水处理生物学第十二讲省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

8.1水卫生细菌学一、水中细菌及其分布（1）水中细菌起源

土壤、污水、垃圾、死动植物、雨、雪等。（2）水中细菌数量

被粪便污染水工业区、城市附近细菌多，且有病原菌河水下游，细菌数目逐步下降（3）水中细菌分布（不均匀）近岸和湖中心，湖水表面和深水区，雨前和雨后，湖底淤泥和湖水中。地下水和地表水，深层地下水和浅层地下水。第八章水卫生细菌学及水中微生物控制第1页二、水中病原细菌和病毒水中病原细菌极少，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

水中常见病毒：肠道病毒第2页（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：0.6~0.7x2.0~4.0um

症状：急、连续发烧、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。第3页

感染源：被感染者或带菌者尿及粪便，接触被污染物品、食物、水等。第4页（2）痢疾杆菌（细菌性痢疾）两种：痢疾杆菌（痢疾志贺氏菌）副痢疾杆菌（副痢疾志贺氏菌）形状：杆状大小：0.4~0.6*1.0~3.0um症状：急性腹泻，大便中有血及黏液。Ⅰ菌重，Ⅱ菌轻特点：不生芽孢、荚膜，没有鞭毛，革兰氏阴性菌。

1%石炭酸30min杀死；60℃10min杀死。第5页

感染源：被感染者或带菌者尿及粪便，接触被污染物品、食物、水等，蝇类。第6页（3）霍乱弧菌形状：弯曲杆状。或短或粗

大小：0.3~0.6*1.0~5.0um

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12小时死亡。第7页

感染源：被感染者或带菌者尿及粪便，接触被污染物品、食物、水等，蝇类。第8页（4）肠道病毒（enterovirus）

包含：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组包含1~22、24型，B组包含1~6型；埃可病毒（ECHOvirus）：包含1~9，11~27，29~33型；新肠道病毒：为1969年后陆续分离到，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页防范办法：

改进粪便管理工作；浇灌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普通加氯消毒均可除去。当前普通水厂加氯量只能杀死肠道传染病菌及肠道病毒。第10页三、大肠菌群和生活饮用水细菌标准（一）大肠菌群作为水卫生指标意义（1）进行细菌卫生细菌学检验目标

确保水中不存在肠道传染病病原菌；天然水体中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第11页（4）选作卫生指标符合要求

该细菌生理特征与肠道病原菌类似，在外界存活时间基本一致；该种细菌在粪便中数量较多；检验技术较简单。（5）大肠菌群作为检验水卫生指标肠菌群生理习性与病原菌相同，而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。第12页（二）大肠菌群形态和生理特征（1）种类与分布

大肠埃希氏杆菌（Escherichiacoli，E.coli）人、温血动物肠道，正常寄生细菌。产气杆菌（Aerobacteraerogenes）温血动物，土壤、冷血动物肠道。枸橼酸盐杆菌（Colicitrovorum）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。第13页（2）形态特征

革兰氏阴性菌，无芽孢，无荚膜；有鞭毛；短杆菌，端部钝圆。（3）生理特征

兼性好氧；适宜pH中性（4.5~9.0）；

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。第14页（4）

用于检测有机物（人粪便中存在大量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。第15页（三）生活饮用水细菌卫生标准中国于年颁布《生活饮用水卫生规范》，对生活饮用水细菌学标准要求以下：（1）细菌总数每毫升不超出l00cfu（colony-formingunit）；（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水源水，每100mL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水源水，每100mL水样中总大肠菌群MPN不应超出。第16页四、水卫生细菌学检验（一）细菌总数测定

方法：将定量水样接种于营养琼脂培养基中，在37℃温度下培养24hr后，计数生长细菌菌落数，然后依据接种水样数量就可算出每毫升水中细菌数。

先接种稀释水样，再倾注培养基，

细菌总数愈多，污染愈重。

第17页（二）大肠菌群测定

两种方法：发酵法★滤膜法

发酵法测定水中大肠菌群数（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第18页（1）发酵法

①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

产酸产气菌有：大肠菌群厌氧芽孢杆菌好氧芽孢杆菌第19页②平板分离将第一步产酸产气菌落划线接种在伊红美兰固体培养基表面，37℃培养24hr，目标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

