人民卫生微生物学第8版第六章 水微生物.ppt

卫生微生物学,宋艳艳山东大学公共卫生学院温红玲山东大学公共卫生学院,第六章水微生物,目录,第一节：水生境特征,第二节：水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,第三节：水微生物的检验与卫生标准,第四节：水微生物污染的预防与控制,第五节：水微生物研究的应用及研究前景,01,02,03,04,05,重点难点,准确理解水生境特性及其与水微生物的关系，各种水体生境特性的异同。水微生物污染的来源、微生物种类及其卫生学意义；水性疾病种类，水中常见病原微生物的种类及其在介水传染病中的重要性。从哪些方面着手预防和控制水微生物污染？如何正确评价水的卫生微生物安全性，确定指示微生物的理论依据如何？各国评价体系的比较，当前我国的评价体系是否有缺陷及其解决办法。从理论水平理解各种检测方法的原理和卫生意义。,第一节水生境特征,水体特点,体积庞大地球表面约70%以上为水所覆盖，其余不足地球表面30%的陆地也有水的存在稳定、流动、能缓冲稀释和混合，有利于微生物生存凡有水的地方都会有微生物存在各种水生境特点各异，微生物种类和数量也因此各不相同,第一节水生境特征,一、温度二、静水压三、光照四、溶解氧五、氢离子浓度六、化学物质七、浑浊度八、盐浓度,影响水体中微生物分布的理化因素,第一节水生境特征,同一水体温度相对恒定每种微生物均有其适应的温度范围嗜冷微生物南北极地区、冰窖、终年积雪的高山、深海和冻土地区微生物嗜热微生物火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区微生物嗜温微生物地面水区域微生物水温高微生物易繁殖、数量大水温低微生物繁殖，但更有利于微生物存活,第一节水生境特征,一、温度,水深每增加10m，静水压就增加101kPa,90%的海水静水压100个大气压,海底的平均压力约为38503kPa静水压能影响水中微生物的垂直分布可形成高静水压的水体海洋、湖泊、深水井、地下煤矿以及某些工业用加压设备中的水深海的静水压是影响水中微生物生长的一个重要因素嗜压菌，耐压菌,第一节水生境特征,二、静水压（hydrostaticpressure）,主要是太阳辐射，穿透力差紫外线只对水表面微生物有一定的杀灭作用一般情况下，光照对水体中微生物的生存影响不大日光照射能使水体表层的温度升高，有助于微生物繁殖具有光合作用的藻类主要分布在水体表层,第一节水生境特征,三、光照,指溶解在水中的氧含量水中DO含量与空气中氧分压和水温有关水中DO的变化影响微生物生长的种类和分布水体表层：主要为需氧和兼性需氧微生物深层和水底：则以厌氧性微生物为主生化需氧量（biochemicaloxygendemand，BOD）指水中有机物在有氧条件下被需氧微生物分解时消耗的溶解氧量常作为评价水体污染状况的重要指标,第一节水生境特征,四、溶解氧（dissolvedoxygen，DO）,多数细菌的适宜pH6.58.5，与自然水体中的pH范围相适应海水pH7.58.5，海水中微生物最适pH7.27.6水对pH的缓冲能力很弱，容易受到环境因素的影响如酸性或碱性废水排入水体有机物因氧化分解产生游离CO2，可使水的pH光合作用微生物大量生长，消耗水中CO2，可使水的pH,五、氢离子浓度,第一节水生境特征,按照能否以CO2作为生长的主要或唯一碳源划分为自养微生物与异养微生物自养微生物以二氧化碳或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长异养微生物必须以有机物作为碳源进行代谢生长无机物氨、硝酸盐、磷酸盐：可直接被微生物利用无机物硫酸盐、碳酸盐：可作为无机化能营养菌的无氧呼吸电子受体汞、铜等金属离子：可抑制一些微生物的生长假单胞菌对汞、铜等金属离子有抗性且能浓集之，用于废水处理藻类的光合作用，导致水中的CO2浓度下降，使水的碱性增大,六、化学物质,第一节水生境特征,在低营养物浓度的条件下，水中微生物也能生长繁殖水中微生物的数量与营养物质水平有关生活污水及有机废水中异养微生物数量大江河入海口的微生物数量大于其他海岸线海水中氮、磷、钾等营养元素对海洋微生物的生存极为重要硝酸盐与磷酸盐可促进藻类的生长，过量可致过度繁殖水中营养贫乏时，微生物附着于颗粒上,七、营养物质,第一节水生境特征,定义：表示水中悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度地面水中的悬浮颗粒主要是由泥沙、黏土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物等组成浑浊的水中微生物数量常大于清水固体颗粒表面可吸附丰富的营养物质悬浮微粒越多，微生物含量越多水浊度可作为判断水是否遭受污染的一个表观特征有国家将水浑浊度归属于微生物类评价指标,八、浑浊度（turbidity）,第一节水生境特征,每种微生物都有适宜各自的生长盐度副溶血性弧菌适宜的盐度范围是0.5%8%NaCl（3%6%更佳）耐盐菌、嗜盐菌水中的盐类钠、钾、钙、镁等的氯化物、硫酸盐与碳酸盐天然水的盐度差异甚大海水盐度介于3.33.7,九、盐度,第一节水生境特征,地面水有三种水生境淡水生境（freshwaterhabitat）湖水、江河水、水库水、池塘、沼泽地、井水、泉水等水体海水生境（marinehabitat）海湾与河口生境（gulfandestuaryhabitat）于淡水和海水生境之间的一种水生境,十、各种水体生境特点,第一节水生境特征,淡水生境特点以江河湖泊最具代表性容易受到周围环境及自然条件的影响水底淤泥中微生物含量高,第一节水生境特征,十、各种水体生境特点,海水生境特点盐度高表面阳光紫外线辐射强垂直面静水压不断加大垂直面水温逐渐降低，直至底部水温处于4左右缓冲力大，受到周围环境影响相对较小海底高静水压，缺氧甚至无氧,第一节水生境特征,十、各种水体生境特点,海湾与河口生境特点极易受到陆地环境因素的影响人为因素自然因素水中有一定的盐度陆地与海洋微生物混杂，两者兼有,第一节水生境特征,十、各种水体生境特点,第一节水生境特征,小结,自然界水体不是以纯水的形式存在，其中含有各种化学物质和微生物类群。