CN102086467B - 一种利用水中颗粒数来估计水中细菌数量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用水中颗粒数来估计水中细菌数量的方法，属于饮用水处理和卫生领域。首先，对于浊度低于1NTU的饮用水、江河湖泊地表水、地下水以及浊度小于0.5NTU的工业用水，利用颗粒计数仪测定水中一定粒径范围内的颗粒数，同时测定其细菌数量；经过多次测量积累符合统计要求的一定量数据后，建立起细菌数量和所述一定粒径范围内颗粒数的函数关系；之后，利用所述函数关系，通过由颗粒计数仪测出的所述一定粒径范围内的颗粒数，估算出水中的细菌数量。本发明的估计方法简单、快捷，可在线测量，不仅可以用于菌落总数、总大肠菌群等常规微生物指标的测定，也可用于隐孢子虫、甲第鞭毛虫等特定微生物的测定。

Description

一种利用水中颗粒数来估计水中细菌数量的方法

技术领域

本发明属于饮用水处理和卫生领域，具体涉及一种利用水中颗粒数来估计水中细菌数量的方法。

背景技术

天然水体等水源水中存在病原微生物。如果不能对水中这些病原微生物进行有效控制，则有可能爆发大规模的介水传染病。如历史上曾经因居民饮用不洁净的饮用水导致了霍乱、伤寒等传染性疾病的大爆发，造成大量人员死亡的案例。因此，病原微生物的去除是饮用水处理的重点内容。由于大部分病原微生物为细菌，故此细菌的去除和控制就成为饮用水处理的重要任务。我国饮用水标准(GB-5749-2006)将微生物指标列为第一类，在常规指标中设置了菌落总数和总大肠菌群等四项必须检测的指标，在非常规指标中则设置了甲第鞭毛虫和隐孢子虫两类。这足以说明控制饮用水中病原微生物的重要性。

欲要对饮用水中细菌进行有效控制，必须知道其在水中的数量。因此，检测水中细菌的数量就成为饮用水的处理和卫生管理的基础性工作。然而，长期以来，饮用水中细菌的检测方法都是基于生物学原理。如对于菌落总数的检验，国家标准GBT5750.12-2006规定的平皿计数法即是将饮用水中细菌培养48h，然后数出平皿上形成的菌落数，并以每个菌落代表水中的一个细菌。然而，这种广泛使用的基于细菌生长原理的测定方法虽然相对准确，但费时费力，并且对操作人员的技术水平要求高。其他的诸如DAPI计数的方法虽然迅速，但费用较高，不能区别细菌的死活，测定结果误差较大。另外，DAPI计数使用了有毒试剂，对操作人员的健康有潜在的危害。由此来看，亟需一种简单、容易操作、安全的方法，来检测饮用水中细菌的数量。

此外，浊度是衡量饮用水水质的重要综合性指标。在饮用水处理的早期阶段，浊度指标被认为是一项物理性的感官指标，用来表示水的浑浊程度。可是随着水化学的深入研究。逐渐发现浊度实际上反映了水中胶体类颗粒的性质，反映了水中胶体类颗粒的数量和大小以及粒径分布等。细菌的大小也在胶体粒径的范围之内，因此浊度指标也在一定程度上反映了水中细菌的多少。由此角度，国内外一些饮用水处理专家甚至建议将浊度指标作为一项微生物指标来对待。

长期以来，浊度的测量均是基于光学原理，即利用水中胶体颗粒的光学效应测定浊度的大小。但是，当水的浊度在1NTU以下时，一般浊度仪的精度往往不能满足要求。而随着对饮用水水质要求的提高，对浊度指标的要求越来越高，如我国现行的饮用水标准(GB-5749-2006)要求浊度小于1NTU。而国内不少饮用水处理水厂提出了出厂水浊度控制在0.5NTU的要求。显然，当水的浊度低于1NTU时，基于光学原理的浊度测量方法已经很难适合，于是直接测定水中颗粒数的颗粒计数仪应运而生。作为浊度仪的替代产品或补充产品，颗粒计数仪已经在饮用水处理中获得广泛应用。与浊度仪相同，颗粒计数也具有简单快捷的特点，且可以在线测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的饮用水中细菌数量的估计方法。该方法可用于瓶装水、饮水机、给水处理厂及给水管网水、建筑给水水箱等生活饮用水以及江河湖泊地表水、地下水中细菌和大肠杆菌的估计，也可用于浊度小于0.5NTU的其他工业用水中细菌和大肠杆菌的数量估计。另外，也可用于甲第鞭毛虫和隐孢子虫等原生动物类致病微生物的计数。

本发明的技术方案是：一种利用水中颗粒数来估计水中细菌数量的方法，其特征在于：首先，对于浊度低于1NTU的饮用水、江河湖泊地表水、地下水以及浊度小于0.5NTU的工业用水，利用颗粒计数仪测定水中一定粒径范围内的颗粒数，同时测定其细菌数量(如菌落总数、总大肠菌群等)；经过多次测量积累符合统计要求的一定量数据后，建立起细菌数量和所述一定粒径范围内颗粒数的函数关系；之后，利用所述函数关系，通过由颗粒计数仪测出的所述一定粒径范围内的颗粒数，估算出水中的细菌数量。

