布在各部分水體中有所差異。一般來說沿岸水域中的微生物要比湖泊中心水域中的微生物豐富得多，其活性也高。地下水一般無有機物汙染而很少有甚至無微生物生長繁殖。
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