微生物檢測技術(shù)在生活飲用水檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究

◎ 舒高林

（北京市昌平區(qū)疾病預(yù)防控制中心，北京 102200）

在當(dāng)代社會(huì)中，生活飲用水的質(zhì)量是人們關(guān)注的重要問題之一。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，水源受到了越來越多的污染，微生物污染成為其中一個(gè)主要問題。被微生物污染的飲用水，會(huì)對人體健康帶來嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。因此，了解和應(yīng)用有效的微生物檢測技術(shù)，可以保證生活飲用水的安全性和衛(wèi)生性。

1 生活飲用水微生物檢驗(yàn)概述

生活飲用水微生物檢驗(yàn)是指對生活飲用水中的微生物進(jìn)行檢測和分析，以評估水質(zhì)的衛(wèi)生狀況是否符合標(biāo)準(zhǔn)[1]。生活飲用水微生物檢驗(yàn)是確保飲用水衛(wèi)生安全的重要環(huán)節(jié)，其主要通過使用不同的技術(shù)和方法，對微生物污染進(jìn)行監(jiān)測和評估。

生活飲用水微生物檢驗(yàn)的目的是保證飲用水的衛(wèi)生安全，保護(hù)公眾健康。通過定期的微生物檢驗(yàn)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制潛在的微生物污染問題，預(yù)防水源受到嚴(yán)重污染并引發(fā)疾病傳播。此外，微生物檢驗(yàn)還可以評估水處理過程的效果，為水源質(zhì)量的進(jìn)一步改善提供重要的參考依據(jù)。

微生物檢驗(yàn)中，常見的目標(biāo)微生物包括細(xì)菌、真菌和病毒等[2]。常見的微生物指標(biāo)包括菌落總數(shù)、腸道致病菌（如大腸桿菌）、耐熱大腸菌群、腸球菌、產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌、沙門氏菌和霍亂弧菌、諾如病毒等。通過監(jiān)測這些微生物指標(biāo)，可以判斷飲用水是否受到了人類或溫血?jiǎng)游锛S便污染，以及其他微生物來源的影響[3]。

2 微生物檢測技術(shù)在生活飲用水檢驗(yàn)中的價(jià)值

（1）微生物檢測技術(shù)能夠提供準(zhǔn)確的水質(zhì)評估。微生物檢測技術(shù)能夠快速而準(zhǔn)確地檢測和鑒定水樣中的微生物，包括細(xì)菌、病毒等。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法需要較長的時(shí)間和較多的人力物力成本，而且檢測結(jié)果也不一定具備準(zhǔn)確性，存在人為誤差。因此，微生物檢測技術(shù)作為一種更有效、更科學(xué)的水質(zhì)評估方法，不僅可以準(zhǔn)確識(shí)別各種微生物，確定其種類和數(shù)量，還能追溯污染源，幫助人們更好地了解水質(zhì)的實(shí)際情況，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決水污染隱患，減少相關(guān)疾病的發(fā)生，保障人們的健康和安全。

（2）微生物檢測技術(shù)能夠保障飲用水的健康安全。微生物污染是飲用水相關(guān)疾病暴發(fā)的主要原因之一。通過將微生物檢測技術(shù)應(yīng)用于飲用水領(lǐng)域，可以有效地監(jiān)測和評估水源地、水處理過程和供水管網(wǎng)中的微生物污染情況。通過對水樣中微生物的檢測和分析，能夠快速準(zhǔn)確地確定水質(zhì)是否符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。這種及時(shí)性的檢測和反饋機(jī)制有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在的飲用水污染問題，并采取相應(yīng)的措施加以解決，防止人們因飲用受污染水源而引發(fā)消化道感染、呼吸道感染、皮膚感染等疾病，對于保障公眾健康至關(guān)重要。

（3）微生物檢測技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和衛(wèi)生管理方面發(fā)揮著重要作用。微生物檢測技術(shù)可以用于監(jiān)測和評估環(huán)境中的水源情況，通過了解水源中微生物的存在狀況，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理污染源，保護(hù)水資源環(huán)境的安全性。此外，微生物檢測技術(shù)還可以應(yīng)用于衛(wèi)生管理，例如，在酒店供水系統(tǒng)檢測中使用，以確保公共場所的衛(wèi)生安全[4-5]。

