水环境监测中的细菌及浮游生物指标

水环境监测中的细菌和浮游 生物指标 09海科（ 2）班 缪国培 以 丹江口水库的细菌和浮游生物监测 及评价 为例 声明：本文所有内容为论文原作者所有 目录 论文背景 材料与方法 结果与分析 结果与建议 1.论文背景 1.1丹江口水库简介 丹江口水库是我国水资源调整的重大工程 南水北调中线工程的水源地，为亚洲最大的淡水 湖，是江汉丹江两大水系重要的控制性工程，这 两条河流也是水库的主要入库河流，因其水量大， 自净能力强，水质较好，致使丹江口水库的水准 优良。但随着库区周围地区经济的进一步发展， 由于自然因素以及人为因素使入库干、支流水质 发生变化 , 必将影响丹江水库的水质。 1.论文背景 1.2 研究的目的和意义 南水北调中线工程对丹江口水库水质的要求不仅是现 在水质优良 , 而且重要的是要保持长期的稳定优良。因此 , 做好水源区的长期生态监测 , 可为建立中线水源区长期生 态研究数据信息库及库区生态环境 ,保护政策制定提供科 学的依据。根据文献资料 , 尚未见有从细菌学和浮游生物 对丹江口水库进行监测的研究报道。本研究依据生态学理 论于 2004 年春 ( 3 月 ) 、夏 ( 5 月 )两季对南水北调中线水 源区陶岔 ( 渠首 ) 、小太平洋 ( 丹江水库库心 ) 和大石桥 ( 丹 江入库上游 ) 3 个点水质进行了细菌和浮游生物监测 , 并结 合理化检测以期对中线水源水质做出科学的评价。 2.材料与方法 2.1 材料 2. 1. 1 培养基 乳糖蛋白胨培养液、三倍浓缩乳糖 蛋白胨培养液、半固体培养基、 EC 培养基等。 营养琼脂培养基、伊红美兰琼脂培养基 ( EMB) 、 三糖铁琼脂培养基、麦康凯琼脂培养基、 TCBS 琼脂培养基、 S S 琼脂培养基等购自哈尔滨海峡 医药有限公司。 2. 1. 2 检验试剂 吕氏碱性美兰溶液、革兰氏染液、 孔雀绿染液、福尔马林固定液等。 2.材料与方法 2. 2 实验方法 1. 2. 1 水样采集 在陶岔、小太平洋、大石桥设 3 个点 ( 总站授权南阳市环境保护监测站检测点 ) , 按水样采集标准采集无菌水样、生物检测样和理 化检测样。现场测定水温 ( t) 、溶解氧 ( DO) 、 pH 等部分常规检测项目。渠首陶岔水质的理化检测 由在渠首设的自动监测仪测定 ( 同时也进行人工测 定 ) 。其它两个点的水温、 pH、 DO、电导率 ( EC) 由便携式仪器测定。 透明度 采用 塞氏盘法 测定 回顾一下 塞氏盘法与透明度 ：塞氏盘法是一种现场 测定透明度的方法。塞氏盘为直径 200mm 的白铁片圆板，板面从中心平分为四个部 分，黑白相间，中心穿一带铅锤的铅丝， 上面记一用 cm标记的细绳。 测定时，将塞氏盘平放入水中，逐渐下 沉，到刚好看不到盘面的白色时，记录深 度（ cm），即为水的透明度。 2. 2 实验方法 2. 2. 2 细菌检测 2. 2. 2. 1 细菌总数的测定 采用 稀释平 板法。 将水样作 10 倍系列稀释 , 取原液、 10-1、 1 0-2稀释液 1 mL 置无菌平板内 , 倾注 15 mL 左右营养琼脂培养基 , 混匀、待凝后 于 37 C 培养 24 2 h, 记录平板上菌落数 , 换算出菌总数。 回顾一下：细菌的平板分离与纯化 稀释涂布平板法： 优点：可以计数，可以观察菌落特征。 缺点：吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易 蔓延。 一般用于平板培养基的回收率计数。