水处理微生物学(第十二讲).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、,水中的病原细菌和病毒,水中的病原细菌极少，大多不是病原细菌，病原细,菌主要,来自肠道,。,水中常见的病原细菌：,伤寒杆菌,痢疾杆菌,霍乱弧菌,肠道传染病菌,水中常见的病毒：,肠道病毒,（1）,伤寒杆菌,三种：,伤寒沙门氏菌,副伤寒沙门氏菌,乙型副伤寒沙门氏菌,形状：,杆状,大小：,0.60.7 x 2.04.0 um,症状：,急、持续发热、肝脾肿大、躯干出现红肿、腹泻,特点：,不生芽孢、荚膜，周身有鞭毛，革兰氏阴性菌。,5%石炭酸需5min杀死；60 30min杀死,。,感染源：,被感染者或带菌者的尿及粪便，,接触被污染的物品、食物、水等。,（3）,霍乱弧菌,形状：,弯曲杆状。或短或粗,大小：,0.30.6,*,1.05.0 um,特点：,不生芽孢、荚膜，一根鞭毛，革兰氏阴性菌。,1%石炭酸 5min杀死；60 10min杀死；,耐高碱。,症状：,轻腹泻。,重呕吐，“米汤样”大便，腹疼，昏迷。,严重的12小时死亡。,感染源：,被感染者或带菌者的尿及粪便，,接触被污染的物品、食物、水等，蝇类。,（4）肠道病毒（enterovirus）,包括：,脊髓灰质炎病毒（poliovirus）：,有1、2、3三型；,柯萨奇病毒(coxsackievirus)：,分A、B两组，A组包括,1 22、24型B组包括1 6型；,埃可病毒（ECHO virus）：,包括1 9，11 27，,29 33型；,新肠道病毒：,为1969年后陆续分离到的，包括68，,69，70和71型；,肝炎病毒：,甲、乙、丙、丁、戊、已、庚型肝炎病毒。,防范措施：,改善粪便管理工作；,灌溉前沉淀处理城市生活污水；,砂滤；,消毒,以上三种病原菌和病毒用一般的,加氯消毒,均可除,去。目前一般水厂的加氯量只能杀死肠道传染病菌及,肠道病毒。,三、,大肠菌群和生活饮用水的细菌标准,（一）大肠菌群作为水卫生指标的意义,（1）进行细菌卫生细菌学检验的目的,保证水中不存在肠道传染病的病原菌；,天然水体中的病原菌很可能是受粪便污染带入；只检测水中是否有肠道正常细菌存在，而不直接检测水中的病原菌。,（2）肠道正常细菌,三类：,大肠菌群,肠球菌,产气荚膜杆菌,（4）选作卫生指标符合的要求,该细菌生理特性与肠道病原菌类似，在外界存活时间基本一致；,该种细菌在粪便中的数量较多；,检验技术较简单。,（5）大肠菌群作为检验水的卫生指标,肠菌群的生理习性与病原菌相似，并且外界存活时间基本一致；肠球菌在外界存活时间比病原菌短；产气肠杆菌存活时间时间长。,大肠菌群在人粪便中数量很大。,健康人5000万个/克粪便，生活污水3万个/毫升。,检验技术不复杂。,（二）大肠菌群的形态和生理特性,（1）种类与分布,大肠埃希氏杆菌,（,Escherichia coli，E.coli,）,人、温血动物肠道，正常的寄生细菌。,产气杆菌,（,Aerobacter aerogenes,）,温血动物，土壤、冷血动物肠道。,枸橼酸盐杆菌,（,Coli citrovorum,）,温血动物，土壤、冷血动物肠道。,副大肠杆菌,（,Paracoli,）,痢疾、伤寒病人肠道，冷血动物肠道。,（2）形态特性,革兰氏阴性菌，无芽孢，无荚膜；有鞭毛；短杆,菌，端部钝圆。,（3）生理特性,兼性好氧；,适宜pH 中性（4.59.0）；,分解葡萄糖、甘露醇、乳糖，产酸产气；,远腾氏培养基或伊红美兰培养基上形成特征菌落。,（4）,用于检测的有机物（人粪便中存在大量的,E.coli,）,葡萄糖、甘露醇,温度：,43 45,检出：,大肠杆菌、副大肠杆菌；,产气杆菌、枸橼酸盐杆菌不能检出。,乳糖（检验的水质安全可靠）,温度：,37,检出：,大肠杆菌、产气杆菌；,副大肠杆菌不能检出。,（三）生活饮用水的细菌卫生标准,中国于 2001 年颁布的 生活饮用水卫生规范，对,生活饮用水的细菌学标准规定如下：,（1）,细菌总数每毫升不超过 l00 cfu（colony-forming unit）；,（2）,总大肠菌群每 100mL 水样中不得检出；,（3）,粪大肠菌群每 100mL 水样中不得检出；,（4）,若只经过加氯消毒便供作生活饮用水的水源水，每,100 mL 水样中总大肠菌群 MPN（最可能数）值不应超,过200；,（5）,经过净化处理及加氯消毒后供作生活饮用的水源,水，每 100 mL 水样中总大肠菌群 MPN 不应超过2000。