水处理微生物学 水的卫生细菌学

1、第五章 水的卫生细菌学保证供给人们的生活饮用水必须是清洁、安全且没有病原微生物。 知道水中有哪些常见的病原微生物。 学习检测它们的方法第一节 水中的细菌及其分布 包括雨雪水、河流湖泊水、地下水、海水水中所含细菌来源于空气、土壤、污水、垃圾、死的动物和植物等，所以水中细菌的种类是多种多样的。 提问：雨雪中的细菌数量种类与什么有？回答：直接与空气的洁净程度间接由地面的洁净程度 提问：河流、湖泊中的细菌数量种类与什么有关？回答：受纳污水的种类及数量环境影响因子例如，受到医院污水、垃圾污染的水体，病原菌数量将会很大，受到农业土壤污染的水体藻类数量将会猛增。由于细菌不喜欢阳光、喜好附着在固体上，因而水底

2、和岸边的细菌数量高于水面和河、湖中央的细菌。 提问：地下水饮用时的卫生程度与什么有关？ 回答：深度及地表水污染程度 （由于土壤层层过滤，一 般细菌很少）提问：海水中有能引起人体疾病的细菌（病原菌）吗？为什么？回答：没有（海水中含盐量很高，一般3.24%） 目前大多数城市集中供水水源为江河湖泊，难免受到各种污染包括病原污染，病原菌的监测与控制责任重大。第二节 水中的病原细菌水中的细菌虽然很多，但只有很少的一部分是病原菌（或称致病菌）其中只有更少的病原菌能经食道进入肠道引起疾病，为什么？（口腔中有溶菌酶；正常胃酸pH3.2 ）此类水中病原菌若经水传播， 在消化道滋生导致疾病肠道传染病伤寒杆菌痢疾杆

3、菌霍乱弧菌 伤寒沙门氏菌副伤寒沙门氏菌乙型副伤寒沙门氏菌痢疾杆菌副痢疾杆菌水中的病原细菌种类：伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌。大小：0.60.7 24m特征：周生鞭毛，革兰氏阴性反应，无芽孢和荚膜一、伤寒杆菌 抵抗力：在地面普通水中可生存13周，井水中可生存约周，在粪坑及污水中可生存12个月。加热到60 30min可以杀死，对5的石炭酸，可抵抗5min。 伤寒沙门氏菌 伤寒遍布于世界各地，以热带及亚热带地区为多，在不重视饮食卫生的地区可引起流行。（一）传染源 为患者及菌者。全病程均有传染性，以病程第24周传染性最大。少数患者可成为长期或终身带菌者，是我国近年来伤寒持续散发的主

4、要原因。（二）传播途径 病菌随患者或带菌者粪便排出，污染水和食物，或经手及苍蝇、蟑螂等间接污染水和食物而传播。水源污染是传播本病重要途径，常酿成流行。（三）人群易感性 人对伤寒普遍易感，病后可获得持久性免疫力，再次患病者极少。（四）流行特征1、季节性 :本病终年可见，但以夏秋季最多。2、年龄: 一般以儿童及青壮年居多。 3、流行形式: 散发性： 多由于与轻型病人或慢性带菌者经常接触而引起。流行性：多见于水型或食物型。 14世纪、15世纪、16世纪，每一次伤寒流行都随战争而爆发，病死率达40到50， 20世纪初，英国医生赖特研制出伤寒疫苗，伤寒流行从此销声匿迹，但仍有散在病例。 二、痢疾杆菌痢疾

5、杆菌可引起细菌性痢疾(与阿米巴痢疾不同)。它有两种： 1痢疾杆菌(痢疾志贺氏菌Shigella dysenteriae)痢疾杆菌的大小为0.4一0.61.03.0m。所引起的痢疾在夏季最为流行，特征是急性发作，伴以腹泻。有时在某些病例中有发烧，里急后重，通常大便中有血及粘液。 2副痢疾杆菌(副痢疾志贺氏菌Shigella parodysenteriae)这种杆菌的大小约为0.51.01.5m。所引起疾病的症状与痢疾杆菌引起的急性发作类似,但症状一股较轻。 内毒素: 损害了人体肠道细胞，引起肠道痉挛、腹泻等症状。“极易耐药，预防为主”痢疾杆菌不生芽孢和荚膜，一般无鞭毛，革兰氏染色阴性，加热到60

