工業循環水中微生物的檢測分析

高筱薇

摘要：工業循環水中含有大量微生物，微生物附著在管壁上生長，會造成嚴重腐蝕，同時，微生物還會在水循環過程中聚積水中的泥沙，造成水管堵塞，影響工業水的正常循環過程，因此，必須實行簡單有效的方法檢測工業循環水中的微生物，增長循環系統的使用壽命。本文對工業循環水中微生物的檢測方法進行分析，試提出控制微生物的辦法。

關鍵詞：工業循環水;微生物;檢測方法

引言：微生物種類繁多、危害性大，是造成工業水循環系統出現故障的主要原因之一。為了保障工業循環水正常流通，必須選擇科學合理的控制方法，消除微生物的危害。然而，不同種類微生物的控制方法不盡相同，這便需要從源頭抓起，通過多樣化的檢測手段來明確工業循環水中的微生物種類，從而選取最合適的控制手段。

一、工業循環水現狀

我國作為工業大國，工業用水效率一直處于較低水準。世紀初，我國每萬元工業增長值需用水330立方米，同比與世界其他工業國家，是美國的22倍，是日本的18倍。經過多點的改革，與工業節水“十五”規劃的落實，目前我國萬元工業增長值用水量正呈現逐年下降的趨勢，水循環效率也在連年上漲，于10年達到96%之后仍在逐步增加。“十五”規劃有效提高了工業循環水的利用率，為節約水資源做出了巨大的貢獻。但工業循環水中微生物含量較高，如果不妥善處理，會對整個循環系統造成侵害，進而帶來不小的經濟損失。因此，很多組織將工作重心轉移到工業循環水微生物檢測上來，以盡量降低微生物的危害。

二、微生物種類

工業循環水中微生物種類繁多，細菌、真菌以及藻類都有很多種

（一）細菌

工業循環水中比較常見的細菌有鐵細菌、硫酸鹽還原菌等，都屬于假單胞菌和氣桿菌。由于工業循環水在處理過程中會加入含磷的水質穩定劑，在工業水循環過程中還會混入空氣灰塵，也會帶來一定的蛋白質和碳水化合物，這些因素給細菌繁殖生長提供了優越的環境。

（二）真菌

工業循環水中常見的真菌有半知菌類和擔子菌類，上述提到的循環水中含有的細菌生長的營養物質同樣適合真菌生長，而且循環水管道中相對密閉且沒有光照也給真菌生長提供了便利條件。

（三）藻類

工業循環水中的常伴有藍藻、綠藻和硅藻，藻類生長主要會聚集大量的淤泥，嚴重時會造成管道堵塞，所以在控制循環水中微生物含量時也要重點關注藻類的檢測與控制[1]。

三、工業循環水中微生物檢測方法

（一）傳統實驗室檢測法

1.實驗材料

針對循環水管道中的鐵細菌、硫化細菌及霉菌等，傳統實驗室檢測法首先需要提取循環水樣品以及管道壁附著的泥沙和其他雜質。取樣后無菌保存，避免實驗前材料受到其他雜菌的影響從而使得實驗結果存在較大偏差。

2.實驗方法

傳統實驗室檢測法首先需要制備培養基，不同微生物檢測時制作的培養基不同：鐵細菌需要配置檸檬酸鐵銨培養基，其中需要硫酸銨0.5克，硝酸鈉0.5克，磷酸氫鉀0.5克，氯化鈣0.2克，7水合硫酸鎂0.5克，檸檬酸鐵銨10克，蒸餾水1升，并將酸堿度調配至6.7，分裝至150毫升的試管中，每支試管裝5毫升，并在121℃的高溫下滅菌15分鐘;硫化細菌需要配置硫代硫酸鈉培養基，其中需要硫酸鈉5克，碳酸氫鈉1克，氯化銨0.1克，磷酸氫二鈉0.2克，6水合氯化鎂0.1克，蒸餾水1升，并將酸堿度調配至6.1，分裝于試管中，與檸檬酸鐵銨培養基選取相同的高溫滅菌方法。另外，還要調配氯化鋇試劑，具體操作是將1克氯化鋇溶解至100毫升蒸餾水中，并放入棕色瓶內保存[2]。

制備好培養基和試劑之后開始檢測試驗，首先需要將取得的水樣按10倍稀釋法做五個連續稀釋度的稀釋操做;其次，將稀釋液分別放入檸檬酸鐵銨培養基和硫代硫酸鈉培養基中，每一種稀釋度的樣品取1毫升接種四支試管，在30℃恒溫環境中培養十四天;最后，經過十四天的生長，觀察試管培養基中發生的變化來判斷是否有對應的細菌。例如，如果檸檬酸鐵銨培養基中出現黑褐色沉淀，則表明水樣中存在鐵細菌，如果在硫代硫酸鈉培養基中滴加氯化鋇溶液后，試管內出現白色沉淀，說明培養基中有硫酸根離子的存在，亦可證明水樣中有硫化細菌。

