水處理生物學(xué)第十二講省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

8.1水衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)一、水中細(xì)菌及其分布（1）水中細(xì)菌起源

土壤、污水、垃圾、死動植物、雨、雪等。（2）水中細(xì)菌數(shù)量

被糞便污染水工業(yè)區(qū)、城市附近細(xì)菌多，且有病原菌河水下游，細(xì)菌數(shù)目逐步下降（3）水中細(xì)菌分布（不均勻）近岸和湖中心，湖水表面和深水區(qū)，雨前和雨后，湖底淤泥和湖水中。地下水和地表水，深層地下水和淺層地下水。第八章水衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)及水中微生物控制第1頁二、水中病原細(xì)菌和病毒水中病原細(xì)菌極少，大多不是病原細(xì)菌，病原細(xì)菌主要來自腸道。

水中常見病原細(xì)菌：

傷寒桿菌痢疾桿菌霍亂弧菌腸道傳染病菌

水中常見病毒：腸道病毒第2頁（1）傷寒桿菌

三種：傷寒沙門氏菌副傷寒沙門氏菌乙型副傷寒沙門氏菌

形狀：桿狀

大?。?.6~0.7x2.0~4.0um

癥狀：急、連續(xù)發(fā)燒、肝脾腫大、軀干出現(xiàn)紅腫、腹瀉

特點：不生芽孢、莢膜，周身有鞭毛，革蘭氏陰性菌。5%石炭酸需5min殺死；60℃30min殺死。第3頁

感染源：被感染者或帶菌者尿及糞便，接觸被污染物品、食物、水等。第4頁（2）痢疾桿菌（細(xì)菌性痢疾）兩種：痢疾桿菌（痢疾志賀氏菌）副痢疾桿菌（副痢疾志賀氏菌）形狀：桿狀大?。?.4~0.6*1.0~3.0um癥狀：急性腹瀉，大便中有血及黏液。Ⅰ菌重，Ⅱ菌輕特點：不生芽孢、莢膜，沒有鞭毛，革蘭氏陰性菌。

1%石炭酸30min殺死；60℃10min殺死。第5頁

感染源：被感染者或帶菌者尿及糞便，接觸被污染物品、食物、水等，蠅類。第6頁（3）霍亂弧菌形狀：彎曲桿狀?；蚨袒虼?/p>

大?。?.3~0.6*1.0~5.0um

特點：不生芽孢、莢膜，一根鞭毛，革蘭氏陰性菌。

1%石炭酸5min殺死；60℃10min殺死；耐高堿。

癥狀：輕——腹瀉。重——嘔吐，“米湯樣”大便，腹疼，昏迷。嚴(yán)重12小時死亡。第7頁

感染源：被感染者或帶菌者尿及糞便，接觸被污染物品、食物、水等，蠅類。第8頁（4）腸道病毒（enterovirus）

包含：脊髓灰質(zhì)炎病毒（poliovirus）：有1、2、3三型；柯薩奇病毒(coxsackievirus)：分A、B兩組，A組包含1~22、24型，B組包含1~6型；?？刹《荆‥CHOvirus）：包含1~9，11~27，29~33型；新腸道病毒：為1969年后陸續(xù)分離到，包含68，69，70和71型；肝炎病毒：甲、乙、丙、丁、戊、已、庚型肝炎病毒。第9頁防范辦法：

改進(jìn)糞便管理工作；澆灌前沉淀處理城市生活污水；砂濾；消毒

以上三種病原菌和病毒用普通加氯消毒均可除去。當(dāng)前普通水廠加氯量只能殺死腸道傳染病菌及腸道病毒。第10頁三、大腸菌群和生活飲用水細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)（一）大腸菌群作為水衛(wèi)生指標(biāo)意義（1）進(jìn)行細(xì)菌衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗?zāi)繕?biāo)

