饮用水生物稳定性及其影响因素研究

1、北京工业大学硕士学位论文饮用水生物稳定性及其影响因素研究姓名：苏欢欢申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：李星20080501摘要摘要饮用水净化过程中所用的各种氧化剂会使管网中细菌生长所需的营养基质发生变化，改变饮用水的生物稳定性。生物稳定性较低水进入配水管网将导致细菌的再生长，形成生物膜，引起饮用水二次污染。本论文通过三部分试验进行了有关氧化剂对配水系统中细菌再生长及饮用水水质生物稳定性影响的研究。研究结果表明，模拟管网系统中余氯、管材对生物膜形成的有一定的影响。在不投加消毒剂的情况下，铜挂片上生物膜中微生物量明显低于不锈钢挂片的。氯胺对管壁生物膜上和水中的都有一定的控制作用，有抑制细菌

2、再生长的作用。氯胺可将不锈钢挂片上附着的最大生物量降低近倍，将铜质挂片附着的生物膜中最大生物量降低到。铜质挂片生物膜低于不锈钢的，与其自身的杀菌能力有关，的灭活是消毒剂和材质的协同作用的结果。但是，的余氯量不能有效的控制模拟管网系统中细菌的再生长。水样浓度的消减是氯氧化过程的主导反应，与先前的研究结果不同，可能由于本试验原水中的大分子量有机物较低分子量有机物更难被氧化分解。氯、氯胺、高锰酸钾和过氧化氢作用时，有机物被氧化后，水样的组成中占优势，而紫外线对影响较小。试验所用各氧化剂对水样浓度的影响远小于其对浓度的影响。氯、氯胺、高锰酸钾和过氧化氢四种氧化剂对水样浓度的影响程度均大于紫外线的。过氧

3、化氢对水样浓度的增加值均为负向，因此在控制出水浓度上，采用过氧化氢较为适合。各种氧化方法对和的影响并不是随着氧化剂的投加量增加而变大，即氧化剂投加量与其对水样生物稳定性的影响不是成正相关性。关键词：氧化剂；生物稳定性；生物膜：；，一一！鼍，砀（，（）硒、，。，坨脚，：，独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于论文

4、使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）。签名：赵巡导师签名：日期：第章绪论第章绪论我国饮用水水质现状饮用水水源污染二十世纪八十年代以来，我国饮用水源的污染问题日益显现，以地表水为水源的饮用水源以上均不同程度遭受污染。虽然国家各级政府采取了许多措施来加以解决，但饮用水源的污染状况并没有得到根本改善。年，在国家环境监测网（简称国控网）实际监测的个地表水监测断面中（其中，河流断面个，湖库点位个），类，、类，

5、劣类水质的断面比例分别为、和。主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮和石油类等】。从地面水环境状况可以看出，随着工业化的迅速发展，水污染也变得越来越严重，符合标准、水质稳定的饮用水水源地呈缩减趋势，水污染已经成为中国最主要的环境问题。作为供水行业而言，水体污染带来的负面影响直接波及到了安全供水问题，给人民的身体健康，生活、社会安定都带来很多问题，也引起了越来越多的水处理工作者的注意。饮用水二次污染当前，我国大多数的城市供水企业把提高饮用水水质的大量工作用于水源保护、净水厂的水处理工艺和消毒技术等方面，往往忽略了供水的最后一个环节即供水管网。饮用水供水过程中，水在净水厂经过严格处理后，各项水质指标达到

6、国家生活饮用水卫生标准。当饮用水经过供水管网被输送到用户终端时，庞大的地下管网就如同一个大型的反应器，出厂水在管网中均有一定的停留时间，水在这样的反应器内发生着复杂的物理、化学和生物变化，从而导致饮用水水质发生变化，造成管网水质二次污染。我国饮用水卫生专家分析近年来的饮用水二次污染后发现，出厂水经供水管网和二次供水设施后水质合格率下降了近。据相关资料报道【，对国内个城市的调研函件结果分析，管网水浑浊度比出厂水增加，色度增加，铁浓度增加，锰浓度增加，细菌总数增加，大肠杆菌增加个，这些数据表明我国城市供水已经存在管网水质恶化、二次污染的问题，降低了居民饮用水的质量，影响了居民的身体健康。由此可见，

