廢水中微生物的調查研究

◎ 范美霞，申 健，高英莉

（菏澤市食品藥品檢驗檢測研究院，山東 菏澤 274000）

隨著人類文明的進步和社會的發展，水污染逐漸加劇。近年，隨著經濟的快速發展，污水排放量大大增加，如食品生產廢水、煤礦廢水、造紙廢水等。據相關資料統計，2022 年，中國污水排放總量約為616.62 億m3。其中，農副食品生產排放的廢水占據較大比例，對整個社會造成了嚴重危害。一方面，食品生產中的廢水及有機物質會排入自然界，影響水質，進而影響植物的光合作用；另一方面，食品廠排放的廢水中含有添加劑、色素等有害物質，會通過食物鏈進入人體，威脅人體健康。因此，對食品廠的廢水處理加以研究，尤為重要。相關研究表明，在食品廠污染的水源中，存在多種病原類微生物，這些微生物有些是致病菌，會對人體健康造成嚴重的威脅[1]。

大量的有機物質存在于各種水體，尤其在污染水體中含量更高，這樣就為各種微生物的生長提供了天然的營養。因此，污染水成為微生物生長的肥沃土壤。此外，人類、動物的排泄物污染也是微生物的一個主要來源。水體中的致病性微生物大部分不是來自水體內部，多是受到外界環境污染而產生的，特別是在受到排泄物污染之后，就會產生致病微生物。一般來說，水中常見的致病性細菌有志賀氏菌、沙門氏菌等。然而，在對水的指標控制中，尤其在衛生指標上，要想逐一檢測水體中各種可能存在的致病微生物，執行起來比較困難。因此，在實際工作中一般采用比較有代表性的菌群來對其進行檢測、控制及分析，以觀察水體是否受到污染[2]、是否存在腸道病原微生物，以評價水質，從而保障水體的衛生安全。

當前，國際上在檢測水質受糞便污染程度時，一般會通過檢測其大腸桿菌數量，判斷水體的污染程度。我國水質控制也采用國際上的做法，以大腸菌群作為指示菌，國標GB 5749—2022 《生活飲用水衛生標準》明確規定，在生活飲用水中不應檢出大腸桿菌[3]。

除此之外，在部分情況下，水體是否受到糞便等污染物污染，也可以用另外一個指標來衡量，即水體中的細菌總數。一般來說，取合適的水樣在營養瓊脂培養基上培養，48 h 后觀察計數，此結果稱為細菌總數。目前，世界各國對于控制飲用水的衛生質量，既可以采用大腸菌群等指標衡量，也可以采用細菌總數這個指標[4]來控制水體質量。國標GB 5749—2022《生活飲用水衛生標準》規定，生活飲用水的細菌總數不得檢出，菌落總數不超過100 CFU·mL-1或者100 MPN·mL-1[3]。

目前，我國現行的生活飲用水衛生標準（GB 5749—2022）明確規定了水中細菌總數和大腸菌群的限量指標，并將其作為水體是否受到微生物污染的指標。基于此，本研究對某食品廠排放的污水進行了為期1 個月的微生物跟蹤檢測，了解其污染程度，從而探究廢水污染的現狀，以期為污水處理和廢水再利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

分別取某食品廠的原水和排出的污水為水樣，采取每周三取樣1 次的檢測方式，連續跟蹤檢測1 個月。

1.2 方法

1.2.1 細菌檢測方法

①細菌總數的測定按照相關標準進行[4-5]，先進行營養瓊脂培養基的制備，然后將刻度吸管、培養皿、試管以及培養基等置于121 ℃、大標準氣壓下，滅菌30 min。實驗前，用消毒劑或者臭氧消毒潔凈區，消毒結束0.5 h 以上方可進入潔凈區。②操作過程：將水樣分別制成1 ∶10、1 ∶100、1 ∶1 000 3 個梯度，將3個梯度水樣分別取樣1 mL，移至無菌的平皿中，每個梯度均做2 個平行樣。待營養瓊脂培養基冷卻至50 ℃時，在平皿中傾注約20 mL 水樣，輕微晃動，使樣品和培養基充分混勻，待培養基冷卻凝固后，將培養皿置于恒溫培養箱中，并將其溫度設置為37 ℃，倒置培養，24 h 后觀察生長情況，進行平皿菌落計數。③計算結果時，要乘以稀釋倍數，得出最終結果。

