基于微生物群落結(jié)構(gòu)和病原菌分布的尾水排海安全研究.pdf

1、污水處理廠不僅承擔(dān)著大量的污水處理任務(wù)，更關(guān)乎自然生態(tài)的平衡和環(huán)境的保護(hù)。城市污水處理廠產(chǎn)生的尾水含有大量微生物尤其是病原菌，排入海洋后不僅對周圍人群產(chǎn)生危害而且對海洋生態(tài)安全構(gòu)成威脅。近年來，城市尾水威脅人體健康的事件時(shí)有發(fā)生，而目前對于尾水監(jiān)測的微生物指標(biāo)僅有細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群數(shù)，不能有效反映尾水中的細(xì)菌種類及其隨著季節(jié)的變化規(guī)律，所以利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)研究尾水微生物群落結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，而發(fā)展中國家尾水近岸排海的生物安全更應(yīng)引起足

2、夠的重視。
　　本研究以青島市海泊河污水處理廠各級工序出水為研究對象，通過建立平板計(jì)數(shù)法對污水處理廠各級工序出水中的細(xì)菌、真菌、糞大腸菌和糞鏈球菌進(jìn)行定量檢測;利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR的方法海泊河污水處理系統(tǒng)中五個(gè)環(huán)節(jié)污水中大腸桿菌、糞鏈球菌、氣單胞菌進(jìn)行定量分析;通過高通量測序的方法分析海泊河污水處理廠四季尾水微生物群落結(jié)構(gòu);以青島市麥島和海泊河污水處理廠排放尾水為研究對象，采用高通量測序技術(shù)，研究尾水排海過程中的生物群落結(jié)構(gòu)和生

3、物量，分析尾水中病原菌在排海過程中的動態(tài)分布規(guī)律。通過研究得到以下結(jié)論:
　　(1)通過平板計(jì)數(shù)法和實(shí)時(shí)熒光定量PCR的方法對海泊河污水處理廠各單元出水中的典型微生物學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MSBR工藝對這細(xì)菌、真菌、糞大腸菌、糞鏈球菌的處理效果非常明顯，出水水質(zhì)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)時(shí)熒光定量結(jié)果與平板計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果呈現(xiàn)一致的變化趨勢。但實(shí)時(shí)熒光定量結(jié)果中菌的含量明顯高于平板計(jì)數(shù)法的中對應(yīng)菌的含量。除少數(shù)取樣點(diǎn)外，同種菌總體變化趨勢基

4、本一致，雖然不同月份的菌量相差較大，但是跟溫度并沒有絕對的關(guān)系。
　　(2)海泊河四季尾水中一共檢測到28個(gè)門、76個(gè)綱，各個(gè)季節(jié)的菌門都是由變形菌門、擬桿菌門、放線菌門、厚壁菌門、浮霉菌門為主體的22～23個(gè)菌門組成，四個(gè)季節(jié)的優(yōu)勢菌門都是變形菌門;四季一共檢測到76個(gè)綱，各個(gè)季節(jié)的綱在47～60之間變動，優(yōu)勢菌綱都是β-變形菌綱;比例大于0.2％的細(xì)菌一共檢測到203種，各季節(jié)優(yōu)勢菌種在9～13種之間變化，其中夏季的較多，有1

5、3種;四季均檢測到與污水處理中的硝化、反硝化、高氯酸鹽還原相關(guān)的細(xì)菌。
　　(3)海泊河四季尾水中主要的致病菌一共有18種，其中夏季的致病菌種類較多，主要是與腹瀉相關(guān)的弓形桿菌(Arcobacter spp.)、與肺炎相關(guān)的Mycoplasmaedwardii細(xì)菌和軍團(tuán)菌病相關(guān)的軍團(tuán)菌（Legionella spp.），其余季節(jié)出現(xiàn)的致病菌種類較少，主要是春季出現(xiàn)的與皮膚病相關(guān)的細(xì)菌Mycobacterium mageritens

6、e和秋冬季出現(xiàn)的一些胃腸炎致病菌Campylobacter curvus、肺炎致病菌Mycoplasma cynos;測序結(jié)果得到四季中的致病基因主要與癌癥、心血管疾病、免疫系統(tǒng)疾病、傳染性疾病、新陳代謝疾病、神經(jīng)變性疾病相關(guān)，人類致病基因在四季占有的比例都在1％左右。
　　(4)污水處理廠尾水在排海過程中微生物群落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出一定的變化趨勢，致病菌的種類和數(shù)量都隨著排海距離的增加而減少。麥島和海泊河冬、春、夏三個(gè)季節(jié)排海尾水中細(xì)菌

7、分布在20～28個(gè)門，變形菌門占絕對優(yōu)勢，其次是擬桿菌門和厚壁菌門，其中變形菌門和厚壁菌門的比例與尾水?dāng)U散距離成反比，而擬桿菌門占比則隨著排海距離的增加而增大。綱水平組成上，γ-變形菌綱、β-變形菌綱、ε-變形菌綱隨擴(kuò)散距離的增大，其數(shù)量逐漸減少，而黃桿菌綱和α-變形菌綱的數(shù)量卻逐漸增加。麥島污水處理廠出水口所含致病菌最多，隨擴(kuò)散距離的增加，致病菌種類和數(shù)量有很大程度的減少，500m之后很少有致病菌的存在。但在海泊河污水處理廠的三個(gè)取樣