CN102660628A - 一种测定再生水生物稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种测定再生水生物稳定性的方法，包括如下步骤：步骤1：制作标准曲线，具体方法为：1)乙酸碳标准溶液的配制；2)接种测试菌种；3)细菌浓度测定；4)线性拟合；步骤2：测定再生水样AOC浓度，具体方法为：1)准备待测水样；2)接种测试菌种；3)细菌浓度测定；4)计算AOC浓度；本发明利用从再生水中筛选的菌种，建立了一种更适用于再生水的生物可同化有机碳测定方法，解决了现有来源于饮用水及其水源水的测试菌种不能或难以在再生水中生长，导致再生水测定结果远低于实际浓度的难题，同时降低了测定所需的时间，从原来的6～9天缩短到4天，操作器具简单易得，成本低廉，易于实现，能够应用于再生水水质生物稳定性的评价。

Description

一种测定再生水生物稳定性的方法
技术领域
本发明属于水质分析技术领域，具体涉及一种测定再生水生物稳定性的方法。
背景技术
我国水资源短缺日益加剧，再生水已成为缺水城市重要的水资源。随着再生水处理技术与工艺的不断发展，再生水厂出水水质能满足工业利用、景观利用、城市杂用等多方面的用水要求。然而，在输配与利用的过程中，再生水的水质有可能会发生一定程度的劣化。其中，微生物生长是再生水水质劣化最为关注的问题之一，可导致浊度、嗅味等物理感官指标的上升，同时在人体暴露过程中产生潜在的健康风险。此外，在输配管网及工业冷却等系统中，微生物在管壁附着生长形成生物膜，可造成管道的腐蚀和堵塞等问题，具有很大的危害。因此，对再生水输配与利用过程中微生物生长进行控制是非常必要的。
去除水中支持微生物生长的有机物是保障水质生物稳定性的关键手段。生物可同化有机碳(AOC)是评价水质生物稳定性的重要指标。在饮用水领域，目前国内外广泛采用的AOC测定方法是以荷兰van der Kooij教授1982年提出的方法为基础(Journal of American Water Works Association，74卷10期，540-545页)，通过测定模式细菌Pseudomonas fluorescens P17和Spirillum sp.NOX在水样中的最大生物量来换算得到AOC浓度。与饮用水相比，再生水水质差异较大，有机物组成及浓度水平均不同，来源于饮用水及其水源水的测试菌种不能或难以在再生水中生长，测定结果远低于实际浓度，使得测定结果不能准确表征再生水水质生物稳定性。另外，以上方法的测定时间较长，一般为6～9天，实验效率不高。因此需要开发适于再生水水质条件的AOC测定新方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种测定再生水生物稳定性的方法，能够应用于再生水水质生物稳定性的评价，具有易于实现、成本低廉的特点。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种测定再生水生物稳定性的方法，包括如下步骤：
步骤1：制作标准曲线，具体步骤如下：
1)乙酸碳标准溶液的配制：以乙酸钠作为标准物质，将预设量的乙酸钠溶于磷酸盐缓冲液中，配制乙酸碳浓度范围为100～8000μg/L的标准溶液N种，N为大于2的整数，配制好的标准溶液用0.2μm滤膜过滤除菌；
2)接种测试菌种：首先在50mL具塞锥形瓶中分别加入30～40mL的所述N种标准溶液的一种，分别接种ZJ2和G3菌，接种浓度为104CFU/mL，两种菌种各做N/个平行样，N/为大于2的整数，然后将接种后的标准溶液培养在温度为22～25℃培养箱中静置黑暗培养3天，培养至细菌生长稳定期；
3)细菌浓度测定：对步骤1中2)接种后的标准溶液中的浓度进行测定，采用平板计数法，平板培养基为营养琼脂，培养温度为25℃，培养时间为1天；
4)计算产率系数：将不同乙酸碳浓度下的细菌浓度进行线性拟合，得到标准曲线，取标准曲线的斜率即为产率系数；
步骤2：测定再生水样AOC浓度，具体步骤如下：
1)准备待测水样：首先用0.2μm滤膜过滤水样，然后根据需要将其pH值调节为6～8，得到待测水样，同时取磷酸盐缓冲液作为空白对照样，将空白对照样同样用0.2μm滤膜进行过滤；