常用于分离好养细菌。 稀释混合平板法（本实验即采用此法）： 优点：可以计数，吸收量为 1ml，较方便。 优点：不能观察菌落特征。 一般用于菌落总数的计数（即本实验所要达到的目的）。 常用于分离兼性厌氧细菌。 平板划线法： 优点：可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 . 缺点：不能计数 一般用于从菌种的分纯 . 了解：细菌检测的方法原理 据 海洋生态环境监测技术规程 ： 大肠菌群系一群在 37 或 44 生长时能使乳 糖发酵、在 24h内产酸产气的需氧及兼性厌氧的 革兰氏阴性无芽孢杆菌。大肠菌群数系指单位生 物样中所含有的“大肠菌群”的数目。一般在 37 培养生长的称为“ 总大肠菌群 ”，在 44 培 养生长的称为“粪大肠菌群”。海洋生物检验采 用 44 培养法，以检出 粪大肠菌群（即耐热大肠 杆菌） 。 发酵法系通过初发酵及复发酵二个步骤，以 证实生物体中是否存在粪大肠菌群并测定其数目。 知识拓展 大肠杆菌 （细胞学分类）： 原核生物界 -变形菌门 -变 形菌纲 -肠杆菌目 -肠杆菌科 -埃希氏菌属 -大肠杆菌种 大肠菌群 并非细菌学分类命名，而是卫生细菌领域的 用语，它不代表某一个或某一属细菌，而指的是具有某些 特性的一组与粪便污染有关的细菌，这些细菌在生化及血 清学方面并非完全一致，其定义为：需氧及兼性厌氧、在 37 能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。一般 认为该菌群细菌可包括大肠埃希氏菌、柠檬酸杆菌、产气 克雷白氏菌和阴沟肠杆菌等。 大肠菌群分布较广，在温血动物粪便和自然界广泛存在。 调查研究表明，大肠菌群细菌多存在于温血动物粪便、人 类经常活动的场所以及有粪便污染的地方，人、畜粪便对 外界环境的污染是大肠菌群在自然界存在的主要原因。粪 便中多以典型大肠杆菌为主，而外界环境中则以大肠菌群 其他型别较多 。 大肠菌群是作为粪便污染指标菌提出来的，主要是以该 菌 群的检出情况来表示食品中有否粪便污染。大肠菌群 数的高低，表明了粪便污染的程度，也反映了对人体健康 危害性的大小。粪便是人类肠道排泄物，其中有健康人粪 便，也有肠道患者或带菌者的粪便，所以粪便内除一般正 常细菌外，同时也会有一些肠道致病菌存在（如沙门氏菌、 志贺氏菌等），因而食品中有粪便污染，则可以推测该食 品中存在着肠道致病菌污染的可能性，潜伏着食物中毒和 流行病的威胁，必须看作对人体健康具有潜在的危险性。 大肠菌群是评价食品卫生质量的重要指标之一，目前 已被国内外广泛应用于食品卫生工作中。 2. 2. 2 细菌检测 2. 2. 2. 2 总大肠菌群数的测定 采用多管发 酵法 (MPN 法 ) 。 ( 1) 稀释水样 : 以无菌操作取水样 10 mL 放于含有 90 mL 灭菌生理盐水的玻璃瓶内 , 经充分振摇做成 1 10 的均匀稀释液。 ( 2) 乳糖发酵试验 : 无菌操作水样 10 mL 接种于各 装有 5 mL 3 倍浓缩乳糖蛋白胨的发酵管 ( 内有导 管 ) 5 支 ; 另取 1. 0 mL、 0. 1 mL 水样分别接种于 各装有 10 mL 乳糖蛋白胨的发酵管 ( 内有导管 ) 各 5支 , 接种后置 37摄氏度 温箱内培养 24 h 后观察 结果。 2. 2. 2. 2 总大肠菌群数的测定 （ 3）平板分离 : 发酵管颜色变黄为产酸 , 杜 氏小管内有气泡为产气。