由于地域、气候及人类活动的影响，水的物理和化学条件差别很大，水中的微生物种类、数量、分布也有很大差异，主要的影响因素有温度、静水压、光照、溶解氧、氢离子浓度、化学物质、浑浊度、盐浓度等，从而构成了水生境特性。地面水的水生境（waterhabitat）可以分成淡水生境（freshwaterhabitat）、海水生境（marinehabitat）和海湾与河口生境（gulfandestuaryhabitat）三大类，且各具特点。,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,主要内容,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,一、水微生物的来源二、水微生物的种类和分布（一）水中微生物的特点（二）淡水中微生物的种类和分布（三）海水中微生物的种类和分布（四）循环冷却水系统中的微生物（五）水体中的浮游生物（六）水体中的病毒三、水微生物的生态学功能和卫生学意义（一）水微生物的生态学功能（二）水微生物的卫生学意义,一、水微生物的来源,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,土著微生物自然存在，水中固有，适应水体环境，长期存在外来微生物不能长期存在，但在生存期限内可通过各种方式传播疾病,外来微生物污染来源,地表径流和雨水冲刷，使土壤中微生物迁入水体处理不当或未经处理的污水，直接排放厕所、粪缸等离水源过近，排泄物直接或渗透入水体在水源水中清洗马桶和衣物水中养殖业，定期用粪便施肥水边建造猪、鸭、鸡等动物的养殖场，或直接在水中养殖畜禽粪船装卸和行驶过程中的溢漏或船民直接排入空气降水带入大气中的微生物微生物实验室操作不规范、废弃物处理不当,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,二、水微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,包括原生动物、藻类、真菌、细菌和病毒各水体中微生物数量和种类差异很大，通常以细菌为主,水微生物的种类,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,依据营养型自养型微生物、异养型微生物依据生态特点清水型微生物一般繁殖量不大如硫细菌、铁细菌、衣细菌、蓝细菌、绿硫细菌、紫细菌等腐生型微生物有机废物多时繁殖量大如变形杆菌、大肠杆菌、产气杆菌、产碱杆菌以及芽孢杆菌、弧菌、螺菌等及原生动物依据致病性非致病微生物、致病微生物,水微生物的分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,异养微生物多，自养微生物少非致病微生物多，致病微生物少微生物分布广泛，但不均匀水体上层和底泥中含量丰富近岸边水中微生物多影响因素水量水体类型污染状况季节、气候水体的生境特性,（一）水中微生物的特点（1）,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,水中细菌个体较小，多有鞭毛，有的含有气泡，有利于浮游和栖息多数水中细菌能够聚合在一起，形成星状、片状、带状及球状聚合物许多细菌具有黏附在固体表面的特性，真菌均生长在固体表面，只有孢子和菌丝碎片可游离于水中水中细菌能耐受低浓度的营养物质革兰氏阴性细菌占优势微生物的种类和数量在地面水中高于地下水,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,许多细菌能够适应复杂的水体环境，具有嗜（耐）盐、或嗜（耐）冷、或嗜（耐）压等特性水体垂直方向的细菌分布差别很大，主要与溶解氧、水温、光照、营养物质、静水压等因素有关外来微生物往往受土著微生物的竞争而很难长时间存在,（一）水中微生物的特点（2）,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,淡水中微生物的共同特征能在低营养物浓度的条件下生长水体垂直方向的细菌分布差别大外来微生物往往因土著微生物的竞争作用而很难长期存在不同类型的淡水环境，其微生物的种类和分布不同降水地表水地下水,（二）淡水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,降水指雨、雪、雹、雾、霜等大气水微生物来源：空气尘埃、气溶胶微生物种类：主要是细菌、放线菌、霉菌孢子、病毒等分布特点降水中开始较多，逐渐减少高山积雪中细菌极少影响因素气象环境大气污染状况,（二）淡水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,地表水，亦称“陆地水”是江河、湖泊、水库、冰川、沼泽等水体的总称微生物来源大气、土壤、污水、污物、排泄物等,（二）淡水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,地表水微生物种类和分布特点主要是细菌、放线菌、真菌、病毒、原生动物等，细菌更具多样性远离人类活动的清洁湖泊和河流中多为自养型微生物流经人口密集区的河水、下水道和湖泊中多为腐生型微生物清洁水体中黄杆菌属、无色杆菌属较多，它们的减少提示水体被污染污水中多见荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌、普通变形杆菌、枯草杆菌、阴沟杆菌、大肠埃希氏菌、粪链球菌、病毒及噬菌体等及多种病原菌水的上层常有各种需氧菌，水体底泥则有多种厌氧或兼性厌氧菌底泥表层细菌数量多于水中，