3.檢測方法評論

實驗室檢測法是利用水樣中各類細菌的分子組成，通過檢測培養基中對應離子的存在來判斷水樣或者泥沙中是否有細菌。另外，對于水樣中真菌的檢測可以采用平皿培養法，取1毫升水樣稀釋液倒入察氏培養基，在27℃的恒溫環境中培養7天，便可以在培養皿中看到明顯的菌落，通過顯微鏡觀察并與真菌圖譜的對比來確定樣品中的真菌種類。但通過分析發現，傳統的實驗室檢測方法都需要提取水樣在培養基中培養觀察，培養過程十分耗費時間，待確定細菌、真菌類型之后，這些微生物已經對循環水設備造成了一定程度的侵蝕，所以，為了最大化降低損失，還需要更加先進、效率更高的檢測手段。

（二）ATP生物熒光檢測法

ATP生物熒光檢測技術是近年來針對循環水中微生物含量復雜、傳統檢測方法耗時耗力而研制出的新型檢測方法，此種方法具有效率高，檢測準確等特點，有助于及時確定循環水中的微生物種類及含量，并采取對應的滅菌殺毒操作。

1.檢測原理

ATP檢測法分為物理檢測法、化學檢測法以及酶檢測法三種，其中，酶檢測法憑借其操作的簡便性與反應靈敏性，成為工業循環水微生物檢測中最為常用的檢測方法。酶檢測法可以利用還原性輔酶A的NADH法以及熒光素酶法。其原理在于熒光素酶與鎂離子會催化熒光素產生腺苷酸，腺苷酸在空氣中發生氧化還原反應后會產生激發態的氧化熒光素以及單磷酸腺苷，而激發態的氧化熒光素會逐漸回到基態，這個過程中會發出生物熒光，并且生物熒光產生的多少與ATP含量成正比，通過生物熒光即可判斷樣品中的微生物含量。其化學反應原理如下：

2.實驗過程

在進行檢測之前，需要利用標準試劑來校準熒光素酶試劑，通過對比校準所得的RLU值和實際ATP濃度，來保證熒光素酶的活性可以達到實驗標準。經過校準之后，提取50毫升循環水樣，并用0.45微米的濾頭過濾，可以將水樣中的微生物全部阻擋在濾膜上，然后在濾膜上滴加1毫升裂解液，促進微生物細胞破裂，加速釋放ATP。之后，在濾膜上滴加萃取液來提取ATP。提取出來的ATP溶液需要再加入熒光素酶，催化其發光，最后再測定溶液的發光度就可以知道水樣中微生物的含量了[3]。

3.實驗結果討論

ATP檢測法可以快速檢測出水樣中微生物的含量，更加及時有效，一般經過幾分鐘的實驗過程便可以確定含量，而且檢測結果的標準差一般小于0.156，可見，實驗精度很高。并且，實驗所需的器具和材料都比較少，不會受到實驗室的限制，就地取樣后便可以直接檢測，可以完美適應情況復雜的水循環設備以及管道不同地點的微生物含量測定。為控制工業循環水中微生物含量，只測定一處微生物含量是不夠客觀和科學的，根據管道構成情況不同，以及管道過水量和沉積量不同，微生物含量會有很大差異，流動性較大的管道內微生物含量較少，如果測定出的含量未達到治理指標，從而整體推延治理方案的實行，很可能留下隱患。故此，需要對工業水循環系統中具有代表性的管道進行測量，分析不同地點微生物的含量，綜合考察循環水中微生物的整體含量，從而選取更加合適的控制措施。

總結：工業循環水中含有大量微生物，如果不及時處理，很可能造成嚴重的后果。根據水循環系統的實際情況，選取合適的檢測方法：傳統實驗室檢測法雖然效率較低，但可以明確微生物的種類以及數量、ATP生物熒光檢測法更有效率，且適應性很強。通過科學合理的檢測方法來確定循環水中微生物的含量，進而采取相應的控制手段，最大程度地減少微生物對工業水循環系統的侵蝕。

參考文獻：

[1]翟繼衛，宋亞佩，姚丹.ATP生物熒光檢測法在GICU環境物體表面清潔消毒效果評價中的應用[J].首都食品與醫藥，2019，26（19）：100-101.

[2]邸學倩.水質微生物檢測結果的影響因素及控制要點分析[J].科學技術創新，2020（12）：87-88.

[3]齊冬子.大化肥廠循環冷卻水微生物的監測與控制工作[J].工業水處理，2019（01）：16-22.