将产酸产气及只 产酸发酵管分别转种到 EMB （ 伊红美兰琼 脂培养基 ）上 ,37 摄氏度培养 24 h 观察菌落。 挑取符合下列特征的菌落进行革兰氏染色、 镜检菌体形态。特征性的菌落性状为 : 深紫 黑色 , 具有金属光泽的菌落 ; 紫黑色 , 不带或 略带金属光泽的菌落 ; 淡紫红色 , 中心色较 深的菌落。 2. 2. 2. 2 总大肠菌群数的测定 （ 4）复发酵实验：上述涂片镜检的菌落如 为革兰氏阴性无芽孢杆菌 , 则挑取该菌落接 种于乳糖发酵管 , 于 37 摄氏度培养 24h。如 有产酸产气者 , 即证实有大肠菌群存在。 （ 5）结果计算：根据证实为大肠菌群阳性 的管数 , 查 MPN 检索表 ,并换算出大肠菌群 的最近似数 (MPN 值 ) 。 2.2.2.3粪大肠菌群数的测定 采用多管发酵法 (MPN 法 ) 。 ( 1) 、 ( 2) 、 ( 4) 步骤同总大肠菌群数的测定 ( 3) 复发酵试验 : 将产酸产气或只产酸的试 管内培养液用 3 mm 的接种环取一环接种于 EC 培养基内 , 接种后所有发酵管必须在 30 min 内于 44. 5 0. 5 水浴培养 24 h( 水浴箱 的水面应高于试管中培养基液面 ) 。培养后 立即观察 , 发酵管产气则证实为粪大肠菌群 阳性。 2.2.3 浮游生物的鉴定 将加有 5% 固定液的水样用滤器抽滤、浓缩 , 取浓缩水样在普通显微镜下鉴定 , 初步将浮 游生物鉴定到属或种。 3.结果与分析 (3.1细菌结果分析 ) 3. 1 丹江口水库 细菌监测结果 污染指数评价表 细菌总数 CFU/ mL 106 105 106 102105 大石桥 陶岔 , 小太平洋水质符合 类水 标准 , 可与天然矿泉水相媲美。 2. 2 丹江口水库浮游生物检测 结果 3.2 结果分析（浮游生物角度） 陶岔水样中浮游植物为裸藻门、硅藻门和 绿藻门 ,其中硅藻为优势种 ; 小太平洋水样中浮游植物为硅藻门和绿藻 门 , 其中硅藻为优势种 ; 大石桥水样中有硅藻门和绿藻门 , 其中硅藻 为优势种。 综上所述：从浮游生物检测结果可知 :水源 区未检出污染指示种 , 但水库处于中营养状 态。 4.结论与建议 丹江口水库各检测水样中已分离纯化的细 菌经初步鉴定多为肠杆菌 , 尚 未发现病原微 生物的存在 ; 原生动物有 2 属 2 种 , 浮游植物 共有 4 门 17 属 26 种 , 尚有 1 种浮游植物未 能做出鉴定 ; 在检出的浮游生物中 没有水体 污指示种 , 但丹江口水库水质为中营养状态。 因此结合常规理化检测综合评价 , 当前丹江 水库水质良好 , 是理想的水源地。 水库水体的富营养化程度与营养物质、气候条件、 水库水化学性质和生物性质、水库调度方式、气 候条件等各种因素有密切联系。从检测结果可知 , 丹江口水库水域生态系统目前自 净能力比较强 , 富 营养化程度较低 。但是要确保京、津等供水区居 民健康、工农业高速发展和库区经济持续发展 , 对 丹江口水库各干流和建设中的调水渠进行流域生 态工程规划已是当务之事 , 其中加快主干流、库区 生态林、生态农业及生态工业的建设和对将建成 的渠道进行生态景观廊道布局设计是关键 ; 另外 , 水源地豫、鄂、陕三省及沿渠省市应协调共管并 建立一套完善的水污染防治体系 , 以 控制污染源 为 主的营养化防治措施 , 充分发挥水利工程调度优势 , 以便有效防治水质污染和水体富营养化的发生 , 保 护好调水的水质 , 以实现社会、经济、生态可持续 发展。 谢谢欣赏 09海科 2班 缪国培 20092113310044