6、 能耐l 0min、对1的石炭酸，可抵抗半小时。痢疾杆菌的传播方式主要由于取食污染的食物和饮用污染的水，以及由于蝇类而传播。 三、霍乱弧菌霍乱弧菌(Vibrio comma)的细胞呈微弯曲的杆状，大小约0.3一0.61.0一5.0m。细胞可以变得细长而纤弱，或短而粗，具有一根较粗的鞭毛，能运动，革兰氏阴性反应，不生荚膜与芽孢。在60下能耐10 min，在1的石炭酸中能抵抗5min，能耐受较高的碱度。 病症：霍乱（ “最可怕的瘟疫”）甲级传染病（法定隔离）重呕吐、“米汤样”大便、腹疼和昏迷等，严重的常常在症状出现后12h内死亡，死亡率极高。轻只造成腹泻。霍乱弧菌可经水及食物传播，与病人或带菌者接

7、触也可能传染，也可由蝇类传播。以上3种肠道传染病菌对于氯的抵抗力都不大，用一般的加氯消毒法都可除去。赤痢阿米巴对氯的抵抗力较强，前已述及，需游离性余氯3一10mgL左右，接触时间30 min才能杀灭，但因虫体较大，可在过滤时除去。杀死炭疽菌则需更多的氯量。目前一般水厂的加氯量只能杀死肠道传染病菌。 四、寄生虫（了解）寄生虫引起疾病的原生动物(原虫）和后生动物（蠕虫）寄生虫种类繁多传播方式：虫卵通过病人粪便污染水体（一）、原虫引起人体疾病的原生动物又叫原虫，通过饮水引起疾病的原虫见下表。（二）、蠕虫 引起人体疾病的后生动物又叫蠕虫，通过饮水引起疾病的蠕虫见下表防治饮用水传染病的关键是严防水源被粪

8、便污染。如何知道饮用水是否受到粪便污染呢？检测肠道病原菌数量第三节 大肠菌群和生活饮用水的细菌标准1、 进行细菌卫生细菌学检验的目的 保证水中不存在肠道传染病的病原菌；天然水体中的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，而不直接检测水中的病原菌。2、 肠道正常细菌 三类： 大肠菌群 肠球菌 产气荚膜杆菌是否三类都检测？如何检测？一、大肠菌群作为卫生指标的意义3、选作卫生指标符合的要求 （1）该细菌生理特性与肠道病原菌类似，在外界存活时间基本一致。 （2）该种细菌在粪便中的数量较多。 （3）检验技术较简单。（1）大肠菌群的生理习性与病原菌相似，并且外界存活时间基本一致；

9、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。 （2）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 （3）检验技术不复杂。4 大肠菌群作为检验水的卫生指标 肠球菌的抵抗力弱，生存时间比病原菌短，水中若未检出肠球菌，也不能说明未受粪使污染。 产气荚膜杆菌因为有芽孢，能在自然环境中长期生存，它的存在不足以说明水是最近被粪便污染的。 二、大肠菌群的形态和生理特性 大肠杆菌大肠杆菌产气杆菌枸椽酸盐杆菌副大肠杆菌大肠菌群1、 种类2、各菌的分布 （1）大肠埃希氏杆菌（普通大肠杆菌或大肠杆菌） 人、温血动物肠道。正常的寄生细菌。 （2）产气杆菌、枸橼酸盐杆菌

10、温血动物。土壤、冷血动物肠道。 （3）副大肠杆菌 痢疾、伤寒病人肠道。冷血动物肠道。3、形态特性 革兰氏阴性菌，无芽孢，无荚膜。有鞭毛。短杆菌，端部钝圆。4 、生理特性 兼性好氧。 适宜PH 中性（4.59.0）。 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。5 、用于检测的有机物（人粪便中存在大量的E.coli）（1）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。 （2）乳糖（检验的水质安全可靠） 温度：37 检出：大肠杆菌、产气杆菌 副大肠杆菌不能检出 我国各地水厂检验大肠菌群的方法也还没有统。有的采用