7、在保证出厂水水质达标的基础上，防止管网水质恶化，并将优质饮用水安全输送北京丁业大学工学硕士学位论文到终端用户，是城镇供水企业急需解决的问题。饮用水水质标准饮用水水质关系到人们的生活质量和身体健康，因此，各个国家都对生活饮用水的质量制定了相关的标准，我国也不例外。年我国卫生部拟订了一个自来水水质暂行标准草案，有项指标，年经国家建设部和卫生部批准，定名为生活饮用水卫生规程。年国家卫生部组织制定了我国第一个国家饮用水标准，共有项指标，定名为生活饮用水卫生标准（），经国家基本建设委员会和卫生部联合批准。年卫生部对生活饮用水卫生标准进行了修订，指标增加至项，编号改为，于年月起在全国实施【】。年月日实施的

8、城市供水水质标准（厂）中有项水质指标，其中常规检验项目项，非常规检验项目列。卫生部和国标委年发布了最新的生活饮用水卫生标准（）【，自年月日起实施。该标准主要是比年的标准中规定的毒理学、细菌学指标项目增加较多，有害物质检测项目标准限值要求有所提高。我国的饮用水水质标准在不断地修改和补充，指标的数量随着时间不断增加。生活饮用水卫生标准（）与生活饮用水卫生标准（）相比主要变化有：微生物指标由项增至项，增加了大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫；修订了总大肠菌群；饮用水消毒剂由项增至项，增加了一氯胺、臭氧和二氧化氯；毒理指标中无机化合物由项增至项，毒理指标中有机化合物由项增至项，感官性状和

9、一般理化指标由项增至项。其中，为准备水质净化和水质检验条件，贾第鞭毛虫、隐孢子虫、三卤甲烷和微囊藻毒素等项指标延至年月日起执行。最新标准增加了较多的有机物检测项目和几项细菌学指标，体现我国饮用水水质标准的发展趋势和对毒理学指标、细菌学指标标准的重视。我国饮用水标准的不断发展更新，也是与国际接轨的一项重大举措。饮用水生物稳定性研究饮用水的微生物风险饮用水符合标准并不仅仅在于水厂的出水，同时也要保证居民能够喝到符合标准的饮用水。但是，饮用水从水厂经过配水系统到达用户，通常水质会变差，给人体健康带来危害。第章绪论饮用水水质的微生物风险和化学物风险是对人体健康影响的最主要的两个方面。微生物风险是由于饮

10、用水中致病菌引起的，通过饮用水传播的病源微生物主要有细菌、病毒、原生动物和肠虫等队。其中，病原菌有传染伤寒的沙门氏菌、传染细菌性痢疾的致贺氏菌和传染霍乱的霍乱弧菌等。从年代起，饮用水中不断发现新的病源微生物，如微小似病毒、贾第虫、军团菌和隐孢子虫等。饮用水中越来越多的致病微生物种类对饮用者健康构成直接威胁。饮用水生物稳定性概念的提出大量针对给水管网内生物膜的生长、管网细菌再生长和大肠杆菌爆发的研究表明：出厂水中存在的可生物降解的有机物是管网中异养菌再生长的主要原因，并为此提出了饮用水生物稳定性的概念。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菌生长的潜力，即当有机物成为异养菌生长的限

11、制因素时，水中有机营养物支持细菌生长的最大可能性。饮用水稳定性越高，则表明水中细菌生长所需的有机营养物质含量低，细菌不易在其中生长，反之亦然。自上世纪年代，欧洲学者率先开展了饮用水生物稳定性的研究，并逐渐受到各国水处理工作者关注，现已成为全球给水领域的研究热点。目前，国内外对饮用水生物稳定性的评价通常采用两类指标：二类是针对饮用水中有机营养基质浓度进行评价的可生物降解有机碳，主要以生物可同化有机碳（，）和生物可降解溶解性有机碳（，）作为评价饮用水生物稳定性的指标；另一类是综合了生物量、可生物降解有机碳浓度以及管网中的余氯等因素的综合指标。管网中微生物再生长影响因素要有效的控制给水管网中细菌的生

12、长，保持水质不在管道中恶化，首先应弄清楚影响细菌在管网中生长的因素。这些影响因素很多，但总体说来，有下列一些：、余氯。出厂水通过加氯或氯胺消毒并保持管网内有一定的余氯以控制细菌生长是目前普遍采用的方法。但是，加氯量过高会引起氯化消毒副产物的生成，使饮用水中“三致物质增加，对人体健康造成威胁。因此仅靠增加余氯来控制管网细菌生长显然是不可取的。、营养。细菌的生长必须靠营养基质的支持，减少水中或等营养物质以控制异养细菌生长，能取得决定性的效果。、水力因素。管网中水流速度对细菌生长的影响有以下几个方面：增加流速可以将更多的营养基质带到管壁生物膜处，同时也增加了氯量和对管壁生物膜的冲刷作用。水流骤开骤停

