饮用水细菌内毒素污染的风险识别与分析研究进展

细菌内毒素,又称脂多糖分子或者热原,是革兰氏阴性细菌和某些蓝藻细胞壁组分,主要由菌体死亡解体后释放.内毒素是常见的外源性致热原,属于强免疫刺激剂,与多种人类疾病密切相关.由于饮用水中会滋长微生物,因此内毒素污染在饮用水中普遍存在.近年来,国外研究中饮用水的细菌内毒素污染开始受到关注,成为饮用水微生物安全领域新兴的研究方向.本文概述了细菌内毒素的物化性质和生物活性,分析了细菌内毒素在饮用水中的存在形态,综述了国内外关于地表水源、地下水源、管网末梢水和深度处理水的内毒素污染调查状况,分析了传统水处理技术、深度处理技术和饮用水消毒技术对内毒素的控制效果,探讨了饮用水中内毒素的血液暴露、呼吸暴露和胃肠暴露途径导致机体潜在的健康风险、安全阈值和相关标准,并对饮用水细菌内毒素污染研究方向进行了展望.     

给水管网多相界面中微生物表面疏水性研究

采用疾病控制中心（CDC）生物膜反应器模拟给水管网系统,选取聚氯乙烯（PVC）和聚碳酸酯（PC）2种材质的挂片,通过微生物粘附碳氢化合物（MATH）实验和Illumina高通量测序相结合的方法,对反应器水相、生物膜相和颗粒物相中微生物的疏水性进行了研究.结果显示,PVC材质挂片反应器中优势菌为厚壁菌门,相对丰度为68.31%~81.00%,PC材质挂片反应器中优势菌为变形菌门,相对丰度为24.39%~64.40%.PVC材质挂片反应器中优势菌包含3类致病菌,PC材质挂片反应器中包含8类致病菌.PC材质挂片生物膜相较于PVC材质疏水性更高,利于微生物吸附形成生物膜,而PVC材质不易形成生物膜,对控制输送过程中的二次污染具有积极作用,但在管网实际应用中还应考虑其他工程因素的影响.     

天津沿岸海水中创伤弧菌的PCR检测和定量

采用普通PCR方法和SYBR Green实时定量PCR方法,根据创伤弧菌16S rDNA和23S rDNA基因间隔序列(internal transcribed spacer,ITS)设计引物,对渤海湾天津沿岸海水中的创伤弧菌进行了定性和定量检测.8个样品采集自天津市汉沽区沿岸海水,采集时间分别为2008年7月、10月和2009年3月、5月.PCR检测结果表明,这些样品都能扩增出276 bp的ITS序列,这些序列和GenBank上的同源序列(DQ462478)的相似性为96%～98%.用SYBR Green实时定量PCR方法测定了8个海水样品,样品中创伤弧菌的浓度为7.12×10~3～8.40×10~5 个/L,表明天津沿岸海水存在严重的创伤弧菌污染.     

氯/氯胺和紫外顺序消毒对管网抗性基因的去除

为探究供水系统中氯/氯胺与低压紫外顺序消毒对抗生素抗性基因(ARGs)分布特征的影响,采用生物膜反应器模拟供水管网,对管网出水和生物膜进行60mJ/cm²低压紫外线(254nm)消毒,并利用高通量定量PCR技术检测模拟管网进、出水及生物膜内的典型ARGs和遗传原件(MGEs).结果表明,管网反应器运行150d,氯和氯胺管网出水ARGs总相对丰度分别为0.13和0.137,生物膜ARGs分别为2.45和0.277,表明供水管网中低剂量的氯或氯胺可有效降低水相和生物膜相中ARGs的相对丰度达90%,且氯胺消毒对生物膜中的ARGs控制作用更显著.氯和氯胺消毒后管网出水再经低压紫外线照射后,ARGs相对丰度分别为0.0682和0.0537,管网生物膜中ARGs的相对丰度分别为2.01和0.194.ARGs与MGEs间的相关性发生显著变化,转座子与strB和mepA的相关性增强,与ermX和tetM相关性减弱,而整合子与acrF、cmlA1-01、oprJ及tolC-01的相关性增强.研究表明,将紫外线消毒工艺设置在用水终端可以显著降低氯和氯胺管网水中ARGs丰度,但对管网生物膜中的ARGs影响较小.     

餐厨垃圾废液制备高效解磷菌肥

从小麦土中筛选出2株高效解磷菌P1和P7,其解磷能力在10 d内达到117.57 mg·L~(-1)和219.59 mg·L~(-1)。经16S rDNA测序鉴定及构建系统进化树,鉴定P1为Enterobacter cloacae,P7为Kosakonia cowanii。通过正交实验及单因素实验,对解磷菌在餐厨废液中生长条件进行了优化。结果表明,Kosakonia cowanii生长条件影响程度的顺序依次为温度pH摇床转速接种量,最优的培养条件为温度25℃,pH=7,摇床转速140 r·min~(-1),接种量1.0%。将筛选的解磷菌制备成解磷菌肥,并进行大蒜盆栽实验。结果表明,30 d后,土壤有效磷相比空白提升了16.32%,大蒜叶宽与叶数相比空白分别提升了63.16%和60.00%。     

