松北湿地水质中粪大肠菌群的测定

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-10-14

  摘要:湿地被为“自然之肾”,具有独立特殊功能的生态系统。它是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,不但具有丰富的资源,还具有巨大的环境调节功能和环境效益。粪大肠菌群是判定水体水质要指标之一,水中的病原菌多数来源于病人和病畜的粪便。本文介绍了利用多管发酵法检测哈尔滨松北湿地内的粪大肠菌群数的实验。

  关键词:湿地;粪大肠菌群;多管发酵法

  1 前言

  湿地是地球表层上由水、土和水生或湿生植物(可伴生其它水生生物)相互作用构成,其内部过程长期为水所控制的自然综合体[1]。在世界自然资源保护联盟(IUCN)、合国环境计划署(UNEP)和世界自然基金会(WWF)编制的世界自然保护大纲中,将其与森林、海洋一起并列为全球三大生态系统。湿地被为“自然之肾”,具有独立特殊功能的生态系统。它是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,不但具有丰富的资源,还具有巨大的环境调节功能和环境效益[2]。

  然而,从20世纪开始,由于人口急剧增加、资源和环境问题,湿地的退化和丧失成为全球范围内湿地生态系统普遍存在的现象,并以惊人的速度发展。由于城市的不断扩大和发展建设,人口的不断增加及频繁对生态环境产生负面影响不断增大,使这里的滩涂湿地遭到破坏,有的地块垦为农田、牧地,有的建起高楼,有的成为垃圾堆弃地。

  粪大肠菌群(FecalColiform,FC)是判定水体水质要指标之一,水中的病原菌多数来源于病人和病畜的粪便。由于病原菌的数量少 ,检测过程复杂 ,直接测它们的存在是非常困难的专业化工作。因此 ,一般采用测定大肠菌群或大肠杆菌的数量来作为水被粪便污染的标志。

  2 松北湿地概况

  松北湿地分布于哈尔滨市松花江北岸,在松花江南北大堤之间,总面积为88km2。研究区范围为西起哈尔滨市与肇东交界,东至滨州铁路桥,北起新建前进堤,南至松花江主流北岸,与哈尔滨市隔江相望,为河岸滩涂湿地的分布区。

  该城市湿地地貌为松花江一级阶地及漫滩,系堆积地貌发育,侵入下切弱,沟谷少,排水不急,易形成凹地沼泽,区内地势较低,地下水埋藏浅且水量丰富, 森林面积较少,旱涝频繁。 区内还分布有非地带性的草甸、沼泽、水生植物等。土壤类型有沙土、草甸土和沼泽土等。区内植被属于森林草原与湿地草原类型,现有野生植物350多种,鸟类100多种,兽类10多种,鱼类10多种[3]。

  3 松北湿地水体微生物的检测

  在44.5℃温度下能生长并发酵乳糖产气的大肠菌群称为粪大肠菌群。提高培养温度,会使自然环境中的大肠菌群难以生长,这使得培养出来的菌主要来自粪便中的大肠菌群,从而更准确地反映出水质受粪便污染的情况。粪大肠菌群的测定可以用多管发酵和滤膜法[4]。本实验采用多管发酵法。

  3.1原理

  多管发酵法是以最可能数(most probable number)简称MPN来表示试验结果。实际上它是根据统计学理论,估计水体中的大肠杆菌密度和卫生质量的一种方法。如果从理论上考虑,并且进行大量的重复检定,可以发现这种估计有大于实际数字的倾向。不过是要每一个稀释度试管重复数目增加,这种差异便会减少,对于细菌含量的估计值,大部分取决于那些既显示阳性又显示阴性的稀释度。因此在试验设计上,水样检验要求重复的数目,要根据所要求数据的准确度而定。

  3.2培养基和试剂

  单倍乳糖蛋白胨培养液制备方法:将蛋白胨、牛肉浸膏、乳糖、氯化钠加热溶解于1000mL蒸馏水中,调节pH为7.2~7.4,再加入1.6%溴甲酚紫乙醇溶液1mL,充分混匀,分装于含有倒置的小玻璃管的试管中,于高压蒸汽灭菌器中,在115℃灭菌20min,贮藏于暗处备用。

  EC培养基制法:将胰胨、乳糖、胆盐三号、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、氯化钠加热溶解,然后分装于含有玻璃倒管的试管中。置于高压蒸汽灭菌器中,115℃灭菌20min。灭菌后pH应为6.9。

  3.3步骤

  水样接种量。将水样充分混合后,根据水样污染的程度确定水样接种量。每个样品至少用三个不同的水样量接种。同一接种水样量要有5管。相对未受污染的水样接种量为10mL、1mL、0.1mL。受污染水样接种量根据污染程度接种1mL、0.1mL、0.01mL或0.1mL、0.01mL、0.001mL等。使用的水样量可参考表3-1。由于松北湿地属相对未受污染水样,所以实验接种量为10mL、1mL、0.1mL。

  初发酵试验。将水样分别接种到盛有乳糖蛋白胨培养液的发酵管中。在37℃±0.5℃下培养24h±2h。产酸和产气的发酵管表明试验阳性。如在倒管内产气不明显,可轻拍试管,有小气泡升起的为阳性。

  复发酵试验。轻微振荡初发酵试验阳性结果的发酵管,用3mm接种环或灭菌棒将培养物转接到EC培养液中。在44.5℃±0.5℃温度下培养24h±2h(水浴箱的水面应高于试管中培养基液面)。接种后所有的发酵管必须在30min内放进水浴中。培养后立即观察,发酵管产气则证实为粪大肠菌群阳性。

  3.4结果的计算

  根据不同接种量的发酵管所出现阳性结果的数目,从表中查得每升水样中的粪大肠菌群。接种水样为100mL2份、10mL10份、总量300mL时,查表2可得每升水样中的粪大肠菌群;接种5份10mL水样、5份1mL水样、5份0.1mL水样时,查表求得MPN指数,MPN值再乘10,即为1L水样中的粪大肠菌群。如果接种的水样不是10mL、1mL和0.1mL,而是较低的或较高的三个浓度的水样量,也可以查表求得MPN值,再经下式计算成每100mL的MPN值。

  以上4幅图为太阳岛湿地水样的试验结果。由上面四幅图片可以看出在接种量为10mL水样中的5个小倒管内均有气泡产生且培养液的颜色均由紫色变为黄色,说明该组发酵结果为阳性。而接种量为1与0.1mL的结果均为阴性。而复发酵试验的结果为2至5管为阳性而第六管为阴性。其中第一管为阳性对照,其内为实验室纯化的分大肠杆菌。

  根据实验结果,查MNP表可知,太阳岛湿地的粪大肠杆菌的数量为130个/L。同样的方法测得的万宝镇湿地的粪大肠杆菌数量为330个/L,大雁岛为260个/L。

  参考文献

  [1]陈宜瑜.中国湿地研究[C].长春:吉林科学技术出版社,1995.

  [2]李扬帆,刘青松.湿地与湿地保护[M].北京:中国环境出版社,2003.10~12

  [3]哈尔滨年鉴编纂委员会. 哈尔滨年鉴[M] . 哈尔滨: 哈尔滨年鉴社,2004. 301 ~303.

  [4]《水质粪大肠菌群的测定 多管发酵法和滤膜法(试行)》(HJ/T 347-2007).国家环境保护总局发布.2007-03-10发布,2007-05-01实施.

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