近些年来,随着人类工业化的不断发展,生态平衡被加速破坏,环境污染也越发严重;而随着人们生活环境的恶化,对人类有危害的微生物种类也越来越多,且越发的具有传染性和破坏性。水体受污染后,人们通过饮用或接触被污染的水源,可能会引起伤寒、肝炎和霍乱等介水传染病的爆发,严重威胁人体健康。而传统的用于微生物的检测方法,如形态学观察法、核酸探针、聚合酶链式反应等,这些方法虽然测量结果准确,但操作繁琐,耗时长,人力财力消耗大。而近些年来,光学技术在微生物检测方面,作为一种速度快、无损伤等特点深受人们喜爱,被广泛运用于研究复杂的生物学体系中。本文以环境微生物为研究对象,分别应用多波长透射光谱与单细胞光镊拉曼光谱技术对细菌进行研究,并利用不同的数据分析方法对得到的光谱数据进行分析,获得的成果主要分为四个部分:（1）利用已有的菌种:芦荟微球菌（Micrococcus aloe）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、球形赖氨酸芽胞杆菌（Bacillus lysine globulus）、苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis）、水莱茵默菌（Rheinheimera aquimaris）,分别培养得到相关的菌种样品,并利用紫外分光光度计获取不同菌种样品的紫外光谱数据;分别使用总和归一化和max-min归一化两种数据预处理方式对光谱数据进行处理;每种菌种各自选取一定的光谱数据做该菌种的平均光谱,将得到的平均光谱视为该菌种的模板光谱。在建立光谱模板后利用相似度的计算方法如相似学原理等对五种菌种的未知样品进行鉴别,五种菌种的总体识别率分别为90%、100%、90%、92%、和100%,最终证实鉴别方法的可行性;（2）根据第（1）部分建立的方法,做实地检测;水体细菌模板的建立:在南宁邕江边上尧码头附近的排污口采集样品,样品纯化培养后,对细菌样品进行16S r DNA测序,最终得到各样品的所属菌种;接着利用紫外分光光度计分别采集各样品的光谱信息,建立起水体细菌光谱模板;细菌鉴别:在南宁邕江边津头泵站附近的污水排放口采集样品,利用已经建立的水体细菌光谱模板以及16S r DNA测序法,分两次对细菌样品进行鉴别,比较新建立的方法和16S r DNA测序法的差异性,比较结果为5种菌种的鉴别结果完全相同,表明了新方法的可实用性;（3）细菌在自然生长状态下,培养的细菌样品会出现有不同的生长阶段,保证用于测量的细菌样品处于同一生长阶段,能大大减少实验误差;以五种细菌为研究对象,利用改良后的Percoll连续密度梯度分离法分别获得各细菌的同步细胞;基于拉曼光谱法分别获得不同细菌的拉曼光谱曲线,利用多元函数分析方法结合数据预处理方式对光谱数据进行分析,并利用辨别函数分析（Discriminant Function Analysis,DFA）结果中的载荷图分析不同种细菌之间成分的主要差异;从得到的结果中来看,区分出不同细菌种类的原因主要是由于细菌内含有糖类、蛋白质和核酸三种物质的含量不同;（4）同样先利用改良后的Percoll连续密度梯度分离法获取各细菌的同步细胞,获取各细菌的拉曼光谱后,对不同种细菌间进行主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）;基于PCA结果并结合软独立建模的类类比法（Soft Independent modeling of class analogy,SIMCA）法对各细菌进行建模分析,盲选细菌样品与已经建立的模板进行比较,最终五种细菌的识别率是:微杆菌（Exiguobacterium）、毛氏不动杆菌（Acinetobacter towneri）、蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）三种细菌的识别率都是100%,而鲍氏不动杆菌（Acinetobacter baumannii）、鱼子酱气单胞菌（Aeromonas caviae）的识别率为94.4%,最终证实所建立方法的可靠性。