氨氮及H2O2对溴酸盐和消毒副产物控制的影响

本研究以南方某含溴水源为原水,利用饮用水常规工艺及臭氧-活性炭深度处理中试连续实验,评价臭氧氧化过程中溴酸盐生成情况,并考察了氨氮、过氧化氢(H_2O_2)对溴酸盐控制效果及对三卤甲烷生成势(THMFP)的去除影响.结果表明,在不同水质条件下,臭氧消耗量为1.0 mg·L~(-1)以上时,溴酸盐的生成量超过标准(10.00μg·L~(-1)).利用氨氮和H_2O_2投加均能有效控制溴酸盐生成量,且随投加量增大,溴酸盐生成量逐渐降低,氨氮投加0.10~0.30 mg·L~(-1)或m(H_2O_2)/m(O3)(质量比)为0.2~1.0时,能够将溴酸盐控制在标准以内.当氨氮-H_2O_2联合控制溴酸盐时,溴酸盐生成量随m(H_2O_2)/m(O3)先升高后降低.在利用氨氮和H_2O_2投加进行溴酸盐控制过程中,氨氮对THMFP的去除效率影响并不显著,而投加H_2O_2使得THMFP去除效能有所降低.     

水源切换对水厂出水细菌群落的影响

针对水源切换可能造成水厂出水微生物风险的问题,以北京某水厂由本地水源切换为河北水源期间原水和出厂水为研究对象,采用焦磷酸测序技术对水中的微生物种群结构和潜在致病菌进行分析.结果显示,出厂水的细菌多样性显著低于原水,原水和出厂水中的优势菌均为变形菌门(Proteobacteria),所占比例为11.99%~95.48%,其中包括α,β和γ变形菌纲(α, β, γ-Proteobacteria),但相对丰度有较大差异.水源切换后的原水中优势菌为蓝藻门(Cyanobacteria),且该菌在切换后的出厂水中也存在.出厂水中检测到部分潜在致病菌,优势菌包括不动杆菌(Acinetobacter)和代尔夫特菌(Delftia),增加了饮用水的微生物安全风险.PCoA结果显示,水源切换前后原水中细菌群落结构变化较大,但改变水源对出厂水的微生物群落影响较小,水厂能够维持稳定的运行.     

渤海湾天津沿岸海水中甲肝病毒的检测和定量

甲肝病毒（hepatitis A virus, HAV）是能引起传染性甲型肝炎的单链RNA病毒.用常规RT-PCR（反转录PCR）和SYBR Green实时定量RT-PCR方法,根据甲肝病毒保守的VP1-VP2基因序列设计引物,对渤海湾天津沿岸海水中的甲肝病毒进行了检测和定量分析. 9个样品取自渤海湾天津塘沽以南沿岸海水,取样时间分别是2007年夏、秋、冬季和2008年春季. 海水样品先用小型超滤装置（Millipore Pellicon Mini TFF）或超滤离心管（Millipore Centricon Plus-70）浓缩,然后进行RT-PCR检测.结果表明,从9个海水样品中都能扩增出192 bp的HAV cDNA,这些cDNA的核苷酸序列与GenBank中的同源序列相似性为95%～100%. 用SYBR Green 实时定量RT-PCR检测了春季和冬季的6个海水样品,结果表明,海水中甲肝病毒的浓度范围为5.35×10⁶～4.51×10⁷ virus particles/L.     

含油率对餐厨垃圾干式厌氧发酵的影响

餐厨垃圾含油率高,且随着地域的变化有显著差别,含油率的高低对餐厨垃圾厌氧消化产气有一定影响.在中温(35℃)和高温(55℃)条件下,研究了不同含油率(0、2%、4%、6%、8%、10%)对餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中日产气量、累计产气量、总固体(TS)、挥发性固体(VS)及甲烷产量的影响.结果表明:在中温和高温条件下,当含油率为6%时,200 g餐厨垃圾的累计产气量达最大值,分别为1391.6 m L和2165.9 m L.此时,TS和VS的去除率也最高,中温时去除率分别为29.4%(TS)和33.9%(VS),高温时去除率分别为33.2%(TS)和38.0%(VS).在餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中,甲烷的产量占可燃气的体积分数逐渐升高.在中温厌氧发酵条件下,含油率为10%的餐厨垃圾发酵进行到26 d时,甲烷的体积分数最高,为80.5%.在高温干式厌氧发酵条件下,含油率为10%的餐厨垃圾发酵进行到23 d时,甲烷的体积分数最高,为84.2%.     

水中细菌内毒素污染特性及检测方法研究进展

细菌内毒素是革兰氏阴性菌和某些蓝藻细胞壁的脂多糖复合物,主要由菌体死亡解体后释放,是常见的外源性致热原,具有强免疫刺激能力,与人类多种疾病密切相关.内毒素分子的耐受力好,耐热性强,不易被常规方法去除.饮用水和水环境中的内毒素可通过多种暴露途径导致机体潜在的健康风险,成为近年来研究的热点.本文概述了细菌内毒素的理化特性和生物活性,综述了细菌内毒素多种检测方法的研究进展,并对细菌内毒素的法定检测方法——鲎试验用于检测水体环境样品的干扰问题和排除方法进行分析.