13、能使管壁生物膜冲刷下来，水中细菌量急剧上升。上北京工业大学工学硕士学位论文述几方面的作用是相互影响的，对于具体问题应具体分析。、颗粒物的影响。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。因此应严格控制出厂水中颗粒物的数量，有条件时可定时或不定时对管网进行冲洗。、温度。水温能直接或间接影响所有影响细菌生长的因素，如水处理流程的处理效率、微生物的生长速度、消毒效率、余氯消耗、管网腐蚀速度、管网水力条件和人们对水量的需求等等。管壁生物膜“生物膜”通常用来形容水环境中在聚合载体上连接在一起的一层微生物膜，聚合载体通常附着于像管道、小的块状物或者沉淀淤积等基质上，成功地依附以及随后微生物在

14、表面上的生长导致了生物膜的生长【¨。配水系统中生物膜的形成，主要经过下面的过程：聚居的细菌附着在固体表面；微生物群落形成，产生胞外聚合物；群落向上或向外扩展，形成规则和不规则的结构；生物膜成熟，新的菌种进入生物膜并生长，有机和无机的碎片被结合，并且溶液梯度形成，导致了生物膜空间的异相结构；成熟的生物膜可以脱落，使这种循环交替地重复进行；形成一种顶级群落。给水管壁生物膜的影响因素影响管壁生物膜的形成与生长有许多因素：管网水中的营养物质、管道的材料、水中的消毒剂浓度、水温、水力条件等。许多研究对管壁生物膜生长与管网水中基质浓度的关系进行了探讨。等在玻璃容器生物膜生长试验中引，对比了低浓度

15、的饮用水和外加微量碳源后反应器中生物膜形成速率，发现后者远远大于前者，而且饮用水中微量的（肛）足以能够形成生物膜。等研究了基质浓度对生物膜形成的影响以及生物膜对管网水中消毒剂余量的影响【。研究发现悉尼饮水中碳源是生物膜生长的限制因素；在氯胺存在的条件下生物膜仍然可以生长，生物膜的形成加剧了氯胺的衰减。而在低基质浓度的条件下，加氯消毒，没有观测到生物膜生长的现象。他建议饮用水处理与管理应该将有机物去除、控制生物膜生长和管网水中余氯量的维持有机结合起来。等对生物膜形成与基质浓度、消毒剂、水力条件、管材、温度的关系进行了研究【。在试验条件下，消毒剂对于生物膜的形成影响最大；不添加营养基质条件下，温度

16、对生物膜形成影响很小，而水流剪切力影响最大；低水流剪切力条件下，提供有机营养，温度成为生物膜形成的最大影响因素；高营养基质与第章绪论低消毒剂余量，使得生物膜细菌数量大大升高。李爽对给水管壁生物膜进行了初步研究【】，指出不同管材对于生物膜的发育过程影响很大，主要是因为不同管材内壁粗糙度和受腐蚀情况有所不同。管与镀锌钢管相比，由于管壁粗糙度较小；受腐蚀程度较轻，管不利于生物膜发育。通水六个月之后管的生物膜活菌数比镀锌钢管低一个数量级，当生物膜发育日趋成熟时，管材的影响作用减小，不同管材之间生物膜活性相差不大。管壁生物膜对供水安全性的影晌管壁生物膜给饮用水带来许多负面影响：管壁生物膜的细菌成为高级微

17、生物的食料，使得高级微生物能够在管网水中生存；配水管网中生物膜中细菌死亡及生物膜脱落会导致水的浊度、味道和嗅味上升；造成生物腐蚀，使得配水管网的摩擦阻力升高【】；生物膜提供了致病菌存在与生长的场所，并且增加了病毒与寄生虫存在的可能性。生物膜同样也提高了细菌对消毒剂的抵抗能力【】。一般来说，水源水经过自来水厂的处理，其细菌指标都能符合水质标准的要求。但是，在给水输送的过程中，生物膜在管网中生长发育。而附着生物膜中存在有各种各样的微生物，其中不乏病原体和机会病原体。马从容对蚌埠市饮用水的生物稳定性进行了研究【，通过管道垢样的扫描电镜观察发现管道中细菌的繁殖已极为严重，有杆菌、球菌、丝状菌等，它们藏