底泥中革兰阳性菌多，特别是芽孢杆菌属,（二）淡水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,河水微生物可见弧菌、螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡菌、链球菌和螺旋体等随污染程度而变,（二）淡水中微生物的种类和分布,湖泊和池塘水体相对静止，垂直方向的细菌分布不均，多数随颗粒物质沉入水底表面的土著微生物多，深处往往是外来微生物水的上层土著、自养、需氧性细菌常见的自养细菌是蓝细菌：微囊藻、念珠藻、束丝藻还有真菌和原生动物底泥的表层细菌数量比水中多，主要是革兰氏阳性菌，特别是芽孢杆菌属村旁池塘：常检出病原菌易水体富营养化（eutrophication）黄杆菌科无色杆菌属假单胞菌科芽孢杆菌科和肠杆菌科,（二）淡水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,冰川微生物微生物种类和数量分布具有明显的区域性在不同海拔高度的雪冰表面分布有不同种类的微生物病毒、细菌、放线菌、丝状真菌、酵母菌和藻类等,（二）淡水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,地下水是指存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水由于土壤和岩层的过滤作用，营养成分微生物泉水和深井水中一般不含细菌和有机物浅井水中有少量有机物和细菌，主要为无色杆菌、黄杆菌等嗜低温菌浅层水井邻近有厕所或垃圾站，井水中有时可检出肠道微生物热泉水中含有嗜热菌：硫细菌、铁细菌含有石油的地下水中有大量能分解碳氢化合物的细菌,（二）淡水中微生物的种类和分布,海洋微生物的特征嗜盐性和耐盐性：最适盐浓度在3.3%3.5%耐低温：多数细菌被看作嗜冷细菌耐静水压：许多深海细菌属耐压菌和嗜压菌耐碱性：海水偏碱性，pH在7.58.5之间耐低营养：海洋环境属于低营养环境海底微生物数量多革兰阴性菌占多数，大多具有鞭毛浮游环境中多为好氧菌或兼性厌氧菌，深海以厌氧菌为主近海岸处，呈广盐性分解能力：对蛋白质强，对糖弱,（三）海水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,海洋微生物的种类细菌、放线菌、螺旋体、酵母菌、真菌、病毒、原虫等近海岸，陆地与海洋微生物混杂海水养殖场的水体中常能检出致病性弧菌,（三）海水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,海洋微生物的分布特征水平分布特征在近海岸、海湾、河口处海水中，细菌数量很多，存在着土著和外来微生物微生物的数量与距陆地的距离成反比,（三）海水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,海洋微生物的分布特征垂直分布特征550m水深：细菌数量最多10m以内的海水中，细菌数与水深无关1050m的海水中微生物的数量随深度增加而增多50米以下的海水中，细菌数量常与深度成反比海底污泥表层菌数较多，距海泥表面越深的地方及海洋中心部分的底泥中细菌数较少,（三）海水中微生物的种类和分布,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,冷却水特点：长时间循环及与空气接触，温度和pH适合微生物生长繁殖常见的微生物：真菌、藻类（如蓝藻类、绿藻类、硅藻类）、细菌（如铁细菌、硫酸盐还原菌、硝化细菌），真菌和铁细菌可引起管道堵塞微生物的种类和数量分布：差异较大化肥厂的循环水中含氮高，易滋生硝化杆菌钢铁厂的循环水中含铁高，易滋生铁细菌含有氮、磷、钾的水源中藻类迅速繁殖,（四）循环冷却水系统中的微生物,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,定义水体表面区域漂浮和漂流的微生物生命的集合物浮游植物群硅藻、蓝细菌、腰鞭毛目、硅鞭毛目、金滴虫、隐滴虫、衣原体滴虫可在光合成带定居靠太阳光和吸收水中的营养盐生活浮游动物群极为复杂一般分为原生动物、轮虫、枝角类和桡足类四大类呈游走特性，以避免光照，白天在光合成带以下，晚上则游走于浮游植物表面以浮游植物有机体、细菌或腐质为食物,（五）水体中的浮游生物,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,藻类浮游生物可生长成为巨大的群体淡水域：水华（waterblooms）海湾：赤潮（redtide）因占优势藻类的颜色不同，水面可呈现红色、绿色、蓝色等,（五）水体中的浮游生物,水华,赤潮,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,水中浮游生物与细菌关系紧密细菌为浮游植物提供维生素等营养物质浮游生物为细菌提供粘附和凝集的固体表面细菌为浮游动物的食料,（五）水体中的浮游生物,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,有植物病毒和动物病毒，研究较多的是动物病毒海洋中的病毒数量是淡水的15000倍5%40%的海洋生物被病毒毁灭随人畜粪便等污染水源影响人类健康,（六）水体中的病毒,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,自然水中几乎都有病毒存在，已发现水中140多种病毒病毒随悬浮物质沉降及底泥颗粒对病毒吸附，使底泥中的病毒数量更多植物病毒在水环境中的数量可能相当高，且具有高稳定性特点有多种是人类致病病毒如肠道病毒、甲肝病毒、诺如病毒、轮状病毒、腺病毒、细小病毒等影响水中病毒存活的因素光照、温度、pH、颗粒物的吸附作用、无机离子、产蛋白酶的细菌、藻类、原虫和海洋生物等,水体中病毒的种类及分布,海水中病毒的分布