第五章水的衛(wèi)生細菌學

第五章水的衛(wèi)生(wèishēng)細菌學——與飲用水的健康衛(wèi)生有關(yǒuguān)的細菌學知識共七十二頁主要(zhǔyào)內容5-1水中細菌及其分布5-2水中的病原細菌5-3大腸桿菌和生活飲用水的細菌標準5-4水的衛(wèi)生細菌學檢驗5-5水中微生物的控制(kòngzhì)方法5-6水中的病毒及其檢驗飲用水中可能存在哪些病原菌？如何從細菌學的角度判斷飲用水是衛(wèi)生的？——細菌學標準如何進行試驗？采取什么措施可以保證飲用水是衛(wèi)生健康的？共七十二頁第一節(jié)天然飲水中的細菌(xìjūn)及其分布包括雨雪水、河流(héliú)湖泊水、地下水、海水共七十二頁提問：雨雪中的細菌數(shù)量種類與什么(shénme)有關？直接(zhíjiē)與空氣的潔凈程度間接由地面的潔凈程度共七十二頁提問：河流、湖泊中的細菌數(shù)量種類與什么(shénme)有關？受納污水(wūshuǐ)的種類及數(shù)量環(huán)境影響因子例如，受到醫(yī)院污水、垃圾污染的，病原菌數(shù)量將會很大，受到農業(yè)土壤污染的藻類數(shù)量將會猛增。由于細菌不喜歡陽光、好附著在固體上，因而水底和岸邊的細菌數(shù)量高于水面和河、湖中央的細菌。共七十二頁提問：地下水飲用時的衛(wèi)生程度與什么有關？深度及地表水污染程度由于土壤層層(cénɡcénɡ)過濾，一般細菌很少共七十二頁提問：海水中有能引起人體疾病的細菌（病原菌）嗎？為什么？沒有(méiyǒu)；海水中含鹽量很高（一般3.2~4%）目前大多數(shù)城市集中供水水源為江河湖泊，難免受到各種污染(wūrǎn)包括病原污染(wūrǎn)，病原菌的監(jiān)測與控制責任重大。共七十二頁第二節(jié)水中的病原(bìngyuán)細菌水中的細菌只有很少的一部分是病原菌（或稱致病菌）其中只有更少的病原菌能經食道進入(jìnrù)腸道引起疾病，為什么？口中溶菌酶；正常胃酸pH3.2。此類水中病原菌若經水傳播，

在消化道滋生導致疾病—腸道傳染病共七十二頁共七十二頁一、傷寒(shānghán)沙門氏菌病癥：傷寒或副傷寒。乙級傳染?。ú挥酶綦x）表現(xiàn)：持續(xù)發(fā)燒，牽涉到淋巴組織，脾臟腫大，軀干上出現(xiàn)紅斑，胃腸壁潰瘍產生腹瀉。14世紀、15世紀、16世紀，每一次傷寒都隨戰(zhàn)爭(zhànzhēng)而爆發(fā)，病死率達40％到50％，20世紀初，英國醫(yī)生賴特研制出傷寒疫苗，傷寒從此銷聲匿跡。

傷寒沙門氏菌共七十二頁（1）生理(shēnglǐ)生態(tài)種類：傷寒沙門氏菌、副傷寒沙門氏菌和乙型副傷寒沙門氏菌。大?。?/p>

0．5~0．8×1~3．5um特征(tèzhēng)：周生鞭毛，革蘭氏陰性，無芽孢和莢膜在地面普通水中可生存1～3周，井水中可生存約１周，在糞坑及污水中可生存1～2個月。共七十二頁（2）致病機理(jīlǐ)通過內毒素致病(內毒素是其細胞壁的成分，化學成分為脂多糖，當細菌死亡分裂時會(shíhuì)釋放到環(huán)境中。)昔日治療傷寒特效藥氯霉素，如今幾乎對傷寒無效，預防為主共七十二頁二、痢疾桿菌——細菌性痢疾(與阿米巴痢疾不同)（乙類傳染病），癥狀(zhèngzhuàng)為急性腹瀉，通常大便中有血及粘液，某些病例中有發(fā)燒。（1）生理生態(tài)種類：痢疾桿菌(痢疾志賀氏菌)、副痢疾桿菌37℃能耐20天，加熱(jiārè)到60℃能耐10min，對1％的石炭酸，可抵抗半小時。傳播方式：食物和飲用水共七十二頁內毒素損害了人體腸道細胞，引起腸道痙攣、腹瀉(fùxiè)等癥狀。“極易耐藥，預防為主”（2）致病機理(jīlǐ)共七十二頁病癥：霍亂（“最可怕的瘟疫”）甲級傳染病（法定隔離）重—嘔吐、“米湯樣”大便、腹疼和昏迷等，嚴重的常常(chángcháng)在癥狀出現(xiàn)后12h內死亡，死亡率極高。輕—只造成腹瀉。