11、含有葡萄糖的培养基，培养温度4345；有的采用含乳糖的培养基，培养温度37。最近中国预防医学中心卫生研究所负责制订了生活饮用水标准检验法，该书是与生活饮用水卫生标准GB 574985相配套的。书中采用含乳糖的培养基，也就是在大肠菌群中不包括副大肠杆菌。 我国中关于生活饮用水的细菌标准的具体规定如下： 1细菌总数1mL水中不超过100个； 2大肠菌群数1L，水中不超过3个； 3若只经过加氯消毒即供作生活饮用水的水源水，大肠菌群数平均每升不得超过1000个；经过净化处理及加氯消毒后供作生活饮用的水源水，大肠菌群数平均每升不得超过10000个。 三、生活饮用水细菌卫生标准 我国中对集中式生活饮用水地

12、表水源地的地表水环境质量标准基本项目标准限值规定如下： 类水体（适用于源头水）粪大肠菌群200个/L ； 类水体（适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区 ）粪大肠菌群2000个/L ； 类水体（适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区 ）粪大肠菌群10000个/L 。 我国中对水源水质要求: 选用地表水作为供水水源时，应符合GB 3 8 3 8的要求。第四节 水的卫生细菌学检验 一、细菌总数的测定将定量水样接种于营养琼脂培养基中，在37温度下培养24h后，数出生长的细菌菌落数，然后根据接种的水样数量即可算出每毫升水中所含的菌数。 制作培养基平板定量接种水样37下培养1824h计数菌落倾倒

13、法细菌总数测定意义 在37营养琼脂培养基中能生长的细菌代表在人体温度下能繁殖的腐生细菌，细菌总数愈大，说明水被污染得也愈严重。因此这项测定有一定的卫生意义，但其重要性不如大肠菌群的测定大。 对于检查水厂中各个处理设备的处理效率，细菌总数的测定则有的实用意义，因为如果设备的运转稍有失误，立刻就会影响到水中细菌的数量。 二、大肠菌群的测定 两种方法：发酵法 滤膜法发酵法测定水中的大肠菌群数（以乳糖作有机物分解）三个步骤：初步发酵试验 平板分离 复发酵试验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24h，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

14、基由紫色变为黄色。溴甲酚紫变色pH范围：5.26.8 ；溴甲酚紫颜色变化 ：黄紫红 产气：杜氏小管顶端有气泡。杜氏小管发酵法测定水中的大肠菌群数（以乳糖作有机物分解）产酸产气的菌有：大肠菌群 厌氧芽孢杆菌 好氧芽孢杆菌 在被粪便严重污染的水中，厌氧芽孢杆菌、好氧芽孢杆菌的数量比大肠菌群的数量要少得多。在此情形下，初步发酵试验一般即可被认为确有大肠菌群存在。 在比较清洁的或加氯的水中，由于芽孢的抵抗力较大，其数量可能相对地比较多，所以初步发酵试验即使产酸产气，还不能肯定是由于大肠菌群引起的，必须继续进行试验。 2 平板分离（1） 将第一步产酸产气的菌落划线接种在伊红美兰固体培养基表面， 37培养

15、24hr，目的阻止厌氧芽孢杆菌生长。（2）革兰氏染色 取有典型菌落特征的单个菌落进行革兰氏染色。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。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24h。 产酸产气者确定为有大肠菌群存在。4 根据有大肠菌群的阳性管数查表计算水样接种初步发酵产酸产气大肠菌群 厌氧芽孢杆菌 好氧芽孢杆菌大肠菌群 好氧芽孢杆菌阳性管大肠菌群 革兰氏阴性无芽孢革兰氏染色产生 典型菌落鉴别培养基 平板分离产酸产气复发酵滤膜法测定水中的大肠菌群