確保水中不存在腸道傳染病病原菌；天然水體中病原菌很可能是受糞便污染帶入；只檢測水中是否有腸道正常細(xì)菌存在，而不直接檢測水中病原菌。（2）腸道正常細(xì)菌

三類：大腸菌群腸球菌產(chǎn)氣莢膜桿菌第11頁（4）選作衛(wèi)生指標(biāo)符合要求

該細(xì)菌生理特征與腸道病原菌類似，在外界存活時間基本一致；該種細(xì)菌在糞便中數(shù)量較多；檢驗技術(shù)較簡單。（5）大腸菌群作為檢驗水衛(wèi)生指標(biāo)腸菌群生理習(xí)性與病原菌相同，而且外界存活時間基本一致；腸球菌在外界存活時間比病原菌短；產(chǎn)氣腸桿菌存活時間時間長。大腸菌群在人糞便中數(shù)量很大。

健康人5000萬個/克糞便，生活污水3萬個/毫升。檢驗技術(shù)不復(fù)雜。第12頁（二）大腸菌群形態(tài)和生理特征（1）種類與分布

大腸埃希氏桿菌（Escherichiacoli，E.coli）人、溫血動物腸道，正常寄生細(xì)菌。產(chǎn)氣桿菌（Aerobacteraerogenes）溫血動物，土壤、冷血動物腸道。枸櫞酸鹽桿菌（Colicitrovorum）溫血動物，土壤、冷血動物腸道。副大腸桿菌（Paracoli）痢疾、傷寒病人腸道，冷血動物腸道。第13頁（2）形態(tài)特征

革蘭氏陰性菌，無芽孢，無莢膜；有鞭毛；短桿菌，端部鈍圓。（3）生理特征

兼性好氧；適宜pH中性（4.5~9.0）；

分解葡萄糖、甘露醇、乳糖，產(chǎn)酸產(chǎn)氣；遠(yuǎn)騰氏培養(yǎng)基或伊紅美蘭培養(yǎng)基上形成特征菌落。第14頁（4）

用于檢測有機(jī)物（人糞便中存在大量E.coli）葡萄糖、甘露醇溫度：43℃~45℃

檢出：大腸桿菌、副大腸桿菌；

產(chǎn)氣桿菌、枸櫞酸鹽桿菌不能檢出。

乳糖（檢驗水質(zhì)安全可靠）溫度：37℃

檢出：大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌；

副大腸桿菌不能檢出。第15頁（三）生活飲用水細(xì)菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中國于年頒布《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》，對生活飲用水細(xì)菌學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求以下：（1）細(xì)菌總數(shù)每毫升不超出l00cfu（colony-formingunit）；（2）總大腸菌群每100mL水樣中不得檢出；（3）糞大腸菌群每100mL水樣中不得檢出；（4）若只經(jīng)過加氯消毒便供作生活飲用水水源水，每100mL水樣中總大腸菌群MPN（最可能數(shù)）值不應(yīng)超過200；（5）經(jīng)過凈化處理及加氯消毒后供作生活飲用水源水，每100mL水樣中總大腸菌群MPN不應(yīng)超出。第16頁四、水衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗（一）細(xì)菌總數(shù)測定

方法：將定量水樣接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，在37℃溫度下培養(yǎng)24hr后，計數(shù)生長細(xì)菌菌落數(shù)，然后依據(jù)接種水樣數(shù)量就可算出每毫升水中細(xì)菌數(shù)。

先接種稀釋水樣，再傾注培養(yǎng)基，

細(xì)菌總數(shù)愈多，污染愈重。

第17頁（二）大腸菌群測定

兩種方法：發(fā)酵法★濾膜法

發(fā)酵法測定水中大腸菌群數(shù)（以乳糖作有機(jī)物分解）

三步：

初步發(fā)酵試驗平板分離復(fù)發(fā)酵試驗第18頁（1）發(fā)酵法

①初步發(fā)酵試驗

方法：將水樣置于乳糖液體培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)24hr，觀察產(chǎn)酸和產(chǎn)氣情況。

