水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的常用微生物檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)策略研究

李冰

蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境執(zhí)法大隊(duì)(蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境執(zhí)法局，蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站)，中國(guó)·江蘇 蘇州 215021

1 引言

由于在過(guò)往的社會(huì)生產(chǎn)中未重視水環(huán)境的保護(hù)工作，導(dǎo)致其污染問(wèn)題日益突出，直接威脅著人類(lèi)的生存環(huán)境和生命健康。例如，水中的重金屬不能被水體的自凈能力所消除，重金屬元素就會(huì)在食物鏈中富集和傳遞。利用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，以提升環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析工作的效率與質(zhì)量，是改善水質(zhì)環(huán)境的重要渠道。相較于其他檢測(cè)技術(shù)而言，微生物檢測(cè)技術(shù)在靈敏度、檢測(cè)效率和適用性等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，消除了傳統(tǒng)物理和化學(xué)檢測(cè)方法的弊端。對(duì)于相關(guān)區(qū)域水質(zhì)環(huán)境歷史狀況、當(dāng)前狀況的反映更加真實(shí)，而且能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)估，滿足環(huán)境治理的相關(guān)要求。因此，應(yīng)該構(gòu)建完善的質(zhì)量控制體系，提高技術(shù)操作的規(guī)范性。

2 水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的常用微生物檢測(cè)技術(shù)

2.1 PCR 技術(shù)

PCR 技術(shù)即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是對(duì)DNA 復(fù)制過(guò)程的模擬，已經(jīng)成為水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的常用分子生物學(xué)技術(shù)。運(yùn)用PCR 技術(shù)不但能夠提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)的效率，而且能夠保障微生物檢測(cè)的精確性，防止出現(xiàn)較大的誤差，尤其是針對(duì)水質(zhì)環(huán)境中的病原微生物，可以運(yùn)用該技術(shù)加以快速識(shí)別[1]。

2.2 生物傳感器技術(shù)

在固化生物體內(nèi)的功能時(shí)，生物傳感器技術(shù)可以發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)微生物表面特性的提取實(shí)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)。在微生物含量和類(lèi)型的識(shí)別中，該技術(shù)的應(yīng)用效果較好。借助于微生物傳感器（如圖1所示），能夠通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管、氧電極和壓電晶體等理化換能器獲得更加精確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換部分和分子識(shí)別部分是生物傳感器的主要構(gòu)成要素，融合了現(xiàn)代傳感技術(shù)和微電子等技術(shù)。

圖1 生物傳感器

3 水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中微生物檢測(cè)技術(shù)的質(zhì)量控制策略

3.1 樣品采集

樣品采集的質(zhì)量效果會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和評(píng)價(jià)等造成直接影響，因此在工作中應(yīng)該予以高度重視。應(yīng)該對(duì)無(wú)菌采樣容器的質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè)，根據(jù)水體特征編制采樣方案，防止隨著時(shí)間的推移而發(fā)生較大的變動(dòng)。對(duì)取水點(diǎn)的位置進(jìn)行確定，使樣品能夠真實(shí)反映該區(qū)域的水質(zhì)狀況，在樣品采集時(shí)應(yīng)該考慮時(shí)間和空間因素的影響，在湖泊、水庫(kù)和河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，采集樣品時(shí)可以將采樣瓶插入水中，與水面的距離控制在10～15cm 之間。如果是針對(duì)水龍頭中的水樣進(jìn)行采集，那么放水時(shí)間應(yīng)該在3～5min 左右，同時(shí)在水龍頭消毒處理過(guò)程中可以采用70%～75%的酒精，也可以灼燒3min[2]。消毒完成后放水1min 采集水樣，這樣可以最大限度保障水樣的可靠性。根據(jù)采樣瓶的容量大小確定采樣量，通常在80%左右，防止對(duì)采樣瓶造成污染。注重對(duì)水樣的及時(shí)保存，防止出現(xiàn)微生物快速繁殖的現(xiàn)象，可以采用冷藏箱進(jìn)行運(yùn)輸，確保在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)時(shí)能夠保持水樣的原狀。在運(yùn)輸中還應(yīng)該做好固定處理措施，防止出現(xiàn)溢出或者傾灑等現(xiàn)象。

3.2 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)