变化特点,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,自然水体中几乎都有病毒存在随季节而变，冬季病毒灭活速度减慢，病毒量在冬季低于春秋季紫外线对海水表层的病毒具有强烈的灭活作用随海水深度而变，浮游微生物的垂直分布，影响病毒的分布昼夜变化明显，与光照水平和宿主群体产量相关某些水生动物对病毒有富集作用（enrichment）,三、水微生物的生态学功能,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,能进行光能、化能自养和异养能降解有机物为无机物，为生产者提供原料能同化可溶性有机物并把它们重新引入食物网参与无机元素的循环可作为原生动物的食物土著微生物对外来微生物的竞争作用,构成水生态系统平衡,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,介水传染病（water-bornecommunicablediseases）定义：指病原体随各种污水及污染物进入水体，人通过饮用或接触受病原体污染的水，或食用被这种水污染的食物而传播的疾病，也称水生疾病（water-bornedisease）种类：40多种传染病可通过水传播，包括细菌、病毒、寄生虫等，以细菌最多，病毒的危害日益受到关注,四、水微生物的卫生学意义,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,介水传染病（water-bornecommunicablediseases）感染途径饮用污染的水皮肤、黏膜暴露于污染的水吸入来自污染水的气溶胶食用污染水产品、水生植物、蔬菜感染类型：肠道传染病多见，也可为上呼吸道和眼结膜感染结局：有些是严重感染，甚至危及生命,四、水微生物的卫生学意义,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,病毒污染水引起的疾病暴发事件,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,若为一次性污染，发病日期多集中在常见潜伏期，若经常受污染，发病可终年不断病例分布与供水范围一致发病人群有饮用或接触同一水源的历史一旦对水源采取合理治理措施，疾病流行很快得以控制,介水传染病的流行特点,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,水微生物对食品安全的影响水微生物会致使用清洁的原料生产出污染的产品导致食源性疾病食品的腐败变质水微生物致水体恶化水华或赤潮，藻类繁殖迅速，死亡后被细菌分解，水中溶解氧，水质恶化，水生物死亡，大量厌氧菌生长，水出现恶臭水中藻类毒素,四、水微生物的卫生学意义,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,水微生物净化水体微生物参与食物链循环，使水体得以净化采用微生物生物膜处理污水某些微生物的强分解能力微生物对某些污染物有富集能力,四、水微生物的卫生学意义,小结,水中微生物的来源可分为土著微生物和外来微生物。外来微生物污染往往和人类的生活、生产活动密切相关，且常常带有病原微生物。水微生物包括原生动物、藻类、真菌、细菌和病毒，其数量和种类在各水体中差异很大，以细菌更具多样性。异养微生物多于自养微生物，在水中的分布与水量、水体类型、污染状况、季节、气候及水体的生境特性等各种因素有关。不同类型的水环境，其微生物的特性、种类和分布不同，地面水微生物比地下水更具多样性和复杂性，更有机会含有各种病原微生物。海洋微生物有其独特的性质，近海岸和深部海的生境及微生物种类和分布不同。循环冷却水的微生物分布与工业生产的性质有关。微生物在各种水体中执行其生态学功能，同时也从多方面体现其卫生学意义。,第二节水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义,第三节水微生物的检验与卫生标准,水微生物的检验面临的问题,第三节水微生物的检验与卫生标准,非致病菌占大多数不致病或条件致病致病菌数量小水性疾病，肠道疾病多见检测难度大病毒检测难度大首先检测卫生指标菌，必要时检测可疑致病菌和病毒,第三节水微生物的检验与卫生标准,指示菌（bacterialindicators）指能用以指示水体是否受粪便污染及污染的程度的指示性细菌或其他微生物间接反映肠道病原微生物的存在可能性大小评价水被粪便污染的指标项目总大肠菌群粪大肠菌群耐热大肠菌群大肠埃希菌肠球菌产气荚膜梭菌贾第鞭毛虫隐孢子虫,主要内容,第三节水微生物的检验与卫生标准,一、水微生物的检验（一）生活饮用水微生物评价指标（二）水中致病菌的检验（三）水中病毒的检验（四）水样的采集与送检原则二、水卫生微生物标准（一）生活饮用水微生物标准（二）生活饮用水水源卫生要求（三）污水排放标准（四）再生水卫生要求,第三节水微生物的检验与卫生标准,常规指标（regularindices）菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希菌铜绿假单胞菌（包装饮用水）非常规指标（non-regularindices）贾第鞭毛虫、隐孢子虫参考指标（referenceindices）肠球菌和产气荚膜梭菌,（一）生活饮用水微生物评价指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,菌落总数定义：是指将1ml水样接种在营养琼脂培养基中，有氧条件下，于37培养48小时后所生长的细菌菌落总数。意义：为判断水污染程度的主要标志之一，常与水的污染程度呈正相关评价水质清洁度和净化效果的微生物指标不能直接说明水中致病微生物的存在，但总数多，说明病原微生物存在的可能性大不能说明污染的来源检测方法：倾注平板法（CFU/ml）,1.