卫生微生物课件：第7章 水微生物

1、第7章 水微生物第7章 水微生物水生境特征水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义水微生物的检测与卫生标准水微生物污染及其预防与控制水微生物研究的前景综合性设计性实验再生资源第一节 水生境特征生境 habitat ：微生物生存的外环境龛 niche ：包含比生境更为广泛的含义，它不但包含了生物生存的空间概念，还蕴涵着功能作用以及在不同温度、湿度等环境变化中的位置，也称生态位生境：理解为微生物的“住址”龛：理解为微生物的“职业”水生境的特点总的特点比较稳定具有缓冲、稀释和混合作用水生境的主要影响因素物理因素：温度：温度范围比较广泛 嗜冷、嗜热微生物静水压：影响海水中微生物生长的 一个重要因素光照

2、紫外线 对水体微生物的生存影响不大水生境的主要影响因素化学因素：溶解氧表层、深层氢离子浓度pH6.58.5化学物质 有机物异养微生物的营养来源 无机物部分直接被利用营养物质决定微生物数量的多少第二节 水微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义一、水微生物的来源自然存在的微生物群落外部带入生活污水和医院污水厕所粪缸设置不合理粪便施肥、粪船装卸、溢漏地表径流和雨水冲刷水边建鸡鸭养殖场人和家畜排泄物微生物实验室废液二、水微生物的种类和分布自然条件下几乎各种水体均有微生物生存，包括原生动物、藻类、真菌、细菌和病毒（p20）水中大多数微生物属于异养微生物异养微生物：该微生物需要有机养料作为其生长繁殖的能源

3、和碳源自养微生物：该微生物可通过氧化无机物或从阳光获取能量，同化空气中的CO2获取碳源，以氨、铵盐、硝酸盐或亚硝酸盐作为氮源水中绝大多数微生物对人类一般无致病作用在水体表面和底泥中微生物含量高(一)水中微生物的特点水中细菌个体较小，多有鞭毛，能运动多数水中细菌具有纤毛，聚合一起形成星状、片状、带状及球状聚合物许多水中细菌具有粘附在固体表面或碎屑上的特性水中细菌能耐受低浓度的营养物质，并利用其进行生长繁殖垂直方向的细菌种类的分布差别较大外来微生物易受攻击变形杆菌周身鞭毛 绿脓杆菌单鞭毛 带有纤毛的大肠杆菌 (二)淡水中微生物的种类和分布大气水地面水水体富营养化(eutrophication)是指

4、在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象 地下水(三)海水中微生物的种类和分布海水中细菌具有嗜盐性 3.33.5海水中细菌具有嗜冷性 15海水中细菌具有耐压和嗜压性与淡水中微生物有很大的区别，细菌菌体小，以革兰阴性菌占多数，多具有鞭毛，能运动，多属兼性厌氧菌，对蛋白质分解能力强，对糖分解能力低海洋微生物水平分布与垂直分布都具有多样性。假单胞菌 弧菌 螺菌 真菌藻类细菌：铁细菌、硫酸盐还原菌、硝化细菌(四)循环冷却水系统中的微生物(五)水体中的浮游生物浮游动物和浮游植

5、物光合成微生物是最重要的浮游生物藻类浮游生物（水华和赤潮）草履虫晶莹仙达溞剑水蚤水华“水华”（water blooms）是淡水中的一种自然生态现象，只是仅由藻类引起的，如蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等，也就是水的富营养化。“水华”发生时，水一股呈蓝色或绿色。这种在自然界就有的“水华”现象，在我国古代历史上就有记载。在自然界中它们很快消失，并没有给水产动物和人类带来危害。当藻类大量生长时，这些藻类能释放出毒素藻毒素，对鱼类有毒杀作用。藻类大量死亡后，在腐败、被分解的过程中，也要消耗水中大量的溶解氧，使水体严重恶臭。而造成水华现象的出现，主要原因还是水域沿线大量施用化肥、居民生活污水

6、和工业废水大量排入江河湖泊，致使江河湖泊中氮、磷、钾等含量上升。赤潮赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。 G菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。革兰氏染色原理：第一步：结晶紫使菌体着上紫色第二步：碘和结晶紫形成脂溶性大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同

