废水中微生物的调查研究

随着人类文明的进步和社会的发展，水污染逐渐加剧。近年，随着经济的快速发展，污水排放量大大增加，如食品生产废水、煤矿废水、造纸废水等。据相关资料统计，2022年，中国污水排放总量约为616.62亿m3。其中，农副食品生产排放的废水占据较大比例，对整个社会造成了严重危害。一方面，食品生产中的废水及有机物质会排入自然界，影响水质，进而影响植物的光合作用；另一方面，食品厂排放的废水中含有添加剂、色素等有害物质，会通过食物链进入人体，威胁人体健康。因此，对食品厂的废水处理加以研究，尤为重要。相关研究表明，在食品厂污染的水源中，存在多种病原类微生物，这些微生物有些是致病菌，会对人体健康造成严重的威胁[1]。大量的有机物质存在于各种水体，尤其在污染水体中含量更高，这样就为各种微生物的生长提供了天然的营养。因此，污染水成为微生物生长的肥沃土壤。此外，人类、动物的排泄物污染也是微生物的一个主要来源。水体中的致病性微生物大部分不是来自水体内部，多是受到外界环境污染而产生的，特别是在受到排泄物污染之后，就会产生致病微生物。一般来说，水中常见的致病性细菌有志贺氏菌、沙门氏菌等。然而，在对水的指标控制中，尤其在卫生指标上，要想逐一检测水体中各种可能存在的致病微生物，执行起来比较困难。因此，在实际工作中一般采用比较有代表性的菌群来对其进行检测、控制及分析，以观察水体是否受到污染[2]、是否存在肠道病原微生物，以评价水质，从而保障水体的卫生安全。当前，国际上在检测水质受粪便污染程度时，一般会通过检测其大肠杆菌数量，判断水体的污染程度。我国水质控制也采用国际上的做法，以大肠菌群作为指示菌，国标GB5749—2022《生活饮用水卫生标准》明确规定，在生活饮用水中不应检出大肠杆菌[3]。除此之外，在部分情况下，水体是否受到粪便等污染物污染，也可以用另外一个指标来衡量，即水体中的细菌总数。一般来说，取合适的水样在营养琼脂培养基上培养，48h后观察计数，此结果称为细菌总数。目前，世界各国对于控制饮用水的卫生质量，既可以采用大肠菌群等指标衡量，也可以采用细菌总数这个指标[4]来控制水体质量。国标GB5749—2022《生活饮用水卫生标准》规定，生活饮用水的细菌总数不得检出，菌落总数不超过100CFU·mL-1或者100MPN·mL-1[3]。目前，我国现行的生活饮用水卫生标准（GB5749—2022）明确规定了水中细菌总数和大肠菌群的限量指标，并将其作为水体是否受到微生物污染的指标。基于此，本研究对某食品厂排放的污水进行了为期1个月的微生物跟踪检测，了解其污染程度，从而探究废水污染的现状，以期为污水处理和废水再利用提供参考。1材料与方法1.1材料分别取某食品厂的原水和排出的污水为水样，采取每周三取样1次的检测方式，连续跟踪检测1个月。1.2方法1.2.1细菌检测方法①细菌总数的测定按照相关标准进行[4-5]，先进行营养琼脂培养基的制备，然后将刻度吸管、培养皿、试管以及培养基等置于121℃、大标准气压下，灭菌30min。实验前，用消毒剂或者臭氧消毒洁净区，消毒结束0.5h以上方可进入洁净区。②操作过程：将水样分别制成1∶10、1∶100、1∶10003个梯度，将3个梯度水样分别取样1mL，移至无菌的平皿中，每个梯度均做2个平行样。待营养琼脂培养基冷却至50℃时，在平皿中倾注约20mL水样，轻微晃动，使样品和培养基充分混匀，待培养基冷却凝固后，将培养皿置于恒温培养箱中，并将其温度设置为37℃，倒置培养，24h后观察生长情况，进行平皿菌落计数。③计算结果时，要乘以稀释倍数，得出最终结果。1.2.2大肠菌群检测方法在国家标准中，粪便污染的程度是用大肠菌群来衡量的。一般来说，需氧及兼性厌氧革兰氏阴性无芽孢杆菌在37℃条件下生长，其能使乳糖进行发酵，产酸产气发生在24h以内，此类菌群称为总大肠菌群。水样中总大肠菌群数含量的高低，不仅可以反映粪便污染水的情况，而且可以间接说明水体中是否存在肠道致病菌[6]。水中的大肠菌群检验一般采取多管发酵法和滤膜法来进行，本实验采用多管发酵法，检验步骤分为初发酵试验、平板分离和复发酵试验，主要操作过程如下。①将样品制成3个稀释梯度，每个梯度各取1mL，采用乳糖蛋白胨培养液对水样进行培养，培养条件为37℃、24h，观察有无产酸产气情况，有产酸产气出现的管为阳性。②将其培养物接种在伊红美蓝培养基上，观察菌落特征，并进行革兰氏染色和显微镜鉴别。③将可疑菌落接种于乳糖蛋白胨培养液，进行复发酵试验，并检索MPN表计算大肠菌群总数[7]。2结果与分析2.1细菌检测结果由表1可知，在1个月的追踪检测中，原水中细菌总数约为26CFU·mL-1，废水中细菌总数约为19550CFU/100mL，与普通的原水相比，废水的细菌污染水平高出3个数量级，说明该食品厂排放的污水污染程度比较严重。因此，在下一步的污水排放中，要采取相关措施，以降低废水的污染程度[8]。表1细菌检测结果表2.2大肠菌群检测结果由表2可知，原水的大肠菌群数约为0MPN/100mL，废水约为3MPN/100mL。废水和原水相比，污染程度大大提高，这说明废水严重受到了粪便的污染。在下一步的污水排放整改中，要采取措施对废水进行处理，减少污水对环境和人类的危害[9]。表2大肠菌群检测结果表3结语本次实验主要对某食品厂排放的废水进行了1个月的调查跟踪研究，通过相关的检测分析发现，细菌总数平均达195500CFU/100mL，总大肠菌群约为3MPN/100mL，充分说明该厂排放的污水已经严重受到微生物的污染，一旦废水流到地下水当中，被人类饮用后，就会严重威胁人们的健康和生命安全。因此，企业必须重视废水的排放与处理。当然，本研究也存在一定不足。本次调查仅检测了细菌总数和大肠菌群，未对其中的致病菌进行调查研究。未来，笔者将对该厂废水的致病菌进行跟踪检验，以期出具新的研究报告。此外，在下一步的调查研究中，笔者将针对废水中有关的理化指标，如pH、电导率、TOC、COD以及重金属等进行追踪检测，以综合分析废水的污染情况，从而更好地指导废水的处理和再利用工作。目前，防止废水微生物污染的方法有很