环境工程微生物学-微生物污染及其检测技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,A,C,K,N,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,环境工程微生物学-微生物污染及其检测技术,在进行管道水力计算时，上游管段由于服务的排水面积小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径，此时就采用最小管径值。因此，本设计中由于服务人口较少，污水产生量非常少，管段设计流量非常小，无需对没一管段进行水力计算。可通过确定管段末端在通过最大流量时的最小管径来确定管段管径，如果管段末端管径仍小于规范规定的最小管径，则所有管段均取最小管径。,环境工程微生物学-微生物污染及其检测技术环境工程微生物学-微生物污染及其检测技术在进行管道水力计算时，上游管段由于服务的排水面积小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径，此时就采用最小管径值。因此，本设计中由于服务人口较少，污水产生量非常少，管段设计流量非常小，无需对没一管段进行水力计算。可通过确定管段末端在通过最大流量时的最小管径来确定管段管径，如果管段末端管径仍小于规范规定的最小管径，则所有管段均取最小管径。微生物与环境污染 水体中的病原微生物 表10-1 通过粪便进入水体的病原体,水体中的主要病原微生物类群,沙门氏菌属,(,Salmonella,）,志贺氏菌属,(,Shigella,）,霍乱弧菌,(,Vibrio,cholerae,),肠道病毒属,(,Enterovirus,),甲型肝炎病毒,(,hepatitis,A virus,）,Salmonella typhimurium,(red)invading cultured human cells,LT2A-SL1344,genome,Shigella sonne,的部分特性,Shigella typhimurium,微生物代谢物与环境污染,氨,硝酸与亚硝酸,氮氧化物,硫化氢,酸性矿水,甲基汞,农药代谢的毒性产物,细菌毒素,肉毒毒素,(botulin),葡萄球菌肠毒素,放线菌毒素,放线菌素,链脲菌素,洋橄榄霉素,真菌毒素,以黄曲霉毒素为例,剧毒,黄曲霉,(,Aspergillus,flavus,),和寄生曲霉,(,Asp.,parasiticus,),产生,紫外线照射下可发出荧光,B,族和,G,族，蓝色荧光和绿色荧光,已确定结构的黄曲霉毒素有,17,种，其中以黄曲霉毒素,1,毒性最大，致癌力最强。,藻类毒素,甲藻,蓝细菌毒素,:,微囊藻快速致死因子,(,Microcystis,FDF),第一章 环境监测中的微生物学方法,当环境受到污染后，环境的物理性质、化学性质和生物学特性,发生变化,如：,重金属离子、,NO,3,-,浓度增加；,水体污染变质，水生生物种类减少，甚至灭绝。,如何监测？,化学方法：快速、定性定量反映污染物浓度，但为瞬时值；,生物学方法：利用,生物种类,、,数量的变化,，,生物学特性的改变,来监测污染物对环境的影响。,生物学方法的特点：可监测到污染物对环境的综合影响，但不易精确反映污染物的性质、浓度和数量。,一、空气微生物来源,空气并非微生物的繁殖场所，空气中缺乏水分和营养，紫外线的照射对微生物也有致死作用。,土壤中飞扬起来的灰尘；,水面吹起的水雾、人和动物体表干燥脱落的物质，微生物附着于这些物质的微粒上随气流传播。,第一节 空气的卫生学检验,微生物产生的孢子本身也可以飘浮到空气中，形成,“,气溶胶,”,，借风力传播。,空气中的微生物中，真菌的孢子数量最多，细菌较少。而且藻类、酵母菌、病毒都会存在于空气中。,Infection Transfer,-Airborne Droplet Nuclei,二、空气微生物的卫生标准,目前，还无统一的关于空气的卫生学指标，一般以室内,1m,3,空气中细菌总数为,501,000,个以上作为空气污染的指标。