飲用水給水系統(tǒng)中微生物群落時空分布及其動態(tài)變化規(guī)律研究.pdf

1、城市飲用水水質(zhì)安全問題既是重大社會安全問題，也是《國家“十二五”科技和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》明確需要亟待解決的重大民生科技問題之一，重要性不言而喻。我國東部地區(qū)社會經(jīng)濟快速發(fā)展、農(nóng)業(yè)面源污染嚴重，高有機物、高氨氮、高藻是該地區(qū)水源水質(zhì)特征，成為影響村鎮(zhèn)飲用水安全的主要原因。在飲用水給水系統(tǒng)中微生物廣泛存在，生物安全問題由于其隱蔽性更容易成為飲用水潛在隱患。本文系統(tǒng)研究了飲用水給水系統(tǒng)微生物群落時空分布。主要結(jié)論如下：
　　1)探明了不同給

2、水處理工藝飲用水生物穩(wěn)定性及其微生物群落時空分布規(guī)律。
　　東部河網(wǎng)微污染水源經(jīng)生物預(yù)處理、常規(guī)處理和深度處理工藝處理后，出廠水水質(zhì)比較穩(wěn)定，滿足飲用水衛(wèi)生標準，但出廠水仍具有生物不穩(wěn)定性潛在威脅，針對有機物，特別是生物可同化有機碳(AOC)去除的處理工藝有待進一步提升。給水處理系統(tǒng)中生物膜微生物種類要明顯多于水體。生物氧化池細菌中硝化螺菌屬豐度較高(10-20％)，而沉淀池中則是藍細菌豐度較高(25％)，臭氧發(fā)生池中微生物群落多

3、樣性水平最低，出廠水中假單胞菌和鞘氨醇單胞菌比例較高(7％-10％)。夏季微生物種類明顯多于冬季。對于細菌群落，冬季變形菌門、藍細菌門、放線菌門和擬桿菌門占優(yōu)，分別占33％、20％、12％和15％，而夏季擬桿菌門豐度顯著減少(3％)。對于真核微生物群落，冬季優(yōu)勢菌為Purpureocillium，豐度高達85％;夏季真核微生物群落Purpureocillium、Davidiella、Alternaria、Phoma、Leptosphae

4、rulina均占一定比例（3％-5％）。
　　2)探明了供水管網(wǎng)系統(tǒng)中水廠和供水管網(wǎng)末梢不同管齡管道生物膜細菌群落分布規(guī)律。
　　水廠和管網(wǎng)末梢生物膜細菌數(shù)量差異不大，總細菌數(shù)為107-109個/cm2，可培養(yǎng)細菌數(shù)(HPC)為105-106 CFU/cm2。但水廠和管網(wǎng)末梢生物膜屬水平上的細菌群落組成存在差異，水廠生物膜豐度較高的細菌主要包括黃桿菌屬(6.22％)、叢毛單胞菌屬(5.38％)、另類希滅氏菌(5.03％)、芽

5、單胞菌屬(3.75％)和代爾夫特菌屬(2.54％)等;管道末梢生物膜主要為不動桿菌屬(7.75％)、生絲微菌屬(4.47％)、假單胞菌菌屬(2.00％)和寡養(yǎng)單胞菌屬(1.95％)等。管道生物膜細菌密度在較短時間內(nèi)（＜1年）達到穩(wěn)定數(shù)量107-108個/cm2，并隨時間逐漸適應(yīng)管網(wǎng)貧營養(yǎng)環(huán)境，管齡從1年增加到2年，生物膜細菌HPC由105CFU/cm2增加為106 CFU/cm2，RNA轉(zhuǎn)錄量由105拷貝/cm2增加為107拷貝/cm2

6、，生物膜細菌群落組成α-變形菌綱逐漸成為優(yōu)勢種，豐度由30％增加到66％。檢測到大腸菌群、沙門氏菌和志賀氏菌在管網(wǎng)生物膜中存在，密度最大可達104 CFU/cm2，水廠生物膜條件致病菌檢出率為44％，高于管網(wǎng)末梢22％;管齡越長生物膜中條件致病菌數(shù)量越多，檢出率越高。
　　3)探明了供水管網(wǎng)系統(tǒng)大管徑管道生物膜細菌群落徑向空間分布規(guī)律。
　　供水管網(wǎng)大管徑管道生物膜細菌群落具有徑向空間分布規(guī)律。管道生物膜密度、TS和VS含量

7、沿管壁從上部到下部逐漸增大。管道生物膜生物量集中于管道上、下部，管道上部和下部生物膜細菌數(shù)量共占管壁生物量80％以上，生物膜細菌總數(shù)和HPC數(shù)量分別為106-108個/cm2和105-107 CFU/cm2，比管道中部高1-2個數(shù)量級。管道不同部位生物膜細菌群落有各自生態(tài)位，生物膜細菌共同OTUs不超過16％。管道上部和下部生物膜中有明顯優(yōu)勢細菌存在，而管道中部生物膜細菌群落分布均勻，多樣性水平最高，生物膜假單胞菌菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、