16、数用发酵法完成全部检验需72h。为了缩短检验时间，可以采用滤膜法。用这种方法检验大肠菌群，有可能在30h左右完成。 以大肠菌群作为检验指标缺点： 目前以大肠菌群作为检验指标，只间接反映出生活饮用水被肠道病原菌污染的情况，而不能反映出水中是否有传染性病毒以及除肠道病原菌外的其它病原菌(如炭疽杆菌)。因此为了保证人民的健康，必须加强检验水中病原微生物的研究工作。 第五节 水中微生物的控制方法 净化污水 影响水的物理、化学、生物学性质 影响人体健康加以控制、病原微生物的去除 、藻类的去除水中微生物的作用：一、病原微生物的去除 水的消毒家庭：水煮沸自来水厂加氯消毒 臭氧消毒 二氧化氯消毒 紫外线消毒液

17、氯 漂白粉（2530%有效氯）有效氯：凡是化合价高于-1的氯化物都有氧化能力。 有效氯表示氯化物的氧化能力。1 加氯消毒（常用）（1）氯的氧化能力加氯气后Cl2+H2O HOCl+H+Cl- HOClOCl-+H+起氧化作用的是：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-量的多少主要取决于水的pH值，水温也有一点关系。 pH 越低，所含的HOCl越多，因而消毒效果较好。pH 5，几乎全是HOCl pH 10，几乎全是OCl- 水温降低，HOCl所占比例增大（pH不变时） （2） 加氯量水消毒时加氯量分两部分:需氯

18、量：用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的氯量。 余氯量：加入水中的氯用于杀死细菌和氧化有机物等消 耗后的剩余部分。保证一定量的余氯的重要性：保证有持续的杀菌能力。我国生活饮用水卫生标准规定：加氯接触30min 后，游离性余氯不应低于0.3mg/L，集中式给水，除水厂的出水应符合上述要求外，管网末梢水的游离性余氯不应低于0.05mg/L。该规定适用范围：只能保证杀死肠道传染病菌。一般，pH=7时，杀死病毒所需余氯量是杀死一般细菌的220倍，并与水温成反比。 杀死赤痢阿米巴需余氯310mg/L，时间30min。 杀死炭疽杆菌需余氯量更大。 （3）加氯消毒优缺点优点:1、经济、有效； 2、有持续杀菌能

19、力 。缺点:1、有异味； 2、近年来，发现氯与某些有机物质化合可能形成致癌性的有机氯化合物。2 臭氧消毒臭氧有强的杀菌力。（1）优点：不需长时间接触，可杀死细菌； 对病毒、芽孢有很大的杀伤效果。 不受水中pH等的影响。 除铁、锰，去臭、去味、去色度。目前，法国、瑞士、德国等欧洲国家有的采用臭氧消毒饮用水。我国上海、北京也在使用。（2）缺点：发生装置复杂，投资大，费用高。 1Kg臭氧耗电1520度。 在水中不稳定，易散失。 不能储藏，边生产边使用。（3）用法： 用于消毒过滤水，加量 1mg/L ； 去色、除臭味，加量45mg/L ； 维持剩余臭氧量0.4mg/L，接触时间15min。3 二氧化氯

20、消毒一种氯消毒法，效果优于氯，次于臭氧。（1）优点：不形成致癌物三氯甲烷 pH610范围内，杀菌效果几乎不受PH影响。 二氧化氯有很强的除酚能力。NaClO2较贵，而且ClO2不能储存，生产出来立即使用。 只有水源严重污染一般氯消毒有困难时才采用该法消毒。（2）缺点： 2NaClO2+Cl2 2ClO2+2NaCl（3）反应： 4 紫外线消毒色度低，悬浮杂质和胶体物质少，水深不超出12 cm ，一般仅在特殊情况下小规模使用。能处理的水：二、藻类的去除 除病原微生物之外，其它微生物对于水质的影响主要表现在物理性质方面。当它们大量繁殖时会使水发生浑浊、呈现颜色或发出不良气味，因而影响工业和生活上的