18、匿、附着并栖息于管垢的颗粒物之中。菌种鉴定为管壁繁殖的细菌中有两种革兰氏阴性异养杆菌，其中一种是条件致病菌。美国学者等在他们的给水管道模拟系统中的管壁生物膜中分离出了鸟【型】结核分支杆菌（）：这是一种非常严重的致病菌，可以引起结核病和麻风病【】。磷与生物稳定性长期以来，有机碳被认为是控制饮用水中异养菌生长繁殖的最主要营养物质。尤其是易被微生物降解的，被普遍认为是评价饮用水生物稳定性的主要指标，无机元素对微生物生长的影响关注非常少。然而最近几年有研究表明，在北半球（例如北欧、俄罗斯和北美洲），森林和泥炭地中含有丰富的有机碳。从而在这些地区，自然水体中含有大量的有机碳。饮用水中微生物生长不是受到的

19、限制，而是受到无机元素磷的限制。一般来说碳、氮、磷是微生物生长所需要的最重要的营养元素。对于不同的微生物，它们所需要的营养元素的比例是不相同的。就一般微生物而言，微生物所需要的碳、氮、磷的比例在一定的范围之内。在特定情况下，当碳源和氮源充北京工业大学工学硕十学位论文足而磷源缺乏时，磷就会对微生物的生长起到限制性作用。等以贫营养的湖水作为研究对象，研究了添加有机和无机营养对微生物生长速率的影响【。他以细菌数量和菌体体积作为控制指标，加入有机基质后，细菌生长速率没有显著变化，而加入无机磷酸盐后，细菌生长速率明显加快，再次加入有机基质后，生长速率再次加快。在日本，等】做了七组对照配水试验（空白加入没

20、有磷的无机盐营养加入磷酸盐加入的醋酸钠加入含有磷的无机盐营养加入的醋酸钠和没有磷的无机盐营养加入的醋酸钠和无机盐营养）。结果表明，第七组异样菌平板计数明显高于其他六组，得出细菌在只有易降解有机碳的情况下难以生长，无机元素磷是微生物生长的限制性因子。，；争水工艺在控制饮用水生物稳定性方面研究现有水厂常规工艺一般由混凝、沉淀（澄清）、过滤三部分组成，其主要去除对象为大分子量的有机物；对去除十分有限且波动较大，并受水源水水质、水温以及采用的单元构筑物影响较大。鲁巍利用现场中试装置，系统地比较了预处理单元、常规处理单元及深度处理单元中可生物降解有机物和的生成和去除特性。结果表明：以控制生物稳定性为目的

21、时，氧化剂的投加会增加和浓度，降低生物稳定性。不投加氧化剂，直接采用常规工艺普通活性炭过滤可将出水含量控制在以下。鉴于与饮用水生物稳定性的密切关系，国内外学者在水处理工艺对去除效果方面进行了大量的研究工作，结果表明弼】，常规处理工艺对的去除效果波动较大，为，多数情况下小于；强化混凝可提高混凝工艺对有机物的去除效率，对的去除率比原工艺提高；生物活性炭对去除效果较好，去除率达；纳滤膜对的去除率为；臭氧活性炭工艺对；的去除率为。因而对于水质较好的水源水（在“），可采用常规处理生物活性炭工艺或臭氧活性炭工艺等深度处理工艺，从而得到生物稳定的饮用水。，由此可见，为降低含量，使饮用水具有良好的生物稳定性，

22、必须对水进行深度处理，但处理成本高、操作复杂。从我国给水厂目前的实际情况看，由于水处理工艺技术落后、原水水质污染严重、资金有限等多方面原因，要达到含量低于的限定值是非常困准的，即使是对技术发达的美国和加拿大的给水厂进行调查，结果也显示，的地表水水厂和的地下水水厂不能达到“玑的标准。针对这一实际情况，提出的近期建议控制值仅为第荦绪论，这对于少数水源水质很好的给水厂有可能达到，但绝大多数给水厂仍很难实现，而且腭几限定值实际上已经完全可以造成微生物的再生长。因此，从目前已有的研究情况看，仅通过简单的控制含量使水保持良好的生物稳定性是相当困难的，探索和研究其它控制因素是具有极大意义的前沿课题。最近几年

