水处理微生物学 第五章 水的卫生细菌学

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3.2~4%）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：0.6~0.7×2~4µm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1～3周，井水中可生存约１周，在粪坑及污水中可生存1～2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2～4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:①散发性：多由于与轻型病人或慢性带菌者经常接触而引起。②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Shigelladysenteriae)痢疾杆菌的大小为0.4一0.6×1.0—3.0µm。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Shigellaparodysenteriae)这种杆菌的大小约为0.5×1.0—1.5µm。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℃能耐l0min、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(Vibriocomma)的细胞呈微弯曲的杆状，大小约0.3一0.6×1.0一5.0µm。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10min，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3一10mg／L左右，接触时间30min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。类别名称病症机理肉足纲变形虫赤痢阿米巴阿米巴痢疾寄生于肠道中，破坏肠细胞粘膜鞭毛纲贾第鞭毛虫腹泻、营养不良吸附与肠道外壁，妨碍肠道中的营养物吸收纤毛纲袋形虫小袋虫痢疾寄生于肠道中，破坏肠细胞粘膜孢子纲孢子虫腹泻、营养不良吸附与肠道外壁，妨碍肠道中的营养物吸收（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名称寄生部位虫名病症水中传染方式肠道姜片虫消化不良血管血吸虫腹泻、高烧吸虫类肝脏的胆道肝吸虫肝硬化肠道消化不良绦虫类脑猪肉绦虫牛肉绦虫癫痫线虫类肠道蛔虫营养不良、急性阑尾炎、肠梗阻病人粪便中虫卵•防治饮用水传染病的关键是严防水源被粪便污染。•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；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（4.5~9.0）。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—。有的采用含有葡萄糖的培养基，培养温度43—45℃；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》GB5749—85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。我国生活饮用水卫生标准)GB5749—85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地表水环境质量标准（GB3838-2002）中对集中式生活饮用水地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：Ⅰ类水体（适用于源头水）粪大肠菌群≤200个/L；Ⅱ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；Ⅲ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。我国城市供水水质标准（CJ/T206-2005）中对水源水质要求:选用地表水作为供水水源时，应符合GB3838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18－24h计数菌落倾倒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，培养基由紫色变为黄色。溴甲酚紫变色pH范围：5.2～6.8；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一、病原微生物的去除二、藻类的去除水中微生物的作用：一、病原微生物的去除