三、霍亂弧菌Vibriocholeraebacteriainfectbetween

100,000and300,000

peopleeachyear.共七十二頁（1）生理(shēnglǐ)生態(tài)形態(tài)：微彎曲桿狀大小(dàxiǎo)：0.3~0.6×1.0~5.0um特征：一根較粗的鞭毛傳播方式：水及食物，與病人或帶菌動物接觸革蘭氏染色則為陰性紅色共七十二頁（2）致病機理(jīlǐ)外毒素霍亂弧菌小腸中大量繁殖破壞腸細胞膜腸細胞大量脫水、電解質失衡腹瀉或休克、死亡由口進入人體釋放出外毒素霍亂18世紀(shìjì)傳入，流行百次，1952年絕跡。共七十二頁731部隊—鼠疫桿菌(gǎnjūn)、霍亂弧菌、傷寒桿菌、炭疽桿菌等等——生化武器共七十二頁共七十二頁傷寒沙門氏菌、痢疾桿菌、霍亂弧菌

這三種致病菌是水中最為常見的致病菌，都屬于腸道傳染病菌，其它病原菌如變形桿菌、腸炎(chángyán)耶爾氏菌、沙雷氏菌引起的癥狀較輕通常為腸炎(chángyán)。腸道細菌傳染病主要由病人帶菌的糞便(fènbiàn)污染水體而傳播。真菌一般通過接觸或食物傳播，不通過水傳播共七十二頁四、寄生蟲（了解(liǎojiě)）寄生蟲——引起(yǐnqǐ)疾病的原生動物(原蟲）和后生動物（蠕蟲）寄生蟲種類繁多傳播方式：蟲卵通過病人糞便污染水體共七十二頁（一）原蟲(yuánchónɡ)引起(yǐnqǐ)人體疾病的原生動物又叫原蟲，通過飲水引起疾病的原蟲見下表。共七十二頁蘭氏賈第鞭毛蟲蘭氏賈第鞭毛蟲(Giardialamblia)是一種常寄生于人體十二指腸和腔腸的多鞭毛蟲，屬六鞭蟲科(Hexamitiade)、賈第鞭毛蟲屬(Giardia)。人感染賈第鞭毛蟲后以腹瀉為主要癥狀，也有部分患者排包囊而無癥狀。包囊在環(huán)境可存活較長時間，水中可存活兩個月以上。本病主要通過糞便排出的包囊污染飲水、食物及食具而經口感染，也可經糞-手-口途徑感染。近20年來此病在歐美許多國家曾多次暴發(fā)流行，蘭氏賈第鞭毛蟲在我國分布廣泛，所致(suǒzhì)疾病也不斷有報道。共七十二頁隱孢子(bāozǐ)蟲隱孢子蟲是一種腸道原蟲?；茧[孢子蟲病的動物或人的糞便如果污染了飲水或飲水水源，則可導致隱孢子蟲病的暴發(fā)流行。1993年美國威斯康星州Milwaukee城因自來水廠處理不當而暴發(fā)403000余人感染的隱孢子蟲病，其中4000余人住院，112人死亡，是美國有史以來最大的一次水傳疾病。隱孢子蟲卵囊能抵抗(dǐkàng)多種消毒劑，1mg／L臭氧處理5min或1．3mg／L二氧化氯處理lh后，可使90％以上的卵囊喪失活性，而80mg／L的氯和80mg／L的一氯胺要作用近90min，才能使90％的卵囊失活。共七十二頁（二）蠕蟲(rúchónɡ)

