管道特征對實際供水管網(wǎng)生物膜微生物種群多樣性的影響研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展與城市化進程的加速，飲用水安全問題已越來越引起人們的關(guān)注。對比水源和水廠，供水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定是較薄弱的環(huán)節(jié)，即使水源水質(zhì)變好，出廠水達標(biāo)率接近100％，但由于管網(wǎng)管垢及生物膜的存在，還是會導(dǎo)致進入居民家中的飲用水不能達標(biāo)。針對管網(wǎng)水質(zhì)安全，生物風(fēng)險與化學(xué)風(fēng)險并存，而目前我國對管網(wǎng)生物風(fēng)險的研究基本空白。生物膜廣泛存在于供水管網(wǎng)內(nèi)為包括病原菌在內(nèi)的大量細(xì)菌提供了良好的生存環(huán)境以應(yīng)對消毒劑等不利條件，從而導(dǎo)致飲用水的生物

2、安全風(fēng)險，因此管網(wǎng)生物膜的存在對安全供水有重要影響。本論文采用分子生物學(xué)手段，以我國東部某市不同管材、管齡和管徑的飲用水管網(wǎng)中的生物膜為研究對象檢測微生物的存在情況，比較研究了管材、管齡和管徑對微生物種群數(shù)量和多樣性的影響。結(jié)果如下:
　　1)比較研究了灰口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、鍍鋅管、不銹鋼復(fù)合管和塑料管五種管材管段中生物膜的微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同管材供水管網(wǎng)生物膜的微生物種群數(shù)量和多樣性均有較大差異:灰口鑄鐵管的細(xì)菌

3、總數(shù)最高，其次為球墨鑄鐵管，而球墨鑄鐵管的可培養(yǎng)菌數(shù)高于灰口鑄鐵管。其余三個管材管道的細(xì)菌總數(shù)和可培養(yǎng)菌數(shù)趨勢一致，即鍍鋅管的細(xì)菌總數(shù)和可培養(yǎng)菌數(shù)均排第三，不銹鋼復(fù)合管次之，塑料管中可培養(yǎng)菌數(shù)和細(xì)菌總數(shù)最低。在活菌比例方面，塑料管和球墨鑄鐵管生物膜的活菌比例較高，其次是鍍鋅管，灰口鑄鐵管活菌比例較低，最低為不銹鋼復(fù)合管。掃描電鏡觀察結(jié)果與細(xì)菌總數(shù)結(jié)果一致，即灰口鑄鐵管生物膜中微生物數(shù)量最多，球墨鑄鐵管和鍍鋅管生物膜中微生物數(shù)量也較多，而

4、不銹鋼復(fù)合管和塑料管里微生物數(shù)量較少。五種管道生物膜中的微生物都是以球菌和桿菌為主。微生物種群多樣性結(jié)果顯示:球墨鑄鐵管生物膜種群多樣性最高，其次為灰口鑄鐵管、鍍鋅管和不銹鋼復(fù)合管，而塑料管生物膜種群多樣性最低。飲用水管網(wǎng)生物膜種群以變形菌門為主，除球墨鑄鐵管外各管道變形菌門都高達90％以上，不同管材生物膜細(xì)菌群落組成有很大差異。
　　2)比較研究了三種管材不同管齡管段中生物膜的微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，包括23年灰口鑄鐵管、17年灰

5、口鑄鐵管、11年灰口鑄鐵管;11年球墨鑄鐵管、6年球墨鑄鐵管、5年球墨鑄鐵管;23年鍍鋅管、17年鍍鋅管和12年鍍鋅管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同管齡的供水管網(wǎng)生物膜的微生物種群數(shù)量和多樣性有明顯差異:管齡對灰口鑄鐵管細(xì)菌總數(shù)和可培養(yǎng)菌數(shù)的影響無明顯規(guī)律，而球墨鑄鐵管中可培養(yǎng)菌數(shù)隨管齡的增加呈明顯遞增趨勢，細(xì)菌總數(shù)隨管齡的增加略有增加。對于鍍鋅管，隨管齡的增加，細(xì)菌總數(shù)、可培養(yǎng)菌數(shù)和活菌比例有明顯的增加趨勢。掃描電鏡結(jié)果顯示，不同管齡生物膜組成的微生

6、物量及形態(tài)均有明顯差異。隨著管齡的增加生物膜中的微生物量明顯增加，且形態(tài)以球菌和桿菌為主。微生物種群多樣性結(jié)果顯示:除17年灰口鑄鐵管生物膜種群多樣性高于23年灰口鑄鐵管外，生物膜種群多樣性隨管齡的增加呈增多趨勢，且所有管齡樣品生物膜細(xì)菌群落均以變形菌門為主，不同管齡生物膜細(xì)菌群落組成有明顯差異。
　　3)比較研究了DN300、DN200和DN150三種管徑的球墨鑄鐵管管段中生物膜的微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同管徑的飲用水管

7、網(wǎng)生物膜的微生物數(shù)量和種群多樣性有明顯差異:管徑為DN300的球墨鑄鐵管中可培養(yǎng)菌數(shù)量和細(xì)菌總數(shù)最高，DN200球墨鑄鐵管的細(xì)菌總數(shù)大于DN150球墨鑄鐵管，但DN150球墨鑄鐵管的可培養(yǎng)菌數(shù)高于DN200球墨鑄鐵管。在活菌比例方面，DN300球墨鑄鐵管生物膜的活菌比例最高，其次是DN150球墨鑄鐵管，最低為DN200球墨鑄鐵管。掃描電鏡觀察結(jié)果與可培養(yǎng)菌和細(xì)菌總數(shù)結(jié)果一致:DN300球墨鑄鐵管生物膜中微生物數(shù)量最多，DN200球墨鑄鐵