3 檢測方法

3.1 多管發(fā)酵法

多管發(fā)酵法是根據(jù)大腸菌群能發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的特征，檢測水樣中大腸菌群的方法。多管發(fā)酵法具有以下優(yōu)點(diǎn)：①靈敏度高。多管發(fā)酵法能夠檢測出低濃度的目標(biāo)微生物，對微量的目標(biāo)微生物具有較高的靈敏性。②相對簡單。操作流程相對簡單，不需要過多的復(fù)雜設(shè)備和技術(shù)支持。③成本低廉。其所需的實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備成本較低，實(shí)驗(yàn)資源有限時(shí)表現(xiàn)突出。

然而，多管發(fā)酵法也有以下缺點(diǎn)：①時(shí)間較長。多管發(fā)酵法需要一定的培養(yǎng)時(shí)間，通常需要數(shù)天到數(shù)周的時(shí)間才能得到結(jié)果。②可靠性易受影響。結(jié)果可能受到微生物菌株的選擇、培養(yǎng)條件等因素影響，導(dǎo)致結(jié)果的可靠性有所波動(dòng)。

以檢測飲用水樣品中耐熱大腸桿菌群為例，通常需要采取以下步驟。①從總大腸菌群的乳糖發(fā)酵試驗(yàn)中選擇陽性管，取1 滴轉(zhuǎn)種于可以促進(jìn)耐熱大腸菌群生長的含有乳糖的EC 培養(yǎng)基中。②將含有轉(zhuǎn)種菌液的EC 試管放置于44.5 ℃的水浴箱中培養(yǎng)（24±2）h。③觀察試管變化，如果所有試管均不產(chǎn)生氣體，則可以報(bào)告為陰性，即未檢測到耐熱大腸菌群；如果有產(chǎn)氣的試管存在，則需進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)。④對于產(chǎn)氣的試管，將其中的轉(zhuǎn)種液接種于伊紅美藍(lán)瓊脂平板上，再次置于44.5 ℃下培養(yǎng)18～24 h。⑤經(jīng)過培養(yǎng)后，如果平板上出現(xiàn)了金屬光澤或者紫色的群落，則可以確認(rèn)該樣品中存在耐熱大腸菌群，并報(bào)告為陽性結(jié)果。

3.2 濾膜法

濾膜法可通過微孔濾膜過濾、分離待檢測樣品，并對濾膜上的微生物進(jìn)行定量分析。該方法可借助于濾膜的孔徑進(jìn)行精確分離，得到含有總大腸菌群的濾膜，并進(jìn)一步分析確定微生物的含量。

濾膜法有以下優(yōu)點(diǎn)：①高精度。濾膜法能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)物質(zhì)的精確分離和定量分析，因此具有較高的準(zhǔn)確性。通過選擇合適的濾膜孔徑，可以對待測樣品中的總大腸菌群進(jìn)行有效篩選，從而提供可靠的分析結(jié)果。②可靠性強(qiáng)。濾膜法具有較好的重復(fù)性和可再現(xiàn)性，同時(shí)，濾膜還可以保存一定時(shí)間，便于后續(xù)分析和確認(rèn)。③操作簡單。操作流程簡單，只需準(zhǔn)備好濾膜、培養(yǎng)基，按照指定操作步驟進(jìn)行操作即可[6]。

濾膜法缺點(diǎn)如下：①操作復(fù)雜。濾膜法需要精確的操作技術(shù)和專業(yè)的設(shè)備支持，相對比較復(fù)雜。正確地選擇和安裝濾膜、控制樣品過濾速度等步驟，都需要較高的操作技術(shù)水平，因此，對于操作人員的要求較高。②耗時(shí)較長。樣品的過濾和后續(xù)處理需要一定的時(shí)間，同時(shí)需要進(jìn)行多個(gè)步驟。因此，相對于其他快速分析方法，濾膜法可能需要更長的時(shí)間。