引起人體(réntǐ)疾病的后生動物又叫蠕蟲，通過飲水引起疾病的蠕蟲見下表共七十二頁共七十二頁共七十二頁水中病原(bìngyuán)微生物的危害發(fā)展中國家每年有1220萬五歲以下的兒童因兒童病死亡，超過(chāoguò)300萬人死于腹瀉，其中多數(shù)是由于飲用了受微生物污染的水引起的。世界衛(wèi)生組織(WHO)資料顯示，水生性疾病的威脅在第三世界發(fā)展中國家仍然存在，每天可斷送25000人的生命，這種微生物污染源包括多種有害的細菌、病毒、寄生蟲，可造成傷寒、霍亂、肝炎、小兒麻痹癥、痢疾、感冒等疾病。共七十二頁飲用水生物(shēngwù)穩(wěn)定性的研究出廠水是安全(ānquán)的，到達用戶的水可能不安全了細菌在管網中再生長如何控制細菌再生長？加氯消毒——消毒副產物（致癌）控制有機物（碳源）、營養(yǎng)物（磷）、使用新型管材等新型消毒方法（紫外線、二氧化氯）共七十二頁防治飲用水傳染病的關鍵是嚴防水源(shuǐyuán)被糞便污染。如何知道飲用水是否受到糞便污染呢？檢測腸道病原菌數(shù)量共七十二頁第三節(jié)大腸菌群和生活(shēnghuó)飲用水標準通常不直接檢測——水中存在病原菌的可能性很小，其他(qítā)各種細菌的種類卻很多，要排除一切細菌而單獨直接檢出某種病原菌來，在培養(yǎng)分離技術上較為復雜，需較多的人力和較長的時間。間接病原菌測定：測定水中是否有腸道正常細菌的存在——若檢出，則表明水被糞便所污染，則有腸道病原菌的可能。通常檢測大腸菌群（作為腸道正常菌的代表）的存在及數(shù)量。共七十二頁一、大腸菌群作為(zuòwéi)衛(wèi)生指標的意義選擇代表腸道病原菌衛(wèi)生指標的原則有:該種細菌生理特性與腸道病原菌類似，因而它們在外界生存時間一致；該種細菌在糞便中數(shù)量(shùliàng)較多，容易檢出；檢驗技術簡單。共七十二頁腸道正常細菌有三類：大腸菌群、腸球菌、產氣莢膜菌。大腸菌群與傷寒桿菌、副傷寒桿菌、痢疾桿菌等病原菌生理特性相似，基本符合以上三個原則(yuánzé)，所以大腸菌群可以作為水的衛(wèi)生細菌學指標。大腸菌群共七十二頁二、大腸菌群的形態(tài)(xíngtài)和生理特性生存環(huán)境碳源特征培養(yǎng)溫度特征菌落特征大腸桿菌(dàchánɡɡǎnjūn)大腸埃希氏桿菌產氣桿菌枸椽酸鹽桿菌副大腸桿菌大腸菌群共七十二頁大腸埃希氏桿菌(gǎnjūn)——其他大腸桿菌相似好氧或兼性菌G-，無芽孢大小0.5～0.8μm×2～3μm，兩端(liǎnɡduān)鈍圓的桿菌生長溫度10～46℃，適宜溫度37℃，適宜pH值為7能分解葡萄糖、甘露醇、乳糖等多種碳水化合物能產酸產氣，所產生的二氧化碳和氫氣比之為1：1。共七十二頁在品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基上所形成(xíngchéng)的菌落特征大腸埃希氏桿菌：紫紅色，金屬光澤，直徑2～3mm枸椽酸鹽桿菌：紫紅色或深紅色產氣桿菌：淡紅色中間(zhōngjiān)較深，直徑4～6mm副大腸桿菌：無色透明共七十二頁三、生活(shēnghuó)飲用水細菌衛(wèi)生標準國家標準(ɡuójiābiāozhǔn)——《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5479-85衛(wèi)生部——《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》-2001建設部——《城市供水水質標準》-2005國家標準——《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5479-2006共七十二頁共七十二頁國家標準——《生活(shēnghuó)飲用水衛(wèi)生標準GB5479-2006》組成標準中對生活飲用水的水質要求共106項（85年標準僅35項），包括:水質常規(guī)指標38項、消毒劑常規(guī)指標4項及水質非常規(guī)指標64項。微生物指標：總大腸菌群、菌落總數(shù)(zǒngshù)等毒理指標：砷、鎘、鉻、鉛、三氯甲烷等感官性狀與一般化學指標：濁度、pH、鋁等放射性指標共七十二頁國家標準(ɡuójiābiāozhǔn)——《生活飲用水衛(wèi)生標準GB5479-2006