3.2.1 設(shè)備控制

實(shí)驗(yàn)設(shè)備是決定實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)成效的關(guān)鍵因素，因此應(yīng)該確保各類(lèi)設(shè)備性能的可靠性，并對(duì)操作過(guò)程予以規(guī)范。在使用溫度計(jì)量?jī)x器時(shí)應(yīng)該提前做好校對(duì)工作，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差，對(duì)冷凍箱、培養(yǎng)箱、干燥箱和冰箱等進(jìn)行針對(duì)性維護(hù)與保管，使操作溫度符合實(shí)驗(yàn)要求[3]。根據(jù)操作規(guī)范使用天平，并采取定期檢定的方式以確保測(cè)量的精確性。在對(duì)pH計(jì)進(jìn)行校對(duì)時(shí)可以使用pH4.0 和pH7.0 的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，使用蒸餾水作為分析用水，在微生物檢測(cè)中杜絕使用滲透水。為了檢測(cè)電熱滅菌箱的性能，可以使用孢子懸浮液，能夠獲得160℃～180℃的操作溫度[4]。做好標(biāo)記處理，為滅菌器皿的使用提供便捷。為了使高壓滅菌器獲得良好的滅菌效果，應(yīng)該使用孢子懸浮液進(jìn)行檢測(cè)，合理控制氣壓和溫度等條件。規(guī)范膜濾裝置的組裝過(guò)程，對(duì)滲漏情況進(jìn)行檢查，在使用后應(yīng)該清洗干凈，方便下次使用。紫外燈可以通過(guò)紫外光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，使其性能滿足實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作標(biāo)準(zhǔn)。控制室溫在16℃～27℃之間，保持培養(yǎng)箱的良好工作狀態(tài)。對(duì)玻璃器具的完整性進(jìn)行全面檢查，防止出現(xiàn)破損情況，同時(shí)保障玻璃器具清洗干凈。在應(yīng)用洗滌劑時(shí)，可以借助溴麝香草酚蘭進(jìn)行檢測(cè)，保障良好的性能特點(diǎn)。

3.2.2 環(huán)境控制

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境也是影響檢測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵，因此應(yīng)該加強(qiáng)針對(duì)性控制，在做好通風(fēng)的情況下，也要避免灰塵進(jìn)入對(duì)儀器設(shè)備、樣品等造成影響。通常通過(guò)空調(diào)控制室內(nèi)的溫度和濕度等，有利于改善培養(yǎng)箱的使用性能，防止外界環(huán)境變化過(guò)大對(duì)檢測(cè)造成干擾。在地面上做好防滲處理，滿足無(wú)菌操作要求，使工作臺(tái)保持平整性，提高工作臺(tái)面材料的抗腐蝕性[5]。在對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以運(yùn)用RODAC 平皿和細(xì)菌密度平皿等，獲得清潔的空氣環(huán)境。在對(duì)菌落的總數(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該搖勻水樣，同時(shí)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基的應(yīng)用，消除其中的片狀菌落。

3.3 結(jié)果評(píng)價(jià)

在結(jié)果評(píng)價(jià)中，應(yīng)該對(duì)操作方法進(jìn)行嚴(yán)格把控，選擇15個(gè)陽(yáng)性水樣開(kāi)展雙樣分析，對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)和對(duì)數(shù)的叉乘進(jìn)行計(jì)算。在雙樣分析中選擇10%的例行水樣，應(yīng)該將差值控制在平均值的3.27 倍以內(nèi)[6]。如果差值過(guò)大，則應(yīng)該明確操作中的原因并予以改進(jìn)，獲得更加精確的數(shù)值。無(wú)菌檢查也是該階段的重點(diǎn)內(nèi)容，主要是針對(duì)沖洗用水、培養(yǎng)基、玻璃器皿、濾膜和稀釋水等進(jìn)行檢測(cè)，防止雜菌對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾。在多人操作的環(huán)境下，還應(yīng)該給實(shí)施平行分析，以保障各項(xiàng)操作的規(guī)范性。

4 結(jié)語(yǔ)

PCR 技術(shù)和生物傳感器技術(shù)是水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中常用的微生物檢測(cè)技術(shù)，能夠有效提高檢測(cè)的效率和精確度，真實(shí)、全面的反映當(dāng)?shù)厮|(zhì)狀況，為污染治理提供依據(jù)。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該針對(duì)樣品采集、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和結(jié)果評(píng)價(jià)等各個(gè)流程予以控制，防止操作不當(dāng)引起較大的誤差，從而通過(guò)量化的方式反映水污染程度，改善水質(zhì)環(huán)境狀況，為人們創(chuàng)造良好的生存空間。