以檢測水樣中的總大腸菌群為例，濾膜法通常需要采取以下步驟。①在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前需要收集飲用水樣品，并確保樣品具有代表性。②使用0.45 μm 孔徑大小的滅菌濾膜進(jìn)行過濾水樣，使總大腸桿菌群能夠被截留在滅菌濾膜上。③將濾膜緊貼在品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基上，總大腸菌群培養(yǎng)適宜溫度為37 ℃，為保證菌群的生長，需要放入恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)至少24 h。④挑選紫紅色具有金屬光澤的菌落進(jìn)行革蘭氏染色和鏡檢，若結(jié)束后產(chǎn)氣，則判為總大腸菌群陽性。之后再根據(jù)濾膜上生長的總大腸菌群數(shù)量，結(jié)合初始水樣的體積，計(jì)算出每100 mL 水樣中的總大腸菌群數(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)告。

3.3 酶底物法

酶底物法是一種通過酶與其底物之間的特異性反應(yīng)檢測大腸埃希氏菌存在的方法[7-8]。酶底物法的優(yōu)點(diǎn)如下：①高靈敏度。酶底物法具有較高的靈敏度，可以檢測到低濃度的大腸埃希氏菌，在微量分析和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。②反應(yīng)速度快。酶底物法的反應(yīng)時(shí)間較短，只需幾分鐘即可得到結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)快速分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測。③定量準(zhǔn)確。通過測定反應(yīng)產(chǎn)物的量，可以精確地定量大腸埃希氏菌。

盡管酶底物法具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在以下缺點(diǎn)：①特異性要求高。酶底物法對于底物與目標(biāo)物質(zhì)之間的特異性要求較高，需選擇適合的酶和底物組合，對于一些復(fù)雜的樣品分析可能存在挑戰(zhàn)。②實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較高。酶底物法需配備專門的酶檢測儀器或分析設(shè)備，且對實(shí)驗(yàn)條件有一定的要求，無形中增加了實(shí)驗(yàn)成本和技術(shù)要求，限制了其在特定場景下的應(yīng)用。

以檢測生活飲用水中大腸埃希氏菌為例，酶底物法通常需要采取以下步驟。①收集100 mL 污染情況較輕的水作為樣本，如果污染情況較重，可以從樣本中取10 mL水樣進(jìn)行稀釋。②取用一個(gè)滅菌干燥的稀釋瓶，并用量筒量取100 mL 水樣倒入稀釋瓶內(nèi)。用天平稱取2.2～3.2 g 的MMO-MUG 培養(yǎng)基粉末加入稀釋瓶中，上下混合搖勻，使粉末充分溶解。接著將培養(yǎng)瓶瓶身擦拭干凈，放入預(yù)熱好的培養(yǎng)箱中，進(jìn)行（36±1）℃下的24 h 培養(yǎng)。③培養(yǎng)完成后，觀察培養(yǎng)基的顏色變化。如果水樣中存在大腸埃希氏菌，則培養(yǎng)基會(huì)呈現(xiàn)黃色。④為了進(jìn)一步確定結(jié)果，需要將分解了色原底物而使培養(yǎng)基變成黃色的水樣放置在沒有光線的地方，然后使用波長為366 nm 的紫外光燈進(jìn)行照射，如果水樣內(nèi)有藍(lán)色熒光產(chǎn)生，表明水樣中存在大腸埃希氏菌，即發(fā)生了陽性反應(yīng)[9]。

4 結(jié)語

多管發(fā)酵法、濾膜法和酶底物法作為常用的檢測技術(shù)，在不同的應(yīng)用場景中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。例如，多管發(fā)酵法適用于微生物代謝產(chǎn)物檢測，濾膜法適用于顆粒物或微生物的分離與定量，酶底物法適用于目標(biāo)物質(zhì)與酶之間的特異性反應(yīng)。未來，希望相關(guān)研究能進(jìn)一步優(yōu)化微生物檢測技術(shù)，提高其準(zhǔn)確性、快速性和靈敏度，并發(fā)展出智能化的微生物檢測設(shè)備和系統(tǒng)，形成多維、全面的飲用水檢驗(yàn)體系，以提高檢測的自動(dòng)化程度，降低人為誤差。