水卫生细菌学指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,总大肠菌群定义：是指一群在37培养24小时能发酵乳糖、产酸产气、需氧及兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌主要成员：埃希菌属、枸橼酸杆菌属、肠杆菌属、克雷伯菌属意义：评价粪便污染最常用指标，而不是直接检测肠道致病菌。检测方法：4种检测方法对应2种表达方式多管发酵法和酶底物法：MPN/100ml滤膜法和平板计数法为：CFU/100ml,1.水卫生细菌学指标,耐热大肠菌群定义：在44.5仍能生长的大肠菌群称为耐热大肠菌群，也称粪大肠菌群意义：指示水体是否受到比较近期的人畜粪便污染是目前国际上通用的监测水质受粪便污染的指示菌适于生活饮用水、河流、湖泊、水库、废水处理系统、浴场用水、海水等的一般性水质监测检测方法：多管发酵法和滤膜法,不同来源大肠菌群的比较,第三节水微生物的检验与卫生标准,1.水卫生细菌学指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,大肠埃希菌意义：是大肠菌群中最主要成员，可反映水体受到人畜粪便污染的情况检测方法：多管发酵法、滤膜法和底物酶法,1.水卫生细菌学指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,铜绿假单胞菌特点：对环境的抵抗力较强，经常存在于各种水体对氧化型消毒剂具有较强抵抗力意义:常污染蓄水池和设备管道是我国包装饮用水的检测指标检测方法：滤膜法,1.水卫生细菌学指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,肠球菌特性：在人和温血动物肠道内均有存在，不同来源粪便中粪大肠菌群与肠球菌的比值不同人为4.4，鸭为0.6，羊、鸡、猪均为0.4，牛为0.2，火鸡为0.1意义：可提示粪便污染，尤其早期污染,粪大肠菌群与肠球菌的比值提示污染来源,1.水卫生细菌学指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,产气荚膜梭菌特性：是人畜肠道正常菌群成员，为芽孢菌，在外环境存活时间长意义：结合粪大肠菌群与肠球菌，可作为粪便陈旧污染的指示菌,1.水卫生细菌学指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,贾第鞭毛虫和隐孢子虫寄生于人或某些动物小肠的致病性原虫，随粪便污染水源一般消毒法很难将其杀灭为非常规检测指标，检测成本昂贵，往往不被重视,2.原虫类指标,第三节水微生物的检验与卫生标准,特点：数量少，检出机会小，不适宜做常规检测指标介水传染病流行时，要重视致病菌的检测WHO推荐了多种致病菌供各国参考个别发达国家水常规检测中有沙门菌、军团菌等方法：检验技术复杂，每种致病菌要求不同浓缩试样及选择性增菌以扩大菌量结合分子生物学检测方法：快、准,（二）水中致病菌的检验,第三节水微生物的检验与卫生标准,目的：了解水中病毒污染程度和种类调查的需要，尤其是疑似水源病毒性传播时评价指标：脊髓灰质炎病毒减毒株大肠杆菌噬菌体SC噬菌体、F-噬菌体、和B.fragilis噬菌体致病病毒：为了病因调查检测方法：难浓缩水样中病毒是关键吸附洗脱法；沉淀法；超速离心法、透析法；免疫捕获法；电阻拦法分离与鉴定、PCR技术、基因组文库技术、核酸杂交技术、电子显微镜技术,（三）水中病毒的检验,第三节水微生物的检验与卫生标准,生活饮用水采样点应考虑处理前、出厂水及管网末端出水自来水水样的采集注意放水排除管内贮存水氯化消毒水需加入硫代硫酸钠江、河、湖、水库等地面水源水的采集选择有代表性的地点按水面宽度和水深布点，不能采集水面水泉水的采集：涌出点采样游泳池水的采集在距水面1015cm深处取样根据泳池大小采用梅花布点方案,（四）水样的采集原则,第三节水微生物的检验与卫生标准,生活饮用水供水方式集中式供水（centralwatersupply）二次供水（secondarywatersupply）小型集中式供水（smallcentralwatersupply）分散式供水（non-centralwatersupply）生活饮用水类型管网水、包装饮用水、天然矿泉水、井水娱乐用水、沐浴用水污水生活污水、医院污水,与生活饮用水相关的各类型水均有其相应的卫生标准,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,（一）生活饮用水微生物标准生活饮用水微生物指标及限量（GB57492006）菌落总数：100CFU/ml总大肠菌群、耐热总大肠菌群、大肠埃希氏菌：0CFU/100ml贾第鞭毛虫、隐孢子虫：1个/10L肠球菌、产气荚膜梭菌：0CFU/100ml,二、水卫生微生物标准,包装饮用水微生物指标及限量（GB192982014）,第三节水微生物的检验与卫生标准,二、水卫生微生物标准,饮用天然矿泉水微生物指标及限量（GB85372008）,第三节水微生物的检验与卫生标准,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,小型集中式供水、分散式供水微生物标准菌落总数：500CFU/ml人工游泳池水微生物标准GB96671996菌落总数：1000CFU/ml大肠菌群：18CFU/LCJ2442007菌落总数：200CFU/ml大肠菌群：0CFU/100ml,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,（二）生活饮用水水源卫生要求1.地表水2.地下水3.