,四、,水的卫生细菌学检验,（一）细菌总数的测定,方法：,将定量的水样接种于营养琼脂培养基中，在,37温度下培养24hr后，计数生长的细菌菌落数，然后,根据接种的水样数量就可算出每毫升水中的细菌数。,先接种稀释水样，,再倾注培养基，,细菌总数愈多，污染愈重。,（二）大肠菌群的测定,两种方法：,发酵法,滤膜法,发酵法测定水中的大肠菌群数（以乳糖作有机物分解）,三步：,初步发酵试验,平板分离,复发酵试验,（1）发酵法,初步发酵试验,方法：,将水样置于乳糖液体培养基中，37培养,24hr，观察产酸和产气情况。,产酸产气初步确定有大肠菌群。,产酸：,溴甲酚紫作指示剂，培养基由紫色变为黄色。,产气：,杜氏小管顶端有气泡,产酸产气的菌有：,大肠菌群,厌氧芽孢杆菌,好氧芽孢杆菌,平板分离,将第一步产酸产气的菌落划线接种在伊红美兰固体培,养基表面，,37,培养,24hr,，目的阻止厌氧芽孢杆菌生长。,大肠菌群和好氧芽孢杆菌生长，同时大肠菌群有特征,性菌落出现。,革兰氏染色,取有典型菌落特征的单个菌落进行革兰氏染色。,大肠菌群：革兰氏阴性菌、不生芽孢、好氧。,好氧芽孢杆菌：革兰氏阳性菌、生芽孢、好氧。,复发酵试验,将可疑菌落（革兰氏阴性、伊红美兰特征菌落）移接,于乳糖液体培养基中，,37,培养,24hr,。,产酸产气者确定为有大肠菌群存在。,厌氧芽孢杆菌,水样接种 产酸产气 大肠菌群,好氧芽孢杆菌,产生典型菌落（大肠菌群、产气芽孢杆菌）,革兰氏阴性无芽孢、大肠菌群,产酸、产气（阳性管）,初步发酵,鉴别培养基，平板分离,革兰氏染色,复发酵,水样中大肠菌群的最可能数目MPN 值计算的近似公式,MPN（个/L）=,【例】,今用 300 mL 水样进行初步发酵试验，100 mL 的,水样 2 份，10 mL 的水样 10 份。试验结果得在这一阶段,试验中，100 mL 的 2 份水样中都没有大肠杆菌存在，在,10 mL 的水样中有 3 份存在大肠杆菌。计算大肠杆菌的最,可能数。,解：,MPN（个/L)=10.5 11,（2）滤膜法,为了缩短检验时间，简化检验方法，可以采用滤膜,法。用这种方法检验大肠菌群，有可能,在,24h,左右完成。,滤膜法通常是用孔径为,0.45 m,的微孔滤膜水样，细菌,被截留在滤膜上，将滤膜贴在悬着型培养基上培养，计数,生长在滤膜上的典型大肠菌群落数。,滤膜上生长的总大肠菌群数的计算公式如下：,总大肠菌群菌落数,（cfu/100 mL）=,滤膜法的主要步骤如下：,将滤膜装在滤器上，用抽滤法过滤定量水样，将细菌,截流在滤膜表面。,将此滤膜没有细菌的一面贴在品红亚硫酸钠培养基或,伊红美蓝固体培养基上，以培育和获得单个菌落。根据典,型菌落特性及可测得大肠菌群数。,为进一步确证，可将滤膜上符合大肠菌群特征的菌落,进行革兰染色，然后镜检。,将革兰染色阴性无芽孢杆菌的菌落接种到含糖培养基,中，根据产气与否来最终确定有无大肠菌群存在。,（三）水中病毒的检验,目前在水质检验中使用的方法是,“蚀斑检验法”；,用,猴子肾脏表皮细胞,进行检验；,在,24 48 h,内用肉眼观察病毒群体增殖处形成的蚀斑；,每升水中病毒蚀斑形成单位（plaque-forming unit，简称 PFU）,小于1,，饮用才安全。,8.2 水中微生物的控制方法,一、,病原微生物的去除,家庭：,水煮沸,自来水厂：,加氯消毒,臭氧消毒,二氧化氯消毒,紫外线消毒,（1）加氯消毒（常用）,液氯，漂白粉,（2530%有效氯）,有效氯：,凡是化合价高于,-1,的氯化物都有氧化能,力，有效氯表示氯化物的氧化能力。,氯的氧化能力,加氯气后：,Cl,2,+H,2,O=HOCl+H,+,+Cl,-,HOCl=OCl,-,+H,+,起氧化作用的是：,HOCl 中性，扩散渗透进入细胞，氯原子杀死细菌。,OCl,-,负电，细菌细胞带负电，相斥，难起消毒作用。,HOCl与 OCl-量的多少取决于水的pH值：,pH 越低，所含的HOCl越多，因而消毒效果较好。,pH 5，几乎全是HOCl,pH 10，几乎全是OCl,-,水温降低，HOCl所占比例增大（pH不变时）,加氯量,水消毒时加氯量分两部分：,需氯量：,用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的氯量。