2)接种测试菌种：首先在50mL具塞锥形瓶中分别加入30～40mL的所述待测水样和空白对照样，在待测水样和空白对照样中分别接种ZJ2和G3菌，接种浓度为104CFU/mL，两种菌种各做M/个平行样，M/为大于2的整数，然后将接种后的水样培养在温度为22～25℃培养箱中静置黑暗培养3天，培养至细菌生长稳定期；
3)细菌浓度测定：对步骤2中2)接种后的水样中的浓度进行测定，采用平板计数法，平板培养基为营养琼脂，培养温度为25℃，培养时间为1天；
4)计算AOC浓度：用步骤2中3)测定的细菌浓度减去空白对照样的细菌浓度，再除以步骤1中4)得到的产率系数，即可得到AOC值，分别计算待测水样利用ZJ2、G3菌测得的AOC值，选取二者较大者作为水样的AOC浓度。
所述测试菌种ZJ2和G3为本专利发明者从再生水中新分离得到的Stenotrophomonas sp.ZJ2和Pseudomonas saponiphila G3，于2012年2月28日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号分别为CGMCC No.5813和CGMCC No.5814，该保藏单位的地址是：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所。
所述磷酸盐缓冲液的组成为K2HPO4 7mg/L、KH2PO4 3mg/L、MgSO4·7H2O 0.1mg/L、(NH4)2SO4 1mg/L、NaCl 0.1mg/L、FeSO4·7H2O 1.8μg/L。
本发明的有益效果是建立了一种更适用于再生水的生物可同化有机碳测定方法，解决了现有来源于饮用水及其水源水的测试菌种不能或难以在再生水中生长，导致再生水生物可同化有机碳测定结果远低于实际浓度的难题，同时降低了测定所需的时间，从原来的6～9天缩短到4天，操作中所用的设备、器皿、药品等均简单易得，成本低廉，易于实现，能够应用于再生水水质生物稳定性的评价。
附图说明
图1是测定两株菌种产率系数的标准曲线。
图2是利用不同测试菌种对深度处理再生水样AOC测定结果的比较。
图3是利用不同测试菌种对二级处理再生水样AOC测定结果的比较。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种测定再生水生物稳定性的方法，包括如下步骤：
步骤1：制作标准曲线，具体方法如下：
将6.83mg的无水乙酸钠溶解于1L的磷酸盐缓冲液中，配制成乙酸碳浓度为2000mg/L的溶液，然后将其用磷酸盐缓冲液稀释，分别得到乙酸碳浓度为100、500、1000、3000、5000、8000μg/L的标准溶液。其中磷酸盐缓冲液的组成为K2HPO4 7mg/L、KH2PO43mg/L、MgSO4·7H2O 0.1mg/L、(NH4)2SO41mg/L、NaCl 0.1mg/L、FeSO4·7H2O 1.8μg/L，将配制好的标准溶液用0.2μm亲水性聚醚砜滤膜过滤除菌；在50mL具塞锥形瓶中分别加入30mL溶液，分别接种ZJ2和G3菌，两种菌种各做3个平行样，接种浓度为104CFU/mL；接种后于25℃生化培养箱中静置黑暗培养，培养3天后细菌生长可进入稳定期，对标准溶液中的细菌浓度进行平板测定，平板培养基为营养琼脂，于25℃培养箱中培养1天即可计数。将不同乙酸碳浓度下的细菌浓度对其进行线性拟合，得到标准曲线如图1所示，取标线的斜率即为产率系数，ZJ2菌为3.87×106CFU/μg乙酸碳，G3菌为3.12×106CFU/μg乙酸碳。
步骤2：取北京市清河再生水厂深度处理出水，对其AOC浓度进行测定，具体步骤如下：首先将水样用0.2μm亲水性聚醚砜滤膜过滤，除去悬浮性物质及微生物，得到待测水样，测定其DOC为7.03mg/L，pH值为7.7，不需进行调节。在50mL具塞锥形瓶中加入30mL水样，同时准备磷酸盐缓冲液作为空白对照，将空白对照样同样用0.2μm亲水性聚醚砜滤膜过滤，在待测水样和空白对照样中分别接种ZJ2和G3菌，两种菌种各做3个平行样，接种浓度为104CFU/mL；接种后的水样于25℃生化培养箱中静置黑暗培养3天，平板计数测定其细菌浓度，测定方法同标准溶液。将测得的水样中的细菌浓度减去空白对照的细菌浓度，再除以步骤1得到的产率系数，即可得到AOC值。利用本方法及利用P17、NOX的AOC测定结果如图2所示，可见该再生水样采用ZJ2和G3菌测定的AOC值分别比原方法得结果高了163％和92％，本发明的方法适用于深度处理再生水AOC的测定。