海水,二、水卫生微生物标准,地表水水域功能和微生物标准（GB38382002）,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,地下水水质分类和微生物标准（GB/T148481993）,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,海水水质微生物标准（GB3097-1997）,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,（三）污水排放标准1.生活污水2.医院污水,二、水卫生微生物标准,城镇污水处理厂污水排放微生物最高允许浓度（GB189182002）,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,医疗机构水污染物排放限量值（日均值）（GB184662005）,二、水卫生微生物标准,第三节水微生物的检验与卫生标准,小结,水微生物的检验面临着一些问题，如非致病菌虽占大多数，但不致病或条件致病，而致病菌数量小检测难度大，致病病毒检测难度更大，因此检验原则通常是首先检测卫生指标菌，必要时检测致病菌。我国生活饮用水微生物评价指标中常规指标有菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希菌，非常规指标有贾第鞭毛虫和隐孢子虫，参考指标有肠球菌和产气荚膜梭菌，包装饮用水要求检测菌落总数和铜绿假单胞菌，另外按照各种地面水用途及污水的去处等也规定了检测项目和限量值，但仍然存在需要解决的问题，如水中的病毒、致病菌、细菌内毒素、藻毒素等检测的必要性和可行性等。虽然各指标逐渐与国际接轨，但仍有差距。各项常用微生物评价指标的检测方法已很成熟且较简单易行，应注重学习检测原理、方法和卫生意义。,第三节水微生物的检验与卫生标准,第四节水微生物污染的预防与控制,定义是指人类活动排放的污染物进入水体，其数量超过了水体的自净能力，使水环境的理化特性、生物学特性和组成等发生改变，从而造成水质下降，危害人类健康或破坏生态环境的现象。污染性质物理性化学性生物性,什么是水体污染（waterpollution）？,第四节水微生物污染的预防与控制,一、水微生物污染（一）水中微生物污染的来源（二）水中常见的病原体（三）藻类毒素污染水体,主要内容,第四节水微生物污染的预防与控制,二、水微生物污染的预防和控制（一）控制污染来源（二）净化水体（三）处理污水（四）加强和完善水资源管理制度（五）重视水质监测（六）加强水源卫生防护（七）改造水体结构（八）加强供、管水人员管理,一、水微生物污染,水中微生物污染的来源自然水体污染来自土壤，随空气尘埃沉降，人或动物的粪便等排泄物等,水体生物性污染及其来源,第四节水微生物污染的预防与控制,第四节水微生物污染的预防与控制,肠道病原微生物介水传播的可能途径,水中微生物污染的来源瓶（桶）装饮用水污染原因：水消毒不严、水桶清洗消毒不彻底、灌装过程污染实例：2015年达州市检测23份桶装饮用水，铜绿假单胞菌的检出率为52.17%浙江、河南等地学校桶装饮用水引发诺如病毒性腹泻事件,第四节水微生物污染的预防与控制,一、水微生物污染,水中微生物污染的来源娱乐性用水污染范围：包括游泳池、水上游乐公园、桑拿浴、沐浴、交互性喷泉等人工消毒场所用水，以及海滩、湖泊、河流、温泉等天然水体实例：广东佛冈20092015年游泳池水菌落总数和大肠菌群合格率分别为50%92.5%和50%97.5%2015年铜陵市游泳池水菌落总数合格率仅为84.0%2013年北京温泉场所军团菌污染明显（160/308）2015年土耳其52家洗浴中心军团菌检出率为21.2%2015年国内四地沐浴水样中的嗜肺军团菌检出率为44.0%,第四节水微生物污染的预防与控制,一、水微生物污染,水中常见的病原体：四类致病细菌：如沙门菌、霍乱弧菌、致泻大肠埃希菌、钩端螺旋体等致病病毒：如肝炎病毒、腹泻病毒、肠道病毒等肠道寄生虫：如溶组织内阿米巴、兰氏贾第鞭毛虫、隐孢子虫等其他微生物：如沙眼衣原体等,第四节水微生物污染的预防与控制,一、水微生物污染,（1）沙门菌属（Salmonella）（2）志贺菌属（Shigella）（3）大肠埃希氏菌属（Escherichiacoli）（4）霍乱弧菌属（Vibriocholerae）（5）副溶血性弧菌（Vibrioparahaemolyticus）（6）空肠弯曲菌（Campylobacterjejuni）（7）小肠结肠炎耶尔森菌（Yersiniaenterocolitica）（8）气单胞菌（Aeromonas）（9）邻单胞菌属（Plesiomonasshigelloides）（10）嗜肺军团菌（Legionellapneumophila）（11）结核分枝杆菌（Mycobacteriumtuberculosis）,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,沙门菌属（Salmonella）成员：主要有伤寒沙门菌、副伤寒沙门菌、猪霍乱沙门菌、肠炎沙门氏菌等来源：污水排放，家禽和家畜在水边放养，病人及带菌者的粪便入河疾病：伤寒、副伤寒和急性胃肠炎在水中生存能力强水中可存活23周鼠伤寒沙门菌在25的污泥中能存活812周，在30医院污水中可存活279天以上有些发达国家将其列入水质监测指标,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,志贺菌属（Shigella）成员：痢疾志贺菌、福氏志贺菌、鲍氏志贺菌、宋内志贺菌来源：病人及带菌者的粪便，无动物宿主疾病：急性胃肠炎在水中生存力：耐寒性强比沙门菌弱，感染剂量小冰冻的河水中可生存47天在海湾水中13时可生存25天，而在37时仅可生存4天福氏2a型和宋内痢疾杆菌在污水中可生存39周,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,大肠埃希氏菌属（Escherichiacoli）致泻大肠埃希菌：EPEC、ETEC、EIEC、EHEC、EAEC来源：病人及带菌者的粪便污染水源疾病：急