》適用范圍常規(guī)指標(zhǐbiāo)與非常對指標(zhǐbiāo)共七十二頁國家標準(ɡuójiābiāozhǔn)——《生活飲用水衛(wèi)生標準GB5479-2006

》適用范圍共七十二頁國家標準(ɡuójiābiāozhǔn)——《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5479-2006菌落形成單位(dānwèi)Colonyformingunit最可能數(shù)MaximumpossibleNumber共七十二頁國家標準(ɡuójiābiāozhǔn)——《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2006細菌(xìjūn)總數(shù)<100(CFU/mL)

總大腸菌群每100mL水樣中不得檢出

耐熱（糞）大腸菌群每100mL水樣中不得檢出

大腸埃希氏菌每100mL水樣中不得檢出

游離余氯在與水接觸30分鐘后應不低于0.3mg／L，管網末梢水不應低于0.05mg／L(適用于加氯消毒)共七十二頁四個標準(biāozhǔn)的比較項目TBC（CFU/mL）總大腸菌群糞大腸菌群GB5749-2006<100每100mL水樣中不得檢出每100mL水樣中不得檢出城、鄉(xiāng)供生活飲用的集中式給水和分散式給水GB5749-85<100<3個/L無城、鄉(xiāng)供生活飲用的集中式給水和分散式給水衛(wèi)-2001<100每100mL水樣中不得檢出每100mL水樣中不得檢出城市集中式給水