,病原菌在空气中易死亡，但,结核菌、白喉杆菌、葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌、流感病毒和脊髓灰质炎病毒等,，也可以在空气中存活一段时间。,尘埃多的地方，如畜舍、公共场所、医院、城市街道的空气中，微生物数量较多。高山、海洋、森林、积雪的山脉和高纬度地带的空气中，微生物较少。,场所,畜舍,宿舍,城市街道,市区公园,海洋上空,北纬,80,微生物,(12),10,6,210,4,5,10,3,200,12,0,表,2-1,不同场所上空微生物的数量（个,/m,3,）,表,2-2,以细菌总数评价空气的卫生标准（个,/m,3,）,清洁程度,细菌总数,最清洁的空气（有空调）,12,清洁空气,30,普通空气,31125,临界环境,150,轻度污染,301,三、空气的微生物监测,采用营养琼脂平板计数法,。,培养皿直径为,d90mm,和,d100mm,。,评价空气的清洁程度，需要测定空气中的微生物数量和空气污染微生物。,细菌指标：细菌总数和绿色链球菌,必要时测定病原微生物。,(,一,),空气微生物测定,1,固体法,平皿落菌法,(,沉降,平板法,),、,撞击法,(,缝隙采样器、筛板采样器、针孔采样器,),过滤法。,(1),平皿落菌法,培养基融化倒入,d90mm,无菌平皿制成平板,置于待测点,(,通常,5,个,),，,打开皿盖暴露于空气,510min,，,盖好皿盖，,30,培养,48h,；,计菌落数。,通过奥梅梁斯基公式换算出浮游细菌数。,奥氏假设：,5 min,内落在面积,100 mm,2,营养琼脂平板上的细菌数和,10L,空气中所含的细菌数相同。,奥氏公式：,式中：,C,空气细菌数；,A,捕集面积，,cm,2,；,t,暴露时间，,min,；,N,菌落数，个。,5,t,100,A,1000,10,N,C=,简化后：,奥式公式计算的浮游细菌数比实测数少。,没有考虑尘埃粒子大小、数量、气流，人员密度和活动情况。,C,=,1000,50N,A,t,(2),撞击法：,以缝隙采样器为例，,用真空泵将含菌空气以一定流速穿过狭缝（宽度有,0.15 mm,、,0.33 mm,和,1 mm,三种,),抽吸到营养琼脂培养基平板上。,狭缝长度为平皿半径，平板与缝间距,2mm,，,平板转速,:1 r/min,、,5-60r/min,、,60r/min,。,根据空气中微生物密度调节平板转动的速度,含菌高，转动快；含菌低，转动慢。,由取样时间和空气流量计算单位空气含菌量。,采样器的规格各国不一，操作有差异。,培养前,培养后,撞击法检测空气中微生物数量,2,、液体法,测定空气中悬浮微生物，主要细菌,将,一定体积,的含菌空气通入无菌蒸馏水，使微生物均匀分布在水中，,取,一定量菌液,于无菌培养皿中，倒入,15-18ml,融化的培养基，混匀、冷凝成平板，,37,培养,48h,，,计菌落数,。,以菌液体积和通入空气量计算出单位体积空气中的细菌数量。,例如：,10m,3,含菌空气通入,100mL,的无菌水，微生物全部截留在水中。,取,0.1,mL,菌液涂布于平板上，,长出,100,个菌落，则,10mL,水中含菌,10,000,个，,10m,3,空气含有,10,000,个。,1m,3,空气含有,1,000,个。,(,二,),空气微生物的检测点数,空气微生物的测点数越多越准确，为照顾到工作方便，又相对准确，以,2030,个测点数为宜，最少测点数为,56,，见表。