取有经典菌落特征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。③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。第20页厌氧芽孢杆菌水样接种→产酸产气→大肠菌群好氧芽孢杆菌↓产生经典菌落（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）初步发酵判别培养基，平板分离革兰氏染色复发酵第21页第22页④水样中大肠菌群最可能数目MPN值计算近似公式

MPN（个/L）=

【例】今用300mL水样进行初步发酵试验，100mL水样2份，10mL水样10份。试验结果得在这一阶段试验中，100mL2份水样中都没有大肠杆菌存在，在10mL水样中有3份存在大肠杆菌。计算大肠杆菌最可能数。

解：

MPN（个/L)==10.5≈11

第23页（2）滤膜法

为了缩短检验时间，简化检验方法，能够采取滤膜法。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0.45μm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，计数生长在滤膜上经典大肠菌群落数。

滤膜上生长总大肠菌群数计算公式以下：总大肠菌群菌落数（cfu/100mL）=

第24页滤膜法主要步骤以下：①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。②将此滤膜没有细菌一面贴在品红亚硫酸钠培养基或伊红美蓝固体培养基上，以培育和取得单个菌落。依据典型菌落特征及可测得大肠菌群数。③

为深入确证，可将滤膜上符合大肠菌群特征菌落进行革兰染色，然后镜检。④

将革兰染色阴性无芽孢杆菌菌落接种到含糖培养基中，依据产气是否来最终确定有没有大肠菌群存在。第25页（三）水中病毒检验当前在水质检验中使用方法是“蚀斑检验法”；用猴子肾脏表皮细胞进行检验；在24~48h内用肉眼观察病毒群体增殖处形成蚀斑；每升水中病毒蚀斑形成单位（plaque-formingunit，简称PFU）小于1，饮用才安全。第26页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（惯用）

液氯，漂白粉（25~30%有效氯）

有效氯：凡是化合价高于-1氯化物都有氧化能力，有效氯表示氯化物氧化能力。第27页①氯氧化能力加氯气后：Cl2+H2O=HOCl+H++Cl-HOCl=OCl-+H+起氧化作用是：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-量多少取决于水pH值：pH越低，所含HOCl越多，因而消毒效果很好。pH5，几乎全是HOClpH10，几乎全是OCl-水温降低，HOCl所占百分比增大（pH不变时）第28页②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氯量。

余氯量：加入水中氯用于杀死细菌和氧化有机物等消耗后剩下部分。确保一定量余氯主要性：确保有连续杀菌能力。

我国生活饮用水卫生标准（TJ20-76）要求：加氯接触30min后，游离性余氯不应低于0.3mg/L，集中式给水，除水厂出水应符合上述要求外，管网末梢水游离性余氯不应低于0.05mg/L。第29页该要求适用范围：

只能确保杀死肠道传染病菌。普通，pH=7时，杀死病毒所需余氯量是杀死普通细菌2~20倍，并与水温成反比。杀死赤痢阿米巴需余氯3~10mg/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。第30页（2）臭氧消毒（臭氧有强杀菌力）优点：不需长时间接触，可杀死细菌；对病毒、芽孢有很大杀伤效果；不受水中pH等影响；除铁、锰，去臭、去味、去色度。使用方法：用于消毒过滤水，加量1mg/L；去色，除臭味，加量4~5mg/L；维持剩下臭氧量0.4mg/L，接触时间15min。缺点：发生装置复杂，费用高，1Kg臭氧耗电15~20度。在水中不稳定，易散失。不能储备，边生产边使用。第31页（3）二氧化氯消毒一个氯消毒法，效果优于氯，次于臭氧。优点：不形成致癌物——三氯甲烷;

pH6~10范围内，杀菌效果几乎不受pH影响;

二氧化氯有很强除酚能力。反应：NaClO2=ClO2+缺点：NaClO2较贵，而且ClO2不能储存，生产出来马上使用；只有水源严重污染普通氯消毒有困难时才采取该法消毒。（4）紫外线消毒

能处理水：

色度低，悬浮杂质和胶体物质少，水深不超出12cm，普通仅在特殊情况下小规模使用。第32页二、藻类去除天然水：病原微生物，藻类（水库、湖泊）（1）CuSO4去除藻类

投加量：

天然水0.3~0.5mg/L(0.3~0.5ppm)，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.