建-2005<80共七十二頁第四節(jié)水的衛(wèi)生(wèishēng)細菌學檢驗細菌總數(shù)(zǒngshù)（TBC）的測定總大腸菌群糞大腸菌群共七十二頁細菌總數(shù)是指1mL水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37℃經24小時培養(yǎng)后，所生長的細菌菌落的總數(shù)。它是判斷飲用水、水源(shuǐyuán)水、地表水等污染程度的標志。一、細菌總數(shù)(zǒngshù)（TBC）的測定制作培養(yǎng)基平板定量接種水樣37℃下培養(yǎng)24h計數(shù)菌落共七十二頁測定(cèdìng)過程水樣的采集采集細菌學檢驗水樣，必須按照無菌操作進行；從采樣到檢驗不超過2h；10℃以下冷藏不超過6h。采樣器皿必須經過滅菌；自來水采樣應該用酒精灼燒水龍頭/酒精消毒(xiāodú)，放水3min后取樣；江河湖庫水樣沉入水下10-15cm，瓶口向水流上游取樣。共七十二頁用作細菌(xìjūn)檢驗的器皿、培養(yǎng)基等均需按方法要求進行滅菌，以保證所檢出的細菌皆屬被測水樣所有。制備營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基成分為：蛋白胨10g，牛肉浸膏3g，氯化鈉5g，瓊脂15g，蒸餾水1000mL。測定(cèdìng)過程共七十二頁以無菌操作方法用1ml滅菌吸管吸取混合均勻的水樣(或稀釋水樣)注入滅菌平皿中，傾注約15ml已融化并冷卻到45℃左右的營養(yǎng)瓊脂(qióngzhī)培養(yǎng)基，并旋搖平皿使其混合均勻。每個水樣應做兩份（平行樣），還應另用一個平皿只傾注營養(yǎng)瓊脂(qióngzhī)培養(yǎng)基作空白對照。待瓊脂(qióngzhī)培養(yǎng)基冷卻凝固后，翻轉平皿，置于37℃恒溫箱內培養(yǎng)24小時，然后進行菌落計數(shù)。用肉眼或借助放大鏡觀察，對平皿中的菌落進行計數(shù)，求出1mL水樣中的平均菌落數(shù)。測定(cèdìng)過程共七十二頁異養(yǎng)菌平板計數(shù)（HeterotrophicPlateCounting，HPC）是采用R2A培養(yǎng)基，20～28℃培養(yǎng)7d，計數(shù)能夠生長(shēngzhǎng)的異養(yǎng)菌。R2A培養(yǎng)基成分為：酵母浸膏（Yeastextract）0.5g，聚合蛋白胨（PolypeptoneorproteosepeptoneNo.3）0.5g，酸水解酪素（Casaminoacids）0.5g，葡萄糖（Glucose）0.5g，可溶性淀粉（Solublestarch）0.5g，K2HPO40.3g，MgSO4·7H2O0.05g，丙酮酸鈉（Sodiumpyruvate）0.3g，瓊脂15g，超純水1000mL。異養(yǎng)菌平板(píngbǎn)計數(shù)HPC共七十二頁二、總大腸菌群總大腸菌群是指那些能在37℃、24小時之內使乳糖發(fā)酵(fājiào)產酸、產氣、需氧及兼性厭氧的、革蘭氏陰性的無芽抱桿菌?？偞竽c菌群的檢驗方法有發(fā)酵法和濾膜法。發(fā)酵法可用于各種水樣(包括底泥)，但操作較繁瑣，費時間。濾膜法操作簡便、快速，但不適用于渾濁水樣。因為這種水樣常會把濾膜堵塞，異物也可能干擾菌種生長。共七十二頁發(fā)酵法初步發(fā)酵試驗（產酸產氣否？）平板分離（伊紅美藍鑒別培養(yǎng)基-鑒別）復發(fā)酵試驗（可疑菌落是否產氣菌？）共七十二頁發(fā)酵法-初步發(fā)酵(fājiào)試驗配制培養(yǎng)基：乳糖蛋白胨培養(yǎng)液、三倍濃縮乳糖蛋白胨培養(yǎng)液、品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基、伊紅美藍培養(yǎng)基。初步發(fā)酵試驗：在滅菌操作條件下，分別取不同量水樣于數(shù)支裝有三倍濃縮乳糖蛋白胨培養(yǎng)液或乳糖蛋白胨培養(yǎng)液的試管中(內有倒管)，得到不同稀釋(xīshì)度的水樣培養(yǎng)液，于37℃恒溫培養(yǎng)24小時。該試驗基于大腸菌群能分解乳糖生成二氧化碳等氣體的特征，而水體中某些細菌不具備此特點。但是，能產酸、產氣的絕非僅屬于大腸菌群，還需進行復發(fā)酵試驗予以證實。共七十二頁如何(rúhé)判斷產酸、產氣產酸——培養(yǎng)基中有酸堿指示劑（1.6%溴甲酚紫乙醇溶液）乳糖(rǔtánɡ)蛋白胨培養(yǎng)基：蛋白胨、牛肉膏、乳糖(rǔtánɡ)、氯化鈉、1.6%溴甲酚紫乙醇溶液、蒸餾水產氣——內有倒管（收集氣體）共七十二頁發(fā)酵法-鑒別(jiànbié)平板分離：初步發(fā)酵試驗后，將產酸產氣及只產酸的發(fā)酵管接種(jiēzhòng)于品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基或伊紅美藍培養(yǎng)基上，于37℃恒溫培養(yǎng)24小時，挑選符合下列特征的菌落，取菌落的一小部分進行涂片、革蘭氏染色、鏡檢。品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基上的菌落：紫紅色，具有金屬光澤的菌落；深紅色，不帶或略帶金屬光澤的菌落；淡紅色，中心色較深的菌落。伊紅美藍培養(yǎng)基上的菌落：深紫黑色，具有金屬光澤的菌落；紫黑色，不帶或略帶金屬光澤的菌落；淡紫紅色，中心色較深的菌落。共七十二頁發(fā)酵(fājiào)法-復發(fā)酵(fājiào)復發(fā)酵試驗：上述涂片鏡檢的菌落如為革蘭氏陰性無芽孢桿菌，則取該菌落的另一部分再接種于裝有乳糖蛋白陳培養(yǎng)液的試管(內有倒管)中，每管可接種分離自同一初發(fā)酵管的最典型菌落1—3個，于37℃恒溫培養(yǎng)24小時(xiǎoshí)，有產酸產氣者，即證實有大腸菌群存在。大腸菌群計數(shù)：根據證實有大腸菌群存在的陽性管數(shù)，查總大腸菌群數(shù)檢數(shù)表，報告每升水樣中的總大腸菌群數(shù)。共七十二頁濾膜法共七十二頁濾膜法將水樣注入已滅菌、放有微孔濾膜(孔徑0.45μm)的濾器中，經抽濾，細菌被截留在膜上，將該濾膜貼于品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基上，37℃恒溫培養(yǎng)24小時，對符合發(fā)酵法所述特征的菌落(jūnluò)進行涂片、革蘭氏染色和鏡檢。凡屬革蘭氏陰性無芽抱桿菌者，再接種于乳糖蛋白胨培養(yǎng)液或乳糖蛋白胨半固體培養(yǎng)基中，在37℃恒溫條件下，前者經24小時培養(yǎng)產酸產氣者，或后者經6—8小時培養(yǎng)產氣者，則判定為總大腸菌群陽性。共七十二頁三、糞大腸菌群測定(cèdìng)為區(qū)別(qūbié)存在于自然環(huán)境中的大腸菌群細菌和存在于溫血動物腸道內的大腸菌群細菌，可將培養(yǎng)溫度提高到44.5℃，在此條件下仍能生長并發(fā)酵乳糖產酸產氣者，稱為糞大腸菌群。糞大腸菌群也用多管發(fā)酵法或濾膜法測定。