性胃肠炎为主在水中生存力：自然水体中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,霍乱弧菌属（Vibriocholerae）两个生物型：古典生物型和埃尔托生物型来源：感染者粪便污染水源疾病：霍乱，是烈性传染病，7次世界大流行在水中生存力：在河水、井水、海水中可存活13周在咸水、淡水交界的水域或盐碱地的地面水中长期生存,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,副溶血性弧菌（Vibrioparahaemolyticus）来源：广泛生存于近岸海水，华东沿海该菌的检出率为57.466.5疾病：水污染海产品，引起急性胃肠炎为主接触海水，引起中耳炎、皮肤感染在水中生存力：一般410月份易从海水中分离到，冬天则存在于水下沉积物、贝壳及鱼类中当水温上升到14左右时，越冬的细菌从水底释放，附着于浮游动物表面生长繁殖,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,空肠弯曲菌（Campylobacterjejuni）来源：牛、羊、狗及禽类的肠道或生殖道（禽），在鸟类亦有检出疾病：胃肠炎生存力：鸡粪中保持活力可达96小时在水、牛奶中存活较久，如温度在4可存活34周有些国家已将其列为水质监测菌,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,小肠结肠炎耶尔森菌（Yersiniaenterocolitica）来源：广泛存在于猪、牛、羊、犬、鼠、鸡、鸭、虾、蟹等动物的排泄物中，猪是主要宿主疾病：多种临床表现，以胃肠炎最多见在水中生存力：有嗜冷性在冰冻水体中可存活6个月以上，常见冬季流行总大肠菌群数不适合于间接推断小肠结肠炎耶尔森菌的污染情况,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,气单胞菌（Aeromonas）来源：是淡水、海水和土壤的腐生寄生菌，也是冷水动物（淡水鱼、爬虫类及水蛭）的肠道共生菌群是低毒条件致病菌致病菌成员：嗜水气单胞菌（A.hydrophila）、豚鼠气单胞菌（A.caviae）、温和气单胞菌（A.sobria）和维龙气单胞菌（A.veronii）疾病：人类腹泻、蜂窝组织炎、伤口感染、尿道感染、脑膜炎等,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,邻单胞菌属（Plesiomonasshigelloides）成员：只有一个种，即类志贺邻单胞菌来源：存在于淡水中，存在于淡水鱼的肠腔和水表面，海水中不能存活许多动物（蛇、猴、狗、猫、羊、牛和蟾蜍）的粪便中可分离到该菌，其排泄物可污染水体疾病：水样腹泻,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,嗜肺军团菌（Legionellapneumophila）来源：是水生菌，在河水、湖水及冷却冷凝水中均有检出，尚未发现有自然宿主疾病：因吸入含菌气溶胶而引起军团菌病在人群中亦可发生流感样的庞蒂亚克热型军团病暴发在水中生存力：强存在于天然淡水源和各种储水容器或管道中,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,结核分枝杆菌（Mycobacteriumtuberculosis）与水相关：从结核病疗养院、屠宰场、皮革厂排出的未经处理的污水中常可分离到人型结核分枝杆菌及牛型结核分枝杆菌来源：病人及带菌者的痰、排泄物疾病：结核病的潜伏期较长（最短46周），使发病原因很难与水相关联在水中生存力：该菌抵抗力强，随痰入水可存活数月,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,钩端螺旋体贮存宿主：家畜如牛、羊、猪、犬及多种野生动物，特别是啮齿类动物污染来源：带菌动物的尿污染土壤及水源疾病：接触污染的水通过皮肤或黏膜导致感染，在大雨或洪水时容易引起钩体病暴发在水中生存力：强水或湿土中可存活数周至数月在2530的池塘、河流中能生存3周以上在灭菌自来水中可存活4周,第四节水微生物污染的预防与控制,1.细菌类病原体,（1）肠道病毒（2）肝炎病毒（Hepatitisvirus）（3）轮状病毒（Rotavirus）（4）腺病毒（Adenovirus）（5）诺如病毒（Norovirus）（6）呼肠病毒（Reovirus）（7）其他：SARS冠状病毒、鼻病毒,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,肠道病毒：种类多、血清型多成员：脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒和新型肠道病毒等污染来源：感染者粪便水源、井水、游泳池水等疾病：临床表现多样性，同种病毒可引起不同表现，同种表现可由不同病毒引起在水中生存力：强存活时间较久，在污水中可存活3个月左右,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,肝炎病毒（HepatitisAvirus）成员：经水传播的主要有甲型和戊型肝炎病毒污染来源：感染者、携带者肠道排泄物污染水源、海水、游泳池水等疾病：常引起水源性甲型肝炎暴发戊肝水型暴发多发生于卫生条件较差的发展中国家在水中生存力：甲型肝炎病毒略强于脊髓灰质炎病毒，在污水和患者的粪便中可较长时间存活,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,轮状病毒（Rotavirus）成员：A组轮状病毒、B组轮状病毒污染来源：患者粪便中排毒量大，易经污水传播疾病：A组轮状病毒是非细菌性婴儿腹泻的主要病原B组轮状病毒常引起成人腹泻在水中生存力：强从污染的水