23、有研究表明，在水体中有机碳丰富的地区，饮用水中微生物生长不是受到的限制，而是受到无机元素磷的限制【。因此，饮用水中磷对微生物生长的限制作用的研究在国内外逐渐开展。桑君强利用一种新的微生物学分析方法，研究了原水中微生物可利用磷（，）以及总磷（）溶解性正磷酸盐（）在净水工艺中的去除情况。结果表明，生物预处理生物活性炭及常规的混凝沉淀砂滤工艺均使水中的、及大大降低；生物预处理和生物活性炭对水中的去除效率高于对的去除效率；常规处理对原水中的去除率超过，的去除率在以上。臭氧氧化对水中和的影响不大，但是使增加。试验原水经过净水处理后，水中可供细菌利用的磷源降低到很低的水平，说明处理后的水中磷源可能成为水中

24、细菌生长的限制因子。姜登岭等对某市某水厂水源水和出厂水中磷的存在形式、的去除等进行了研究【。结果表明：水源水中的磷主要以非溶解性形式存在，溶解性总磷酸盐约占总磷；只在个别月份检出，且浓度很低；水源水中浓度一般高于浓度，说明微生物也可以利用非溶解性磷；出厂水中溶解性总磷酸盐占总磷的比例较水源水中溶解性总磷酸盐占总磷的比例升高，说明其去除较非溶解性的磷困难；常规处理工艺对总磷和微生物可利用磷去除效果较好，平均去除率分别为和，混凝沉淀单元和过滤单元对总磷去除效果均较好。强化混凝工艺，降低出厂水中的，有可能保证饮用水生物稳定性。芬兰等研究了臭氧氧化对的影响】，发现臭氧氧化能够使增加，原因是臭氧能够氧化

25、大分子的有机物为小分子物质，而磷经常与大分子有脚增加。机物结合在一起，从而臭氧氧化过程中能够释放出容易被微生物利用的磷，使得研究的目的和意义水是生命之源，采用安全、高效的饮用水净化处理方法是保证人们获得质好量足的饮用水的根本前提。近年来随着人民生活水平的日渐提高，人们对现有饮用水的安全日益重视和关切，对水质的健康性要求也越来越高。这种健康性主要指的是水中不含微生物和导致生理副作用的矿物质和有机物质，水的外观应无明显的混浊，颜色、气味、温度均无异常。世纪末人类历史上第一次将水质与北京工业大学工学硕士学位论文健康直接联系起来【，正是认识到严重危害生命的霍乱、伤寒和痢疾等传染病是微生物通过饮用水传播

26、的。另外，水质标准的不断提高对饮用水净化处理方法提出了新的挑战。一方面，可以用于饮用水净化的氧化剂已有多种（以消毒剂为主），例如氯、氯胺、臭氧和紫外线等。不论是化学的方法还是物理的方法，主要是利用其较强的氧化能力，因此，在水处理反应过程中会同水中的一些有机物发生反应，使出厂水和变化，即使得管网中细菌生长所需的营养基质发生了变化，影响了出厂水的生物稳定性。各种氧化剂使用所引起的水的和变化是生物稳定性研究中发现的新问题，有必要进行深入研究。另一方面，城市管网与其输送的水构成一个复杂的化学、生物化学反应系统。当饮用水经过供水管网被输送到用户终端时，庞大的地下管网就如同一个大型的反应器，饮用水在输送途

27、中，水中这些微量可生物降解有机物将引起给水管网中细菌的再生长，在管壁形成生物膜，生物膜老化脱落会使管网水色度和浊度上升，细菌数增加，从而使饮用水生物稳定性降低。目前，对管网水中悬浮菌的生长特性及影响其生长繁殖的关键因素还不十分清楚，还不了解管壁生物膜的形成特性及其与管材、基质、管网水中的悬浮菌之间的关系，不能够准确判断和评价管网水是否处于生物稳定，以及如何去控制管网水中微生物的生长和繁殖。因此，研究余氯等因素对管壁生物膜的影响及在保障供水卫生领域也具有重要意义。研究的内容和目标课题研究的内容有：（）以东北某市自来水为水源，使用环状生物膜挂片反应器（）模拟给水管网的运行特性，考察了在加氯胺和不加

28、氯胺两种条件下铜和不锈钢挂片上生物膜中生物量的变化，分析不同材质挂片生物膜上的生长规律；同时考察出水悬浮菌、余氯、浊度的变化：（）以上海杨树浦水厂进厂水为研究对象（黄浦江上游水），通过静态烧杯实验，分别考察了在不同反应时间和投加剂量下五种氧化剂对水样的、的影响。通过以上研究，希望能为指导给水水处理工艺、给水处理中正确使用氧化剂、认识氧化剂，尤其是氧化剂投加与生物稳定性的关系提供一些依据，也为更好的发现与揭示给水管网中生物稳定性的变化规律提供理论支持，从而更好的保障饮用水的安全，保护饮用者的身体健康和生活质量。第章试验装置及测定方法第章试验装置及测定方法试验装置与方法环状生物膜挂片反应器环状生物