產(chǎn)酸產(chǎn)氣初步確定有大腸菌群。

產(chǎn)酸：溴甲酚紫作指示劑，培養(yǎng)基由紫色變?yōu)辄S色。

產(chǎn)氣：杜氏小管頂端有氣泡

產(chǎn)酸產(chǎn)氣菌有：大腸菌群厭氧芽孢桿菌好氧芽孢桿菌第19頁②平板分離將第一步產(chǎn)酸產(chǎn)氣菌落劃線接種在伊紅美蘭固體培養(yǎng)基表面，37℃培養(yǎng)24hr，目標(biāo)阻止厭氧芽孢桿菌生長。

大腸菌群和好氧芽孢桿菌生長，同時大腸菌群有特征性菌落出現(xiàn)。革蘭氏染色

取有經(jīng)典菌落特征單個菌落進(jìn)行革蘭氏染色。

大腸菌群：革蘭氏陰性菌、不生芽孢、好氧。

好氧芽孢桿菌：革蘭氏陽性菌、生芽孢、好氧。③復(fù)發(fā)酵試驗將可疑菌落（革蘭氏陰性、伊紅美蘭特征菌落）移接于乳糖液體培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)24hr。

產(chǎn)酸產(chǎn)氣者確定為有大腸菌群存在。第20頁厭氧芽孢桿菌水樣接種→產(chǎn)酸產(chǎn)氣→大腸菌群好氧芽孢桿菌↓產(chǎn)生經(jīng)典菌落（大腸菌群、產(chǎn)氣芽孢桿菌）↓革蘭氏陰性無芽孢、大腸菌群↓產(chǎn)酸、產(chǎn)氣（陽性管）初步發(fā)酵判別培養(yǎng)基，平板分離革蘭氏染色復(fù)發(fā)酵第21頁第22頁④水樣中大腸菌群最可能數(shù)目MPN值計算近似公式

MPN（個/L）=

【例】今用300mL水樣進(jìn)行初步發(fā)酵試驗，100mL水樣2份，10mL水樣10份。試驗結(jié)果得在這一階段試驗中，100mL2份水樣中都沒有大腸桿菌存在，在10mL水樣中有3份存在大腸桿菌。計算大腸桿菌最可能數(shù)。

解：

MPN（個/L)==10.5≈11

第23頁（2）濾膜法

為了縮短檢驗時間，簡化檢驗方法，能夠采取濾膜法。用這種方法檢驗大腸菌群，有可能在24h左右完成。濾膜法通常是用孔徑為0.45μm微孔濾膜水樣，細(xì)菌被截留在濾膜上，將濾膜貼在懸著型培養(yǎng)基上培養(yǎng)，計數(shù)生長在濾膜上經(jīng)典大腸菌群落數(shù)。

濾膜上生長總大腸菌群數(shù)計算公式以下：總大腸菌群菌落數(shù)（cfu/100mL）=

第24頁濾膜法主要步驟以下：①將濾膜裝在濾器上，用抽濾法過濾定量水樣，將細(xì)菌截流在濾膜表面。②將此濾膜沒有細(xì)菌一面貼在品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基或伊紅美藍(lán)固體培養(yǎng)基上，以培育和取得單個菌落。依據(jù)典型菌落特征及可測得大腸菌群數(shù)。③

為深入確證，可將濾膜上符合大腸菌群特征菌落進(jìn)行革蘭染色，然后鏡檢。④

將革蘭染色陰性無芽孢桿菌菌落接種到含糖培養(yǎng)基中，依據(jù)產(chǎn)氣是否來最終確定有沒有大腸菌群存在。第25頁（三）水中病毒檢驗當(dāng)前在水質(zhì)檢驗中使用方法是“蝕斑檢驗法”；用猴子腎臟表皮細(xì)胞進(jìn)行檢驗；在24~48h內(nèi)用肉眼觀察病毒群體增殖處形成蝕斑；每升水中病毒蝕斑形成單位（plaque-formingunit，簡稱PFU）小于1，飲用才安全。第26頁8.2水中微生物控制方法一、病原微生物去除家庭：水煮沸自來水廠：加氯消毒