7、，出现不同的反应。第四步：沙黄复染，增加脱色菌与背景的反差并区别于未脱色菌。近年来发生在我省的突发公共卫生事件猪链球菌感染（1998 年、2005年）出血性大肠杆菌O157：H7（1999年）病毒性脑膜炎(2001年)腺病毒（2005年）流行性脑膜炎（2006年）手足口病（2006/2008年.)禽流感(2007年)甲型H1N1流感(2009年)发热伴血小板减少综合征(1996年、 2007年、2010年)(六)水体中的病毒水中病毒戊肝临床症状 症状和甲肝相似，患者有明显的乏力、食欲减退、恶心、呕吐，部分病人可出现黄疸。临床观察，有一半的患者会出现发热，一般体温在3839，消化道症状比较轻，多

8、数患者有食欲减退。 戊肝的死亡率最高。 戊肝的病死率达2.5%5%，而甲型肝炎病死率为0.1%。在上述新疆戊肝大暴发中，死亡人数中的414名是孕妇。妊娠晚期病死率可高达15%25%，而且极易发生早产、流产和死胎。在卫生条件和设施较差的热带和亚热带戊肝流行区中，有50%以上的散发性肝炎病例和肝衰竭是由戊肝引起的，慢性肝炎基础上一旦伴发戊肝，更容易导致重症肝炎，乃至死亡。传播 戊肝和甲肝一样，通过污染的水和食物经过消化道，就可以传播吃了不干净的东西，就有可能得戊肝。戊肝也是一种人畜共患病。 1988年上海市甲型肝炎爆发和毛蚶 上海市1988年13月急性肝炎发病动态 水中病毒脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎

9、病毒 Polio victims传染源： 患者，隐性感染，病毒携带者传播途径：粪口途径致病机制病毒经口肠粘膜细胞及淋巴组织增殖入血第一次病毒血症全身淋巴组织中增殖第二次病毒血症10% 1%-2%侵犯中枢神经破坏脊髓前角运动细胞隐性感染90%-95%，无症状或轻微粪便排毒顿挫型，5-10%呼吸道、胃肠及全身症状（发热、不适）免疫力： 对同型可获得牢固免疫力非麻痹型（无菌性脑膜炎） 发热、头痛、颈项强直、疼痛等麻痹型肢体麻痹（个别死亡）暂时型永久型水中病毒脊髓灰质炎病毒Polio virus是脊髓灰质炎的病原体，脊髓前角运动神经细胞受损致弛缓性肢体麻痹多见下肢俗称小儿麻痹脊髓灰质炎病毒主要感染5岁

10、以下的儿童，发病后，病人出现发烧、颈部僵硬、呕吐等症状。大约有1/200的病人最终肢体残疾，严重的会因为呼吸肌肉麻痹而死亡。脊髓灰质炎病毒通过患者的粪便或口腔分泌物传染。人类是脊髓灰质炎病毒的唯一宿主。 脊髓灰质炎疫苗就是我们平时所说的小儿麻痹症糖丸（简称糖丸），主要在于该疫苗是由减毒活的灰髓炎病毒制成，小儿服用后病毒能在体内继续繁殖，从而刺激人体产生抗体，抵抗脊髓灰质炎病毒。 水中病毒手足口病手足口病(Hand foot mouth disease, HFMD) 是由肠道病毒引起的传染病，多发生于5岁以下的婴幼儿，可引起发热和手、足、口腔等部位的皮疹、溃疡，个别患者可引起心肌炎、肺水肿、无菌

11、性脑膜脑炎等并发症。引发手足口病的肠道病毒有20多种，其中柯萨奇病毒(Cox Asckievirus) A16 型(Cox A16) 和肠道病毒71型（Enterovirus71.EV 71）最常见。安徽阜阳 (2008)1、水中病毒的种类及分布Hepatitis E Virus Hepatitis A Virus Rota virus Reo virusadenovirus parvovirus2、水中病毒的传播方式人和动物的排泄物 降水 污水 固体废弃物海洋 江河 湖泊 地下水 灌溉 3、影响水中病毒存活的因素光照温度凝集和吸附pH无机离子细菌藻类原虫海洋生物4、水中病毒的检验与卫生标准卫