29、膜挂片反应器（）如图所示，是一种用于模拟饮用水管网中各种水质参数和水力条件对管壁生物膜影响的实验室物理模型口。该反应器可安装不同材料制作的生物膜载片，供生物膜附着生长。往片转子转插僧中心子进进加进挂取药水片祥口口口图反应器示意图准平行光束仪准平行光束仪，可以准确定量传递到微生物表面的紫外线剂量，装置如图所示。该装置按照国际紫外协会的标准设计，选用低压汞灯作为光源，紫外灯管安装在一个封闭的圆柱体内，在筒体的底部中央开口，下方接一段长度为，直径为的圆管，其作用是产生平行紫外线，使得紫外线能够垂直到达样品的表面。紫外灯管的功率，其中输出波长紫外线的功率为。通过改变装置下方平行光管的长度，调节到达微生

30、物的不同紫外线强度。北京工业大学工学硕士学位论文图紫外线试验装置准平行光束仪试验分析方法测定方法，的概念和测定方法在年由荷兰的博士首先提出瞰，其后国际上有很多学者在此基础上进行了这方面的研究。测定方法的原理是细菌培养到稳定期的数量与水中限制性营养物的量成正比。以荧光假单胞菌菌和螺旋菌菌作为测试菌，以乙酸钠作为营养基质，将菌和菌分别接种至标准浓度的乙酸钠溶液中，在下培养，在培养过程中对培养液进行细菌平板计数，得出在一定乙酸钠浓度下两种菌生长稳定期的最大菌落数，计算出产率系数（乙酸碳）。对待测水样，在水浴中巴氏灭菌，以杀死非芽孢细菌和原生动物，冷却后分别接种茵和菌，在下培养，在培养过程中对培养液进

31、行细菌平板计数，得出水样中两种菌生长稳定期的最大菌落数，根据产率系数计算出（，以乙酸碳计）。、试验器皿处理方法采集水样及试验过程中所有玻璃器皿（除培养皿）按照如下方法处理：）在稀硝酸洗液中浸泡；）先后用去离子水、超纯水分别洗涤遍；第苹试验装置及测定方法）在马弗炉中无碳化处理。试验中使用的塑料制品（如塑料吸头）采用如下方法处理：）在稀硝酸洗液中浸泡；）先后用去离子水、超纯水分别洗涤遍；）在高压锅中灭菌。、接种液准备斜面上分别挑取和菌株各一环，分别放入经“滤膜过滤及高压灭菌处理过的水样中培养，使菌种适应低营养条件生长，并恢复其天然代谢状态。取肛上述培养的和菌液分别移至乙酸碳的乙酸钠溶液中，室温下培

32、养至稳定期，使其耗尽接种液中的有机碳。将培养后的细菌进行平板计数，测定接种液的浓度，依次确定加入到待测水样中的接种液体积。通常，其加入量应保持待测水样接种后的菌落数为左右。用公式（）计算接种液体积：接种液体积吾甬孺孺诱忑瓦石西、细菌的采集、接种和培养（）水样收集于预先处理好的取样瓶中，如果水样中含有余氯，加入适量硫代硫酸钠（按照摩尔比硫代硫酸钠：余氯：）以中和水中的余氯。水样内送回实验室分析，试验内进行。测定的接种方法主要三种，同时接种法、先后接种法和分别接种法【】。本研究中采用先后接种法，该方法主要特点是菌落计数方便。即取水样，在水浴中巴氏灭菌以破坏植物细胞和灭活非芽孢细菌，水浴后冷却至室温

33、，然后按照的接种浓度接种，在士条件下黑暗培养，培养后对水样中的进行细菌平板计数。然后水样在（水浴中巴氏灭菌以杀死水样中的菌，冷却后按照的接种浓度接种，在条件下黑暗培养，培养后对水样中的进行细菌平板计数。、细菌平板计数从培养好的样品中取上，用无机盐溶液稀释倍。取上涂布于培养基平板上，置于生化培养箱中培养，培养、培养即可计数。外观呈淡黄色，粒径；外观呈乳白色，粒径。培养基成分【】：蛋白胨、牛肉浸膏和琼脂粉，超纯水，高压灭菌。、空白对照和产率对照。为了消除试验过程的有机物污染及产率系数不同对试验结果的影响，试验中分别做空白对照和产率对照。北京工业大学工学硕士学位论文空白对照：取超纯水加入矿物盐溶液，

