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近年来,人们越来越关注饮用水在管道中的二次污染问题,并提出了饮用水质的生物稳定性概念。控制管道的细菌再生长是提高水质生物稳定性的关键所在。由于目前对管道内生物相的研究还较少,因此本文尝试从生物学角度出发,对给水管网进行动态模拟并培养生物膜,对不同时期管壁中形成的生物膜进行分菌、纯化和鉴定试验,监测细菌密度,分析生物膜中的细菌种类与生长情况,比较不同时期生物膜中的细菌种类并分析给水试验管道生物膜中的优势菌。试验中还对部分菌株拍摄了透射电镜观察菌株形态,对试验管道生物膜拍摄了扫描电镜直观地观察细菌的生长情况。本文也对哈尔滨实际管网进行取样,分析生物膜中细菌的成分,作为试验管道试验的参考比较。另外本文还尝试采用菌落PCR方法来检测管道生物膜中的病源菌,以指导今后建立一种经济可行的检测方法。
试验管道三次分菌,共分菌20株,其中革兰氏阳性菌19株,革兰氏阴性菌1株,好氧菌15株,兼性厌氧菌4株,厌氧菌1株。试验期间,玫瑰色微球菌、藤黄微球菌、地杆菌属、扩展短杆菌、节杆菌属在生物膜中长期生存,适应了管道中的贫营养生活环境,是该次试验管道试验的优势菌。从细菌密度曲线变化来看,该生物膜生物在试验期间处于对数生长期阶段,后期有进入稳定期的趋势,因此该生物膜也逐渐稳定。
实际管网共分出七种不同的菌株,分别为玫瑰色微球菌、变异微球菌、白色短小杆菌、扩展短杆菌、黄色节杆菌、乳微杆菌和嗜碱芽孢杆菌。从菌株所归属的“属”上与试验管网的结果比较,发现二者结果有很大的相似性。由于试验管道和实际管道输送的是同一水质的水,因此推断输送该类水质水的管网可能容易滋生这类细菌。
从扫描电镜照片中可以看出,管壁表面已经形成了管垢,管垢中有许多大小不均一的孔隙,为细菌的附着生长进而形成生物膜提供了条件,生物膜中附着有大量的球菌和杆菌及其菌胶团。而大量细菌的附着生长为致病菌的生长提供了很好的环境。一旦管道中的水流流速或水压发生急剧变化,管壁上的生物膜可能被冲刷,容易引起水中细菌数增多。
从菌落PCR扩增检测铜绿假单胞菌的结果看出,此次试验的试验管道与哈尔滨自来水管道中并不存在铜绿假单胞菌。菌落PCR扩增方法具有特异、敏感、快速、简便、易自动化、经济等突出优点,相比常规的PCR方法省去了DNA提取步骤,节省了试验经费,值得推广到水中病源菌的检测技术中。