实施例2
本实施例一种测定再生水生物稳定性的方法，包括如下步骤：
步骤1：制作标准曲线，同实施例1制作标准曲线，测定产率系数。
步骤2：取北京市肖家河污水处理厂二级处理出水，对其AOC浓度进行测定，具体步骤如下：首先将水样用0.2μm亲水性聚醚砜滤膜过滤，除去悬浮性物质及微生物。测定其DOC为24.4mg/L，pH值为8.5，调节pH为6～8。在50mL具塞锥形瓶中加入30mL水样，同时准备磷酸盐缓冲液作为空白对照，将空白对照样同样用0.2μm亲水性聚醚砜滤膜过滤，在待测水样和空白对照样中分别接种ZJ2和G3菌，两种菌种各做3个平行样，接种浓度为104CFU/mL。接种后的水样于22℃生化培养箱中静置黑暗培养3天，平板计数测定其细菌浓度，测定方法同实施例1。将测得的水样中的细菌浓度减去空白对照的细菌浓度，再除以步骤1得到的产率系数，即可得到AOC值。利用本方法及利用P17、NOX的AOC测定结果如图3所示，可见该再生水样采用ZJ2和G3菌测定的AOC值分别比原方法得结果高了248％和385％，本发明的方法适用于二级处理再生水AOC的测定。

Claims (3)

1.一种测定再生水生物稳定性的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：制作标准曲线，具体步骤如下：
1)乙酸碳标准溶液的配制：以乙酸钠作为标准物质，将预设量的乙酸钠溶于磷酸盐缓冲液中，配制乙酸碳浓度范围为100～8000μg/L的标准溶液N种，N为大于2的整数，配制好的标准溶液用0.2μm滤膜过滤除菌；
2)接种测试菌种：首先在50mL具塞锥形瓶中分别加入30～40mL的所述N种标准溶液的一种，分别接种ZJ2和G3菌，接种浓度为104CFU/mL，两种菌种各做N/个平行样，N/为大于2的整数，然后将接种后的标准溶液培养在温度为22～25℃培养箱中静置黑暗培养3天，培养至细菌生长稳定期；
3)细菌浓度测定：对步骤1中2)接种后的标准溶液中的浓度进行测定，采用平板计数法，平板培养基为营养琼脂，培养温度为25℃，培养时间为1天；
4)计算产率系数：将不同乙酸碳浓度下的细菌浓度进行线性拟合，得到标准曲线，取标准曲线的斜率即为产率系数；
步骤2：测定再生水样AOC浓度，具体步骤如下：
1)准备待测水样：首先用0.2μm滤膜过滤水样，然后根据需要将其pH值调节为6～8，得到待测水样，同时取磷酸盐缓冲液作为空白对照样，将空白对照样同样用0.2μm滤膜进行过滤；
2)接种测试菌种：首先在50mL具塞锥形瓶中分别加入30～40mL的所述待测水样和空白对照样，在待测水样和空白对照样中分别接种ZJ2和G3菌，接种浓度为104CFU/mL，两种菌种各做M/个平行样，M/为大于2的整数，然后将接种后的水样培养在温度为22～25℃培养箱中静置黑暗培养3天，培养至细菌生长稳定期；
3)细菌浓度测定：对步骤2中2)接种后的水样中的浓度进行测定，采用平板计数法，平板培养基为营养琼脂，培养温度为25℃，培养时间为1天；
4)计算AOC浓度：用步骤2中3)测定的细菌浓度减去空白对照样的细菌浓度，再除以步骤1中4)得到的产率系数，即可得到AOC值，分别计算待测水样利用ZJ2、G3菌测得的AOC值，选取二者较大者作为水样的AOC浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述测试菌种ZJ2和G3为本专利申请人从再生水中新分离得到的Stenotrophomonas sp.ZJ2和Pseudomonas saponiphila G3，于2012年2月28日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号分别为CGMCC No.5813和CGMCCNo.5814，该保藏单位的地址是：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述磷酸盐缓冲液的组成为K2HPO47mg/L、KH2PO43mg/L、MgSO4·7H2O 0.1mg/L、(NH4)2SO41mg/L、NaCl 0.1mg/L、FeSO4·7H2O 1.8μg/L。
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