由于细菌种类繁多，且形态迥异，因此不同的细菌之间大小差别很大。但绝大多数细菌的大小在0.5～5微米之间。而这正是颗粒计数仪的可测范围。因此，通过对水中不同粒径大小的颗粒数进行测量，可间接反映水中细菌的数量。水中的颗粒除了细菌外，更多的是非生命的颗粒物质，因此水中的颗粒与水中的细菌在数量上不会相等。但对于浊度低于1NTU的饮用水，水中的颗粒粒径、颗粒数量和变化幅度均较小，与非生命颗粒数量比较，细菌的数量相对增加。因此当水中细菌的数量变化时，某粒径范围内的颗粒数也会随之变化，二者具有相关性。正是基于低浊度(浊度小于1NTU)水中某粒径范围内的颗粒数和细菌数量之间的相关性，本发明通过大量数据的统计分析，建立起水中某粒径范围内的颗粒数与细菌数量的函数关系，并由此通过颗粒计数仪来估算水中细菌的数量。

本发明的特点和优点是：

(1)利用颗粒数间接算出细菌数量，在测定水中颗粒数的同时也测定了水中细菌数量。方法具有简单、快捷和可在线测量的特点。

(2)该方法不仅可以用于菌落总数、总大肠菌群等常规微生物指标的测定。通过数据积累后，也可用于隐孢子虫、甲第鞭毛虫等特定微生物的测定。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

利用超滤膜对某微污染水进行处理，所用超滤膜为PVDF中空纤维膜，膜孔径为0.01μm。经过超滤膜处理后，其水质情况如下：浊度0.124NTU、异养菌平板计数HPC(Heterotrophic Plate Counting)为2.19×10²cfu/ml。总大肠菌群为5.3cfu/ml。高锰酸盐指数为1.795mg/L。氨氮为0.391mg/L。HPC的测定参照美国供水协会(AWWA)、水环境协会(WEF)和美国公共卫生协会(APHA)联合编写的水和废水分析方法，所用培养基为R2A培养基，22℃下培养7d后的计数。浊度直接采用高精度浊度计测定。总大肠菌群采用滤膜法测定。总大肠菌群、高锰酸盐指数和氨氮等指标均参照GBT5750.12-2006。

对上述水样采用在线颗粒计数器检测水中不同粒径范围内的颗粒数。然后利用SPSS软件对多次测量累积的粒径范围为1.0-2.0μm的颗粒数与总大肠菌群的数量进行相关分析，发现二者之间呈现正相关，相关系数为0.78。以T表示总大肠菌群的计数值，以M表示粒径范围为1.0-2.0μm的颗粒数。利用SPSS软件得到二者的函数关系为：

T＝10^{0.001M+1.6543}

利用上述公式可以由粒径范围为1.0-2.0μm的颗粒数推算出水中总大肠菌群的数量。

对于不同的水样，上述函数关系并不是一成不变的。应根据特定水样的数据得出相应的函数关系。

Claims (1)

1.一种利用水中颗粒数来估计水中细菌数量的方法，其特征在于：首先，对于浊度低于1NTU的饮用水、江河湖泊地表水、地下水以及浊度小于0.5NTU的工业用水，利用颗粒计数仪测定水中一定粒径范围内的颗粒数，同时测定其细菌数量；经过多次测量积累符合统计要求的一定量数据后，建立起细菌数量和所述一定粒径范围内颗粒数的函数关系；之后，利用所述函数关系，通过由颗粒计数仪测出的所述一定粒径范围内的颗粒数，估算出水中的细菌数量，其具体估计方法为：

1)利用超滤膜对一微污染水进行处理，所用超滤膜为PVDF中空纤维膜，膜孔径为0.01μm；经过超滤膜处理后，其水样水质情况如下：浊度0.124NTU、异养菌平板计数HPC为2.19×10²cfu/ml，总大肠菌群为5.3cfu/ml，高锰酸盐指数为1.795mg/L，氨氮为0.391mg/L，其中，HPC的测定参照美国供水协会、水环境协会和美国公共卫生协会联合编写的水和废水分析方法，所用培养基为R2A培养基，22℃下培养7d后的计数，浊度直接采用高精度浊度计测定，总大肠菌群采用滤膜法测定，总大肠菌群、高锰酸盐指数和氨氮指标均参照GBT5750.12-2006；

2)对上述水样采用在线颗粒计数仪检测水中不同粒径范围内的颗粒数，然后利用SPSS软件对多次测量累积的粒径范围为1.0-2.0μm的颗粒数与总大肠菌群的数量进行相关分析，发现二者之间呈现正相关，相关系数为0.78，以T表示总大肠菌群的计数值，以M表示粒径范围为1.0-2.0μm的颗粒数，利用SPSS软件得到二者的函数关系为：

T＝10^{0.001M+1.6543}

3)利用上述公式，由粒径范围为1.0-2.0μm的颗粒数推算出水中总大肠菌群的数量。