1.2.2 大腸菌群檢測方法

在國家標準中，糞便污染的程度是用大腸菌群來衡量的。一般來說，需氧及兼性厭氧革蘭氏陰性無芽孢桿菌在37 ℃條件下生長，其能使乳糖進行發酵，產酸產氣發生在24 h 以內，此類菌群稱為總大腸菌群。水樣中總大腸菌群數含量的高低，不僅可以反映糞便污染水的情況，而且可以間接說明水體中是否存在腸道致病菌[6]。

水中的大腸菌群檢驗一般采取多管發酵法和濾膜法來進行，本實驗采用多管發酵法，檢驗步驟分為初發酵試驗、平板分離和復發酵試驗，主要操作過程如下。①將樣品制成3 個稀釋梯度，每個梯度各取1 mL，采用乳糖蛋白胨培養液對水樣進行培養，培養條件為37 ℃、24 h，觀察有無產酸產氣情況，有產酸產氣出現的管為陽性。②將其培養物接種在伊紅美藍培養基上，觀察菌落特征，并進行革蘭氏染色和顯微鏡鑒別。③將可疑菌落接種于乳糖蛋白胨培養液，進行復發酵試驗，并檢索MPN 表計算大腸菌群總數[7]。

2 結果與分析

2.1 細菌檢測結果

由表1 可知，在1 個月的追蹤檢測中，原水中細菌總數約為26 CFU·mL-1，廢水中細菌總數約為19 550 CFU/100 mL，與普通的原水相比，廢水的細菌污染水平高出3 個數量級，說明該食品廠排放的污水污染程度比較嚴重。因此，在下一步的污水排放中，要采取相關措施，以降低廢水的污染程度[8]。

表1 細菌檢測結果表

2.2 大腸菌群檢測結果

由表2 可知，原水的大腸菌群數約為0 MPN/100 mL，廢水約為3 MPN/100 mL。廢水和原水相比，污染程度大大提高，這說明廢水嚴重受到了糞便的污染。在下一步的污水排放整改中，要采取措施對廢水進行處理，減少污水對環境和人類的危害[9]。

表2 大腸菌群檢測結果表

3 結語

本次實驗主要對某食品廠排放的廢水進行了1 個月的調查跟蹤研究，通過相關的檢測分析發現，細菌總數平均達195 500 CFU/100 mL，總大腸菌群約為3 MPN/100 mL，充分說明該廠排放的污水已經嚴重受到微生物的污染，一旦廢水流到地下水當中，被人類飲用后，就會嚴重威脅人們的健康和生命安全。因此，企業必須重視廢水的排放與處理。當然，本研究也存在一定不足。本次調查僅檢測了細菌總數和大腸菌群，未對其中的致病菌進行調查研究。未來，筆者將對該廠廢水的致病菌進行跟蹤檢驗，以期出具新的研究報告。此外，在下一步的調查研究中，筆者將針對廢水中有關的理化指標，如pH、電導率、TOC、COD 以及重金屬等進行追蹤檢測，以綜合分析廢水的污染情況，從而更好地指導廢水的處理和再利用工作。

目前，防止廢水微生物污染的方法有很多，如反滲透法、吸附法及超濾膜法等[10-15]。每種方法都有其各自的優勢與劣勢，不同方法適用于不同的處理過程。未來，隨著科學技術的飛速發展和研究技術的不斷提高，人們對廢水的認識會越來越深入，研究起來也會更加得心應手，相信在不久的將來，廢水處理和再利用工作將會得到大幅提升。