,时间,标准,名称,最少测点数,建议测点数,点距,（,m,）,每点测定次数,1987,JIS B 9920,洁净室中浮游粒子,测定方法和洁净室的评价方法,6,20,，,30,原则上,3,空间太大 可放宽,3,1987,空气清净协 会标准,洁净室性能评价指南,5,20,30,原则上,3,表,1,日本有关标准测点数的规定,摘自许钟麟空气洁净技术原理,P522,同济大学出版社，,2019,表,2,按美国联邦标准,209E,方法计算的必要测点数,洁 净 度,进风面积,(,单向流,),或室面积,(,乱流,),m,2,100,级及高于,100,级,1000,级,10000,级,100000,级,10,10,20,40,80,100,200,400,23,4,8,16,32,40,80,160,2,3,6,13,25,32,63,126,2,2,2,4,8,10,20,40,2,2,2,2,2,3,6,13,表,3,浮游菌最小采样量,浮游菌上限浓度,个,m,-2,min,-1,计算最小采样量,m,3,10,5,1,0.5,0.1,0.05,0.3,0.6,3,6,30,60,表,4,落菌法测细菌所需要的最少培养皿数,(,沉降,0.5h),含尘浓度最大值,需要,d90mm,培养皿数,0.35,3.5,35,350,3 50035 000,40,13,4,2,1,第二节 水质的细菌学检验,一、,细菌总数,将,定量水样,（原水样或稀释水样,1mL,）接种于,牛肉膏蛋白胨,琼脂培养基平板,37C,培养,24hr,后观察结果，计,菌落数,，,计算原水样每毫升的细菌总数。,具有相对的,卫生学意义,：,菌数越高，水体受有机物污染或粪便污染越重，病原菌污染的可能性亦大,（为什么？）,。,二、粪便污染指示菌,人畜粪便中常常带有大量的微生物，水质的卫生学检验，对于保护人群健康，具有重要意义,有些属于正常的、对人体无害的肠道微生物，,有些则是病原微生物，进入水体后，可造成水体的污染，从而引发各种肠道疾病。,致病菌数量少，直接检测复杂，选用间接指标即粪便污染指示菌为代表。,以肠道正常细菌在水中的存在及数量作为粪便污染的指示。,健康成人粪便内的微生物数量,微生物名称,每克粪便中平均生长菌落数,主要微生物,拟杆菌属,10,10,乳酸杆菌属,10,9,大肠埃希氏菌属,10,8,粪链球菌,10,8,次要的微生物,柠檬酸杆菌属,10,5,-10,6,梭菌属,10,5,-10,6,葡萄球菌属,10,5,-10,6,克雷伯氏菌属,10,4,-10,5,肠杆菌属,10,4,-10,5,芽孢杆菌属酵母属,10,4,-10,5,霉菌,10,4,-10,5,较少的微生物,变形菌属,10,2,-10,3,铜绿假单胞菌属,10,2,-10,3,（一）指示菌的理想条件,大量存在于人的粪便，数量比病原菌多；,受粪便污染的水中易检测出，未受污染的水中无检测；,在水体中不会自行繁殖；,存活时间略长于致病菌，对消毒剂的抵抗略强于致病菌；,检出及鉴定方法比较简易迅速；,适用于各种水体。,（二）适宜的指示菌,总大肠菌群，,粪大肠菌群、,大肠杆菌埃希氏菌（大肠杆菌）,克雷伯氏菌属。,三、大肠杆菌,（一）特征,大肠杆菌定义：,一群,需氧或兼性厌氧性,的,G,-,无芽孢杆菌,，,37C,培养,24hr,，能发酵乳糖产酸产气。包括了粪便内全部兼性需氧性,G,-,杆菌，以大肠杆菌埃希氏菌属为主，以及柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、克雷伯氏菌属等。,成人粪便排出菌数可达,(5100)10,6,cfu/d,。,（二）大肠菌群的测定,常用多管发酵法或滤膜法。,发酵法：,又称,多管发酵法或三步发酵法,初发酵（推测试验）,将不同稀释度的水样，分别接种于含乳糖等糖类的培养液,(3,倍或,1,倍乳糖液,),37C,培养,24hr,，观察产酸产气情况，,初步判断是否有大肠菌群存在。,2,）平皿分离（证实试验）,水中其它细菌有可能引起糖类发酵，因此需要进一步证实。,初发酵管中已发酵的菌液接种于伊红美兰培养基或远藤氏培养基上，,37,C,培养,24hr,，,根据菌落特征，挑取大肠菌群疑似菌落制片，,革兰氏染色证实是否为大肠菌群。,3,）复发酵试验（完成试验）,将大肠菌群疑似菌落再次接入,1,倍乳糖液，,37,C,培养,24hr,，产酸产气者即确证为大肠菌群。,结果计算,产酸、产气记为阳性反应，,不产酸、不产气记为阴性反应。,根据阳性管数量，查表计算水体大