共七十二頁第五節(jié)水中微生物的控制(kòngzhì)方法病原(bìngyuán)微生物的去除——水的消毒加氯法(或加漂白粉)臭氧法重金屬離子法物理方法化學方法加熱法紫外線法超聲波法藻類的去除共七十二頁氯在水中發(fā)生(fāshēng)的反應氯氣的物理(wùlǐ)和化學特性黃綠色、強烈刺激性有毒氣體

Ki

=

[H+][OCl-][HOCl]Cl2+H2O→HOCl＋Cl－HOCl→H＋＋ＯCl－

氯在水中的反應（無氨氮時）共七十二頁水中HOCl的含量(hánliàng)受到pH的影響20oC時，Ki=3.310-8，pH=7.0時，HOCl占75.2%共七十二頁加氯消毒(xiāodú)的機理主要靠HOCl起作用，HOCl擴散到帶負電的細菌表面，通過細菌的細胞壁穿透到細菌內部，然后靠氧化作用破壞細菌的酶系統(tǒng)，使細菌死亡。OCl-

因為帶負電，難于(nányú)接近帶負電的細菌表面，殺菌效果差。HOCl--------------------------------OCl--細菌共七十二頁聯(lián)系pH值對HOCl在水中所占比例(bǐlì)的影響，你能得出什么結論？控制水的pH值越低，則消毒效果越好飲用水的消毒中，這一條不可取(kěqǔ)因為？飲用水的pH值應該控制在6.5—8.5共七十二頁漂白粉的有效氯為35%有效氯：只有(zhǐyǒu)能夠得到電子的Cl原子或更高價的離子才能夠起到氧化作用，而消毒。漂白粉中CaOCl2（Ca2+，O2-，Cl1+，Cl1-），只有Cl1+能夠得到2個電子，恰好相當于一個Cl2分子。1mol的CaOCl2（分子量127）氧化能力相當于1molCl2

，則漂白粉中的有效氯為2×35.5/127=56%，由于漂白粉中含有CaOCl2為62.5%因此漂白粉中的有效氯為56%×62.5%=35%次氯酸鈉的有效率為10-12%共七十二頁加氯消毒(xiāodú)標準游離(yóulí)余氯在與水接觸30分鐘后應