21、应用。这类微生物包括藻类、原生动物等，其中以藻类更为重要，这是因为一般天然水所含有机物较少，往往不适于异养微生物的繁殖，但却含有足量的无机养料，可供自养型的藻类很好地利用。一般说，当藻类或较高等的植物生长较好，能提供足够的有机养料时，异养型的生物才能比较旺盛地繁殖起来。因此，对于天然水来说，病原微生物以外的各种微生物的控制主要是消除藻类。 藻类问题主要发生于水库、湖泊中，因为在这些水体中的水速小，有利于藻类的繁殖。 1 CuSO4去除藻类 投加量： （1）天然水 0. 3 0.5 mg/L (0.30.5ppm)，药效长、效果好，几天杀死大量藻类。但不能去臭。 （2）几个mg/L去除水管、构筑

22、物内软体动物。2 漂白粉去除藻类 投加量：0.51 mg/L (0.51ppm)，杀藻、去臭。杀藻常用的药剂有硫酸铜和漂白粉(氯) 硫酸铜对于鱼类也有毒性，其致命剂量随鱼的种类而异，约自0.152.0 mgL。这个数字在灭藻所需剂量范围的附近，但由于计算加药量时一般是根据水库、湖泊上层水(距水面1.53m的深度范围)容积计算的，而非总容积，因此，鱼类可以在施加药剂时躲藏到药量不太多的水体部分。有时在灭藻以后，也会发现水中鱼类大量死亡。这往往是由于死藻的分解，耗尽了水中的溶解氧所致。对于用水者来说，水中硫酸铜量高达12 mgL，时，尚不致发生铜中毒。 病毒的定义：是一类比较原始的、有生命特征的、

23、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。病毒的特点： 形体微小，具有比较原始的生命形态和生命特征，缺乏细胞结构； 只含一种核酸，DNA或RNA；依靠自身的核酸进行复制，DNA或RNA含有复制、装配子代病毒所必须的遗传信息； 缺乏完整的酶和能量系统； 在特定活细胞内寄生。第六节 水中的病毒及其检验 一、水中的病毒 现在已知的可由饮水传染的病毒性疾病主要是脊髓灰质炎(小儿麻痹症)和病毒性肝炎。此外，柯萨奇病毒(Coxsackie virus)和埃可病毒(ECHO)也是肠道病毒。 (一)脊髓灰质炎病毒 这种病毒是一种圆形的微小RNA病毒，直径为830nm，属肠道病毒。脊髓灰质炎是一种急性传染病。染

24、病后常发热和肢体疼痛，主要病变在神经系统，尤以脊髓灰质损害显著，部分病人可发生麻痹，严重者可留有瘫痪后遗症。此病多见于小儿，故又名小儿麻痹症。 感染者的鼻咽分泌物及粪便内均可排出此病毒。食物和水有可能被粪便污染，所以经口摄入是主要的传播途径。如水源被污染了，可促成较大的流行。 此病毒在人体外生活力很强，可在水中及粪便中存活数月，低温下可长朗保存，但对高温及干燥较敏感。加热至60及紫外线照射均可在0.5一1h内灭活。各种氧化剂、2碘酒、甲醛、升汞等都能有一定的消毒作用。用0.3一0.5mgL的余氯进行消毒，接触1h，可灭活此病毒。 (二)肝炎病毒 病毒性肝炎一般可分为甲型肝炎(传染性肝炎或短潜伏期肝炎)和乙型肝炎(血清性肝炎或长潜伏期肝炎)，两者病理变化和临床表现基本相同。主要临床症状有食欲减退、恶心、上腹部不适(或肝区痛)、乏力等，部分病人有黄疽和发热多数肝脏种大，伴有肝功能损害。 甲型肝炎病毒主要从粪便中排出体外，经口传染。水源或食物被污染后，可能引起爆发性流行。 肝炎病毒对一般化学消毒剂的抵抗力强，在干燥或冰冻环境下能生存数月至数年。以紫外线照射1h或煮沸30min以上可灭活。加氯消毒有一定的灭活作用。 (三)其它肠道病毒 除脊髓灰质炎病毒和肝炎病毒外，肠道病毒还有柯萨奇病毒和埃可病毒。后两种病毒在世界上传布也极广，主要侵犯小