12、生指示菌大肠杆菌噬菌体？水中病毒的检测浓缩、培养和鉴定水中病毒的标准尚无统一标准建议：饮用水中尽可能不含肠道病毒三、水微生物的卫生学意义水是感染性疾病的重要传播途径污水或污物污染的水产品、水生植物污染食品或使其变质第三节 水微生物的检测与卫生标准一、水微生物的检测指示微生物 indicator microorganism（p54） 定义和分类 选择原则与选择标准 检测指示微生物反映样品卫生安全性的原因 (一)粪便污染指示菌的条件在污染的水中有致病菌存在时指示菌亦应存在不存在于未污染水中指示菌在数量上应大于致病菌数量指示菌的密度应与污染程度有一定的相关在水中生存寿命要比致病菌长，并对消毒剂有相同

13、的抵抗力作为微生物学标准，应适用于各种水源指示菌的特性应是稳定的，在水中不能繁殖检测方法简单、能定量、准确性高、需时短(二)生活饮用水卫生细菌学指标菌落总数大肠菌群粪大肠菌群(耐热大肠菌群)肠球菌（粪链球菌）产气荚膜梭菌1、菌落总数水样在营养琼脂上有氧条件下37培养48h后，所得1ml水样所含菌落的总数。（p55）意义：是判定水质被污染程度的指示菌。但不能说明污染来源。采样（见标准） （1）容器洗涤 （2）容器灭菌（p63）：干热 湿热-压力蒸气灭菌 （3）同一水源、同一时间采集几类检测指标的水样时，应先采集供微生物学指标检测的水样。采样时应直接采集，不得用水样刷洗已灭菌的采样瓶送检：4h1、

14、菌落总数检验方法：倾注培养法报告方式：菌落形成单位数（CFU）标准：中华人民共和国国家标准GB57492006 生活饮用水卫生标准 Standard for Drinking Water Quality 1ml水中的菌落总数不超过100个倾注平板计数法表面涂布法1、菌落总数水的类别菌落总数（cfu/ml）最清洁水10100清洁水1001000不太清洁水100010000不清洁水10000100000极不清洁水100000水源水中菌落总数与水清洁程度的关系2、大肠菌群p55一群能在37条件下，24h内发酵乳糖、产酸产气、需氧或兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌。能在37生长的称为总大肠菌群，而在44.

15、5 仍能生长的称为耐热大肠菌群（粪大肠菌群）。埃希菌属枸橼酸杆菌属肠杆菌属克雷伯杆菌属意义：作为粪便指示菌，大肠杆菌检出意义粪大肠菌群总大肠菌群2、大肠菌群检测方法：多管发酵法或滤膜法报告方式：水样大肠菌群数是以100ml中大肠菌群最可能数（MPN）表示意义：含量表明水被粪便污染的程度，并间接提示有肠道致病菌存在的可能性标准： (MPN /100ml)不得检出(生活饮用水)2、大肠菌群发酵法 查MPN表（most probable number）p49. 这种方法对样品进行连续系列梯度稀释，加入培养基进行培养，从规定的反应呈阳性管数的出现率，用概率论来推算样品中菌数最近似的数值。对某种细菌选择

16、性计数对菌数少的样品进行选择性计数 参考文献：杨聚在.细菌最可能数（MPN）的计算方法与程序. 中国卫生检验杂志.2002，101102.2、大肠菌群发酵法 5管法：适用于已处理过的出厂自来水，每天检测10ml样品2、大肠菌群发酵法 15管法10ml样品1ml样品1ml（相当0.1ml的样品）1ml样品2、大肠菌群发酵法 （1）乳糖初发酵试验：产酸、产气 （2）分离培养：伊红美蓝琼脂平板（EMB） （3）证实试验：革兰氏染色和复发酵试验3、粪大肠菌群（耐热大肠菌群）在培养温度为44-45能生长，并能发酵乳糖产酸产气、需氧或兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌粪大肠成员，更能表示样品被粪便污染的情况菌群