体中常可检出轮状病毒,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,腺病毒（Adenovirus）成员：已发现有51个血清型能感染人类污染来源：许多型别腺病毒可在肠道细胞中复制，随粪便污染河、湖、饮用水、游泳水体等疾病：多途径感染可感染结膜、呼吸道、尿道、肠道上皮及区域性淋巴组织世界各地报道的儿童腹泻病例中腺病毒占222常见游泳池水引发咽部及眼结膜炎症在水中生存力：强从污染的水体中常可检出腺病毒,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,诺如病毒（Norovirus）成员：基因型G、G，多为G污染来源：随粪便污染从污水及近海域海水中均可检测到诺如病毒、二次供水水箱、管网水管道破裂海水被污染，经海产品感染人类疾病：急性胃肠炎在水中生存力：强从污水及近海域海水中均可检测到诺如病毒,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,呼肠病毒（Reovirus）污染来源：病人可经肠道大量排出呼肠病毒疾病：引起呼吸道、肠道感染，还能引起心包炎、贫血等疾病在水中生存力：强能耐受乙醚、氯仿、去氧胆酸钠等其他病毒如SARS冠状病毒、鼻病毒等虽主要经呼吸道感染，但从污水中也可检测到,第四节水微生物污染的预防与控制,2.病毒类病原体,（1）兰氏贾第鞭毛虫（Giardialambliastiles）（2）隐孢子虫（Cryptosporidium）（3）溶组织内阿米巴（Entamoebahistolytica）（4）其他原虫,第四节水微生物污染的预防与控制,3.原虫类病原体,兰氏贾第鞭毛虫（Giardialambliastiles）寄生于人类小肠、胆囊、主要是十二指肠污染来源：包囊随感染者、携带者粪便排出一次排除的粪便中可含108个包囊疾病：贾滴虫病，致病剂量为10100个包囊，儿童感染率较高在水中生存力：强存活时间长，8水中可存活2个月以上对消毒剂有高度抗性,第四节水微生物污染的预防与控制,3.原虫类病原体,隐孢子虫（Cryptosporidium）广泛存在于哺乳类、鱼类、鸟类和爬行类等肠道中污染来源：卵囊随粪便排出娱乐性用水已成为主要媒介疾病：隐孢子虫病（cryptosporidiosis），常表现为霍乱样水泻，致病剂量仅为110个卵囊在水中生存力：强存活时间长，对消毒剂有高度抗性,第四节水微生物污染的预防与控制,3.原虫类病原体,溶组织内阿米巴（Entamoebahistolytica）寄生于结肠污染来源：包囊随感染者粪便排出疾病：阿米巴痢疾，在肠外组织形成溃疡或脓肿在水中生存力：强自来水通常的加氯量往往不能杀灭阿米巴的包囊,第四节水微生物污染的预防与控制,3.原虫类病原体,藻类本身不致病，但能产生天然毒素，产毒种属有40多种对水体的污染，已成为全球性环境问题含量最多、对人体危害最大的两类毒素微囊藻毒素（microcystin，MC）、节球藻毒素（nodularin）有肝毒性、神经毒性和致癌作用感染途径和疾病饮用：急性胃肠炎及肝毒、神经毒和致癌作用直接接触（如游泳）会出现皮炎、眼睛过敏、急性胃肠炎贝类能富集，食用毒贝发生中毒,第四节水微生物污染的预防与控制,（三）藻类毒素污染水体,（一）控制污染来源（二）净化水体（三）处理污水（四）加强和完善水资源管理制度（五）重视水质监测（六）加强水源卫生防护（七）改造水体结构（八）加强供、管水人员管理,第四节水微生物污染的预防与控制,二、水微生物污染的预防和控制,污水污物必需进行无害化处理后江、河、湖、海中人畜粪便、生活垃圾化粪池或大型污水处理厂无害化处理后排放防止水体富营养化减少含磷、氮工业废水的排放减少有机磷农药的使用减少含磷洗涤剂的使用常规水净化处理和家庭煮沸，均难以有效去除藻毒素或减轻其毒性,第四节水微生物污染的预防与控制,（一）控制污染来源,目的：降低水微生物及污染物的污染量种类：包括水体自净和人工净化,第四节水微生物污染的预防与控制,（二）净化水体,水体自净定义：指天然水体受到污染后，在无人为处理的条件下，借水体自身的净化能力使之得到净化的过程自净作用方式物理作用：稀释、沉降、扩散等化学作用和生物学作用：氧化、还原、分解、凝聚、竞争等水中大部分有机物经过生物氧化分解作用得到降解与去除正常情况下，各种天然水体有各自的生态系统参与生物自净过程,第四节水微生物污染的预防与控制,（二）净化水体,水体自净以河流为例,第四节水微生物污染的预防与控制,鱼类以甲壳动物为食,通过食物链完成能量转移和物质循环，在一定的空间和时间内呈现稳定状态，即保持生态平衡。,（二）净化水体,人工净化定义：当污染物质的浓度超过一定界限（环境容量）时，将造成水体的长久性污染，这时需要人为干涉加以净化人工净化方式对生活饮用水原水的净化处理：沉淀、过滤、氯化消毒或煮沸等对污水的处理：人工净化处理,第四节水微生物污染的预防与控制,（二）净化水体,污水微生物处理的基本过程一级处理：又称预处理目的：去除污水中的固体物质、油脂等颗粒状物质，减少后续处理的固体负荷和容积，使排入二级处理系统的污水更适于生物净化大体过程利用格栅、筛网、砂滤等去除污水中悬浮的粗大固体物排入沉砂池中，沉淀砂子再排入沉淀池中，将某些生物量和有机物沉淀下来效果：可以除去70%80%的BOD,第四节水微生物污染的预防与控制,（三）处理污水,污水微生物处理的基本过程二级处理：是生物处理过程原理：人工给予一定的理化条件，利用微生物群落的生物活性加速对污染物的降解或转化。其中细菌发挥重要作用。二级处理的方法：需氧处理法和厌氧处理法效果：污水经过一级和二级处理，可除去90%的BOD,第四节水微生物污染的预防与控制,（三）处理污水,需氧处理法原理：在微生物群的作用下，有机物大分子逐步降解，最终通过有氧呼吸生成CO2和H2O，含氮、磷分别被氧化为NO3、NO2、PO42-等类型活性污泥法：由许多细菌及其分泌的多糖类胶状物