34、若水样加入硫代硫酸钠以去除游离氯，则在空白对照中也应加入等量的硫代硫酸钠。巴氏灭菌后，按与待测水样相同的步骤接种、培养和细菌计数。产率对照：取含乙酸碳的乙酸钠溶液，并加入止无机盐溶液。巴氏灭菌后，按与待测水样相同的步骤接种、培养和细菌计数。、产率系数根据产率对照和空白对照培养稳定期的最大菌落数，按照公式（）和（）可以计算出和的产率系数。产率系数堡旦兰主型堡鱼旦尘笔暑惹芝薏磊芋塑坠皇垒型。产率系数型旦堑兰至堕墨堑型号等盂誉罢冀蓑塑鲨堕量堑型（）（）的计算：将待测水样的菌落数减去空白对照的菌落数，利用产率系数，按照公式（）、（）和（）即可求得值。们小咖螳塑坠罂黑篙署坠型水样总（）觥枷螳盟塑掣器蓊产

35、塑丝业（）（）（）测定方法目前饮用水较多采用的磷测定方法普遍存在以下两个问题：一是测定精度达不到饮用水生物稳定性研究的要求；二是这些测定方法测得磷的浓度，难以区分出哪一部分是可以被微生物利用的磷。可溶性的磷酸盐能被微生物直接吸收，而有机结合的磷酸盐和不溶性的磷酸盐不能够被微生物直接利用【引。因此，为了考查饮用水中可以被微生物利用的磷，芬兰学者等提出了水中微生物可利用磷的测定方法】。测定方法是一种生物检测技术，是在消除除磷外其他元素对微生物生长限制的情况下，以菌为测试菌，以磷酸盐（）为磷源，对生长至稳定期时的细菌进行平皿计数，根据不同浓度的磷与该浓度下菌达到生长稳定期的数量做标准曲线，得到一条有

36、较好线性相关性的直第章试验装置及测定方法线，求出产率系数。测试水样时，同样要消除其他元素对微生物生长限制，水样接种菌，培养至生长稳定期，得到最大菌落数戤，根据的产率系数可以计算出水样中微生物可利用磷的浓度（）。试验工作中研究细化了测定方法，采用配水试验得出了磷与最大菌落数舣的剂量反映关系；计算得出了产率系数和测定范围；同时简化测定过程，减少了测定工作量。、试验器皿处理方法由于配水试验和实际水样中非常低，实验所用的玻璃器皿（包括水样采集过程）必须经过如下处理，以避免试验器皿引入的误差。）在无磷洗涤剂溶液中浸泡；）先后用去离子水、超纯水分别冲洗干净；）在稀盐酸水溶液（）中浸泡；）先后用去离子水、超

37、纯水分别洗涤遍；）在马弗炉中无碳化。试验中使用的塑料制品（如塑料枪头）采用如下方法处理：）在无磷洗涤剂溶液中浸泡；）先后用去离子水、超纯水分别冲洗干净；）在稀盐酸水溶液（）中浸泡；先后用去离子水、超纯水分别洗涤遍；）在高压锅中灭菌。、菌种培养液、无机盐营养液的配制（）菌种培养液为了减少接种液引入的误差，菌种培养液采用无磷培养液，菌种培养液组成如表。表菌种培养液组成成分一（）无机盐营养液的配制测定中，为了消除其他无机元素对菌生长的限制，需要向水样中投加足够量的除磷外的其他无机营养，无机营养液的组成如表。北京工业大学工学硕七学位论文表无机营养液的组成成分（）乙酸钠溶液为了消除水样中碳含量对菌生长的

38、限制，需要向水样中投加足够的碳营养，测定中采用乙酸钠作为碳源。配制乙酸钠溶液的浓度为乙酸碳。称取无水乙酸钠溶于超纯水中，即得乙酸碳的乙酸钠溶液。配制以上溶液都需要采用超纯水，溶液高压灭菌。、接种液准备与接种液体积试验采用荧光假单胞菌，作为测试菌种。接种液准备与测定中菌种的准备过程相同。测定中，水样接种浓度为，接种液体积按公式（）来计算。接种液体积疆雨丽孺诱瓦丽（）、标准磷系列溶液配制测定中绘制标准曲线采用的标准磷溶液，由无机盐营养液、乙酸钠溶液和超纯水，然后加入不同量的磷酸盐（）得到。用，经过处理的具塞三角瓶，取脚，无机盐营养液、此乙酸碳的乙酸钠溶液和，超纯水混合，再加入不同量的磷酸盐就得到了

