管道特征對實際供水管網生物膜微生物種群多樣性的影響研究.pdf

1、隨著社會經濟的快速發(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注。對比水源和水廠，供水管網水質穩(wěn)定是較薄弱的環(huán)節(jié)，即使水源水質變好，出廠水達標率接近100％，但由于管網管垢及生物膜的存在，還是會導致進入居民家中的飲用水不能達標。針對管網水質安全，生物風險與化學風險并存，而目前我國對管網生物風險的研究基本空白。生物膜廣泛存在于供水管網內為包括病原菌在內的大量細菌提供了良好的生存環(huán)境以應對消毒劑等不利條件，從而導致飲用水的生物

2、安全風險，因此管網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手段，以我國東部某市不同管材、管齡和管徑的飲用水管網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量和多樣性的影響。結果如下:
　　1)比較研究了灰口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、鍍鋅管、不銹鋼復合管和塑料管五種管材管段中生物膜的微生物數量和群落結構，結果發(fā)現不同管材供水管網生物膜的微生物種群數量和多樣性均有較大差異:灰口鑄鐵管的細菌

3、總數最高，其次為球墨鑄鐵管，而球墨鑄鐵管的可培養(yǎng)菌數高于灰口鑄鐵管。其余三個管材管道的細菌總數和可培養(yǎng)菌數趨勢一致，即鍍鋅管的細菌總數和可培養(yǎng)菌數均排第三，不銹鋼復合管次之，塑料管中可培養(yǎng)菌數和細菌總數最低。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，最低為不銹鋼復合管。掃描電鏡觀察結果與細菌總數結果一致，即灰口鑄鐵管生物膜中微生物數量最多，球墨鑄鐵管和鍍鋅管生物膜中微生物數量也較多，而

4、不銹鋼復合管和塑料管里微生物數量較少。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、鍍鋅管和不銹鋼復合管，而塑料管生物膜種群多樣性最低。飲用水管網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量和群落結構，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，結果發(fā)現不同管齡的供水管網生物膜的微生物種群數量和多樣性有明顯差異:管齡對灰口鑄鐵管細菌總數和可培養(yǎng)菌數的影響無明顯規(guī)律，而球墨鑄鐵管中可培養(yǎng)菌數隨管齡的增加呈明顯遞增趨勢，細菌總數隨管齡的增加略有增加。對于鍍鋅管，隨管齡的增加，細菌總數、可培養(yǎng)菌數和活菌比例有明顯的增加趨勢。掃描電鏡結果顯示，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菌群落均以變形菌門為主，不同管齡生物膜細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量和群落結構，結果發(fā)現不同管徑的飲用水管

7、網生物膜的微生物數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)菌數量和細菌總數最高，DN200球墨鑄鐵管的細菌總數大于DN150球墨鑄鐵管，但DN150球墨鑄鐵管的可培養(yǎng)菌數高于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。掃描電鏡觀察結果與可培養(yǎng)菌和細菌總數結果一致:DN300球墨鑄鐵管生物膜中微生物數量最多，DN200球墨鑄鐵