17、的菌绝大多数均为埃希菌属的常表示近期污染4、肠球菌（粪链球菌）肠球菌是肠道中常住的菌种之一，因此它的存在可提示有粪便污染评价：粪大肠菌群与肠球菌比值4.1，表示家庭污水污染0.7，表示是人以外其他畜、禽来源污染之间，表示是人和动物的混合污染粪肠球菌为革兰阳性球菌单个、成双或短链排列 5、产气荚膜梭菌(三)致病菌检验痢疾杆菌 伤寒杆菌 霍乱弧菌 二、饮用水卫生细菌学标准1955年我国首次发布自来水水质暂行标准（修正稿）1959年正式发布生活饮用水卫生规程，制定了15项生活水质标准 1976年和1985年分别发布生活饮用水卫生标准TJ20-76和GB5749-85，水质标准项目由15项增至35项1

18、994年再次对生活饮用水卫生标准修订2001年颁布生活饮用水卫生规范，水质指标从原35项增加到了96项2006年颁布生活饮用水卫生标准 GB5749-2006，水质指标从原35项增加到了106项，其中微生物指标6项。二、饮用水卫生细菌学标准水质微生物常规指标及限值指标限值总大肠菌群（MPN/100ml或CFU/100ml）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100ml或CFU/100ml）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100ml或CFU/100ml）不得检出菌落总数（CFU/ml）100当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群，不必检验大肠埃希菌或耐热大肠

19、菌群二、饮用水卫生细菌学标准水质微生物非常规指标及限值指标限值贾第鞭毛虫（个/10L）1隐孢子虫（个/10L）1隐孢子虫和贾第鞭毛虫是肠道原虫，能引起人兽共患病.污水污染饮用水水源致病的原虫主要是肠贾第鞭毛虫和隐孢子虫。二、饮用水卫生细菌学标准水质微生物参考指标及限值指标限值肠球菌（CFU/100mL）0产气荚膜梭状芽孢杆菌（CFU/100mL）0二、饮用水卫生细菌学标准作为生活饮用水水源的水质，只经过加氯消毒即供作生活饮用的水源水，每100ml水样中总大肠菌群MPN值不应超过200；经过净化处理及加氯消毒后供生活饮用的水源水，每100ml水样中总大肠菌群MPN值不应超过2000第四节 水微生

20、物污染及其预防与控制一、水微生物污染来源：人或动物的粪便病原体：细菌、病毒、原虫、蠕虫、真菌、螺旋体等痢疾杆菌 副溶血性弧菌空肠弯曲菌的两端单鞭毛()负染，21000 空肠弯曲菌的球形外膜泡()负染，25000 空肠弯曲菌小肠结肠耶尔森菌 钩端螺旋体黄疸出血型钩端螺旋体的形态负染，19200 二、水微生物预防和控制(一)水体自净物理作用稀释沉降扩散化学氧化还原微生物作用分解凝集(二)微生物在污水处理中的作用一级处理（预处理）二级处理(生物净化)三级处理一级处理 第一步：去除污水中的粗大固体物 第二步：沉出沙子 第三步：形成粗污泥二级处理 生物净化：人工给予一定的理化条件，利用所生成的微生物群落

21、的生物活性加速对污染物的降解或转化类型需氧处理法厌氧处理法1、需氧处理法水中的有机物在微生物群的作用下，由大分子逐步降解，最终通过有氧呼吸生产CO2与水，其中所含氮、磷分别氧化成硝酸根离子、亚硝酸根离子、亚磷酸根离子方法：活性污泥法和生物滤膜法活性污泥的组成活性污泥上的微生物2、厌氧处理法利用厌氧细菌在无氧条件下降有机物降解并最终还原成甲烷，联合需氧处理法，可以使有机物完全矿化细菌：兼性厌氧菌、厌氧菌及产甲烷细菌三级处理 厌氧污泥消化、污泥压滤晒干 消毒处理(三)水中病毒的消除常采用物理、化学或生物学方法三级处理法一级处理：沉淀二级处理：生物处理，活性污泥处理过程三级处理：物理和化学方法，共凝，沙滤、筛滤、膜处理等，消毒剂（HOCl,臭氧）(四)医院污水处理采用化学消毒法，最普遍的是使用液氯、次氯