,余氯量：,加入水中的氯用于杀死细菌和氧化有机物等消,耗后的剩余部分。,保证一定量的余氯的重要性：,保证有持续的杀菌能力。,我国生活饮用水卫生标准（,TJ 20-76）规定：加氯接,触,30min,后，游离性余氯不应低于,0.3mg/L,，集中式给,水，除水厂的出水应符合上述要求外，管网末梢水的游离,性余氯不应低于,0.05mg/L,。,该规定适用范围：,只能保证杀死肠道传染病菌。,一般，pH=7时，杀死,病毒,所需余氯量是杀死一般细菌的,220倍,，并与水温成反比。,杀死赤痢阿米巴需余氯,310mg/L,，时间30min。,杀死炭疽杆菌需余氯量更大，易形成致癌物,三氯甲烷,。,（2）臭氧消毒（,臭氧有强的杀菌力）,优点：,不需长时间接触，可杀死细菌；,对病毒、芽孢有很大的杀伤效果；,不受水中pH等的影响；,除铁、锰，去臭、去味、去色度。,用法：,用于消毒过滤水，加量 1mg/L；,去色，除臭味，加量45mg/L；,维持剩余臭氧量0.4mg/L，接触时间15min。,缺点：,发生装置复杂，费用高，1Kg臭氧耗电1520度。,在水中不稳定，易散失。,不能储藏，边生产边使用。,（3）,二氧化氯消毒,一种氯消毒法，效果优于氯，次于臭氧。,优点：,不形成致癌物三氯甲烷;,pH610范围内，杀菌效果几乎不受pH影响;,二氧化氯有很强的除酚能力。,反应：,NaClO,2,=ClO,2,+,缺点：,NaClO,2,较贵，而且ClO,2,不能储存，生产出来立即,使用；只有水源严重污染一般氯消毒有困难时才,采用该法消毒。,（4）紫外线消毒,能处理的水：,色度低，悬浮杂质和胶体物质少，水深不超出12 cm，,一般仅在特殊情况下小规模使用。,二、,藻类的去除,天然水：,病原微生物，藻类（水库、湖泊）,（1）CuSO4去除藻类,投加量：,天然水 0.3 0.5 mg/L(0.30.5ppm)，药效长、效果好，几天杀死大量藻类。但不能去臭。,几个mg/L去除水管、构筑物内软体动物。,（2）漂白粉去除藻类,投加量：,0.51 mg/L(0.51ppm)，杀藻、去臭。,8.3 饮用水的生物稳定性,一、,有机物的来源、危害与生物稳定性的提出,（1）,水源水中的有机物的来源可分为两大类：,一类为天然有机物，是自然环境的代谢产物，包,括腐殖质、微生物分泌物、溶解的植物组织及动物的,废弃物等。,另一类是人工合成有机物，包括农药、工业废弃,物等。,（2）,危害作用：,部分有机物为高毒性的持久性有机污染物或内分泌,干扰物质，具有致癌性、生殖毒性、性等危害，对人体,健康有直接的威胁；,部分有机物为消毒副产物的前体物质，在加氯消毒,过程中可形成具有毒性的卤代有机化合物，进而危害人,体健康；,饮用水中的可生物降解有机物将对给水管网和管网,水质产生危害。这其中的第三类危害已成为近年来的关,注热点。,二、,生物稳定性的概念,饮用水生物稳定性是指饮用水中可生物降解有机物,支持异养细菌生长的潜力，即当有机物成为异养细菌生,长的限制因素时，水中有机营养基质支持细菌生长的最,大可能性。,饮用水生物稳定性高，则表明水中细菌生长所需的有机营养物含量低，细菌不易在其中生长；,反之，饮用水生物稳定性低，则表明水中细菌生长所需的有机营养物含量高，细菌容易在其中生长。,三、,给水管网中细菌生长的影响因素,余氯,保持管网内一定的余氯含量以控制细菌生长是目前,世界范围内普遍采用的消毒方法。,营养,管网饮用水中存在的大多数是异养菌，必须依靠分,解和利用可生物降解有机物质维系生命。,颗粒物,水中颗粒物易成为细菌生长的载体，并降低氯对细,菌的杀灭作用。,水力因素,水流速度增大可将更多的营养物带到管壁生物膜,处；同时也增加了消毒剂含量和对生物膜的冲刷作用。,四、,饮用水生物稳定性的主要指标,目前，国际,上普遍以,可同化有机碳(AOC),和,生物可,降解溶解性有机碳(BDOC),作为饮用水生物稳定性的评价,指标。,AOC：,是可生物降解有机物中可被细菌转化成细胞,体的部分；,BDOC：,是水中有机物中能被异养菌利用(无机化和,合成细胞体)的部分。,由此可以看出：,AOC是有机物中最易被细菌吸收，,直接同化成细菌体的部分，是 BDOC 的一部分；BDOC,包括其同化作用和异化作用的消耗。,它们的含量越低，细菌越不易生长繁殖。,