39、标准磷系列溶液。此时混合溶液中含有的氮、的镁、的钙、的钾、的钠、的氯、的乙酸碳。、培养与菌落计数将配制好的标准磷系列溶液放入的水浴进行巴氏灭菌，以杀死芽孢细菌和原生动物。冷却后，按照计算的接种液体积进行接种，然后在（生化培养箱中黑暗培养。自培养的第至第，每天从培养瓶中取混匀的培养液，用缓冲溶液稀释或者倍，取此进行平板涂布，置于：生化培养箱中培养，培养后进行计数。菌落为淡黄色，直径。菌落计数培养基采用培养基【】。的成分：酵母浸膏，蛋白胨，酸水解干酪素，葡萄糖，可用性淀粉，丙酮酸钠，磷酸氢二钾，七水合硫酸镁，琼脂，蒸馏水。第章试验装置及测定方法、测定水样收集于预先处理好的磨口玻璃瓶中，如果水样中含

40、有余氯，加入适量硫代硫酸钠（按照摩尔比硫代硫酸钠：余氯：）以中和水中的余氯。水样应该在内进行测定。水样测定时，同样需要加入足够的碳和其他无机营养以消除碳和其他无机元素对微生物生长的限制。在水样中加入此无机营养液和此乙酸碳的乙酸钠溶液，使得加入的营养为耀儿的氮、的钾、的镁、“的钙、的钠、的氯和“乙酸碳。待测水样的培养和菌落计数与标准磷系列溶液的培养及菌落计数采用相同的方法。悬浮菌的测定方法细菌总数的测定国内采用牛肉膏蛋白胨作为培养基的异养菌平板计数法（，）来测定饮用水的活细菌数，国外多采用培养基进行平板计数。目前，我国没有对的规定，美国国家环保局（）颁布的美国饮用水水质标准中规定的异养菌总数以为

41、指标，要求每毫升水不得超过。由于对消毒剂的敏感较大肠杆菌低，指标是一个比大肠杆菌更为严格的控制指标，可以作为考察水处理效果、指示微生物生长的指标。培养基是一种贫营养培养基，其提供的培养条件更接近饮用水中的贫营养环境，因此，其测出结果也比常规营养琼脂培养基高。采用培养基测定水中悬浮菌（），培养温度为培养天【】。生物膜的取样及生物量测定超声波分离和去除挂片上生物膜是广泛使用和可靠的方法。采用清洗用超声波分离生物膜或混匀悬液中的细菌，只要将作用时间控制在一定时间内基本不会造成生物量的损失。本试验采用了昆山市超声仪器有限公司生产的型超声波清洗器。使用根灭菌棉签从上到下擦试挂片挂膜面次，将擦拭完的棉签放

42、入盛有缓冲液的试管中，然后棉签于超生波清洗器作用，再按照悬浮菌的测定方法进行操作，以单位面积的细菌数表示【。常规水质指标测定方法、分析仪器在所选定的监测指标中，除、悬浮菌和生物膜上异养菌的测定方法有所不同外，其他的指标均参照水和废水监测分析方法（第四版）【。本研究中用到的主要仪器及设备见表。一，北京工业大学工学硕士学位论文表试验仪器和设备项目、干燥分析方法、仪器型生化培养箱型电热恒温干燥箱精密计电子天平药品称量浊度洗涤、振荡培养瓶有机碳的去除浊度仪型超声波清洗器高温电炉第章余氯、管材对给水管网中细菌再生长的影响第章余氯、管材对给水管网中细菌再生长的影晌给水管网中细菌再生长会降低饮用水的微生物安全性。国内水厂现在多数都是以传统的工艺模式运行，对的去除率较低，出厂水生物稳定性不高【删。细菌在管网中的生长包括水溶液中的悬浮生长和管壁的附着生长两种形式，而附着状态生长的微生物对消毒剂具有较高的抗性，研究表明，配水管网生物膜中存在着条件致病菌，因而减少管壁附着生物膜的形成，及对降低饮用水的微生物风险起着非常重要的作用【。是一种新型模拟配水管网装置，已有许多国内外学者利用进行了生物膜等相关性等多方面的研究剐。本试验以东北某市自来水为水源水，采用研究两种材质管壁中氯胺消毒对细菌再生长的影响。试验水质条