臭氧消毒二氧化氯消毒紫外線消毒（1）加氯消毒（慣用）

液氯，漂白粉（25~30%有效氯）

有效氯：凡是化合價高于-1氯化物都有氧化能力，有效氯表示氯化物氧化能力。第27頁①氯氧化能力加氯氣后：Cl2+H2O=HOCl+H++Cl-HOCl=OCl-+H+起氧化作用是：HOCl中性，擴(kuò)散滲透進(jìn)入細(xì)胞，氯原子殺死細(xì)菌。OCl-負(fù)電，細(xì)菌細(xì)胞帶負(fù)電，相斥，難起消毒作用。HOCl與OCl-量多少取決于水pH值：pH越低，所含HOCl越多，因而消毒效果很好。pH5，幾乎全是HOClpH10，幾乎全是OCl-水溫降低，HOCl所占百分比增大（pH不變時）第28頁②加氯量水消毒時加氯量分兩部分：需氯量：用于殺死細(xì)菌和氧化有機(jī)物等所消耗氯量。

余氯量：加入水中氯用于殺死細(xì)菌和氧化有機(jī)物等消耗后剩下部分。確保一定量余氯主要性：確保有連續(xù)殺菌能力。

我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（TJ20-76）要求：加氯接觸30min后，游離性余氯不應(yīng)低于0.3mg/L，集中式給水，除水廠出水應(yīng)符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水游離性余氯不應(yīng)低于0.05mg/L。第29頁該要求適用范圍：

只能確保殺死腸道傳染病菌。普通，pH=7時，殺死病毒所需余氯量是殺死普通細(xì)菌2~20倍，并與水溫成反比。殺死赤痢阿米巴需余氯3~10mg/L，時間30min。殺死炭疽桿菌需余氯量更大，易形成致癌物——三氯甲烷。第30頁（2）臭氧消毒（臭氧有強(qiáng)殺菌力）優(yōu)點：不需長時間接觸，可殺死細(xì)菌；對病毒、芽孢有很大殺傷效果；不受水中pH等影響；除鐵、錳，去臭、去味、去色度。使用方法：用于消毒過濾水，加量1mg/L；去色，除臭味，加量4~5mg/L；維持剩下臭氧量0.4mg/L，接觸時間15min。缺點：發(fā)生裝置復(fù)雜，費用高，1Kg臭氧耗電15~20度。在水中不穩(wěn)定，易散失。不能儲備，邊生產(chǎn)邊使用。第31頁（3）二氧化氯消毒一個氯消毒法，效果優(yōu)于氯，次于臭氧。優(yōu)點：不形成致癌物——三氯甲烷;

pH6~10范圍內(nèi)，殺菌效果幾乎不受pH影響;

二氧化氯有很強(qiáng)除酚能力。反應(yīng)：NaClO2=ClO2+缺點：NaClO2較貴，而且ClO2不能儲存，生產(chǎn)出來馬上使用；只有水源嚴(yán)重污染普通氯消毒有困難時才采取該法消毒。（4）紫外線消毒

能處理水：

色度低，懸浮雜質(zhì)和膠體物質(zhì)少，水深不超出12cm，普通僅在特殊情況下小規(guī)模使用。第32頁二、藻類去除天然水：病原微生物，藻類（水庫、湖泊）（1）CuSO4去除藻類

投加量：

天然水0.3~0.5mg/L(0.3~0.5ppm)，藥效長、效果好，幾天殺死大量藻類。但不能去臭。幾個mg/L去除水管、構(gòu)筑物內(nèi)軟體動物。（2）漂白粉去除藻類

投加量：0.