本文關(guān)鍵詞：再生水中耐氯菌的消毒效果評價及其抗性機理初探

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【摘要】：目的污水再生利用是緩解水資源短缺的有效途徑,但再生水的生物安全性制約了其推廣應用。氯消毒劑能夠殺滅水中絕大部分微生物,廣泛應用于再生水消毒,而有些細菌對氯消毒劑有一定的耐受性,這些耐氯菌作為一種新型生物污染物,是否影響再生水的生物安全及其耐氯性的產(chǎn)生機理尚不清楚。本研究針對天津市某大型再生水廠的出廠水,分離耐氯菌并對其消毒效果和耐氯機理進行了初步研究。方法本研究針對天津市某大型再生水廠的出廠水,以大腸桿菌8099作為對照,通過靜態(tài)消毒試驗,掌握再生水中耐氯性細菌的污染水平。利用最小抑菌濃度實驗找出在氯消毒作用下仍可以生長的細菌,并對混合菌樣進行分離純化,以分子生物學方法和生化反應進行微生物種屬鑒定并分析再生水中耐氯菌的種群結(jié)構(gòu),闡明耐氯菌的種屬特性。根據(jù)耐氯菌種屬選擇相應標準菌株,評價分離菌和標準菌的氯消毒效果,以及環(huán)境因素對消毒效果的影響。用濾膜法收集消毒前后的芽孢。利用光學顯微鏡和電子顯微鏡比較消毒前后分離菌和標準菌形態(tài)上的表觀差異和超微結(jié)構(gòu)差異。通過蛋白質(zhì)電泳分析、比較氯消毒前后分離菌和標準菌芽孢在蛋白水平變化的差異。熒光染色分析芽孢衣殼破損程度。結(jié)果同樣氯消毒劑濃度下,再生水中細菌殺滅率低于大腸桿菌8099。經(jīng)最小抑菌濃度實驗得到耐氯性高于大腸桿菌8099的細菌,菌群分析均屬于枯草芽孢桿菌。對耐氯菌進行分離純化,得到5株表觀性狀不同的菌株,經(jīng)鑒定為芽孢桿菌屬(Bacillus)。對其中一株枯草芽孢桿菌BS4和枯草芽孢桿菌標準菌株ATCC9372進行氯滅活實驗,繁殖體狀態(tài)下,0.3mg/L、1.0mg/L有效氯對兩株菌的殺滅率差異有統(tǒng)計學意義,芽孢狀態(tài)下,3.0mg/L、6.0mg/L和9.0mg/L有效氯濃度下,兩株菌的殺滅率差異有統(tǒng)計學意義。低pH和高水溫可以促進氯的消毒效果效果。通過透射電鏡觀察到消毒前芽孢結(jié)構(gòu)清晰,表面平滑,BS4比ATCC9372具有更薄的外衣殼和更厚的內(nèi)衣殼;消毒后,ATCC9372衣殼損壞嚴重,可見內(nèi)容物渾濁、衣殼缺損及失去內(nèi)容物后的衣殼殘留,BS4未見明顯衣殼缺損,可見衣殼褶皺,內(nèi)外衣殼相互剝離,外衣殼局部膨出或斷裂。通過熒光顯微鏡觀察到相同消毒劑水平作用下,BS4芽孢破損程度低于ATCC9372,芽孢殺滅率與芽孢衣殼破損程度有關(guān)。蛋白質(zhì)電泳結(jié)果顯示BS4與ATCC937在芽孢衣殼和芽孢細胞的蛋白質(zhì)種類和水平均存在差異,消毒前后兩株菌的蛋白水平變化有差異,可能與二者耐氯性不同有關(guān)。結(jié)論用MIC方法可以篩選出再生水中的耐氯菌,經(jīng)鑒定均為芽孢桿菌屬;氯消毒實驗表明分離菌BS4的耐氯性高于對照菌株ATCC9372;芽孢衣殼結(jié)構(gòu)不同和芽孢蛋白組成及含量的差異是BS4的耐氯機制之一。本研究首次在再生水中分離出耐氯枯草芽孢桿菌,對其耐氯性產(chǎn)生的機制進行了初步探討,研究結(jié)果將會為保障再生水生物安全提供理論依據(jù),為再生水的安全推廣應用奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：再生水 枯草芽孢桿菌 耐氯性 機理
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R123.6
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 縮略語12-13
• 前言13-17
• 研究現(xiàn)狀、成果13-16
• 研究目的、方法16-17
• 一、再生水中耐氯菌的檢測17-24
• 1.1 對象和方法17-19
• 1.1.1 實驗試劑17-18
• 1.1.2 實驗儀器設(shè)備18
• 1.1.3 實驗菌株18
• 1.1.4 水樣的采集18
• 1.1.5 理化指標檢測18-19
• 1.1.6 微生物指標檢測19
• 1.1.7 水樣最小抑菌濃度檢測19
• 1.1.8 殺菌效果實驗19
• 1.2 結(jié)果19-21
• 1.2.1 再生水理化及微生物指標檢測結(jié)果19-20
• 1.2.2 水樣最小抑菌濃度檢測結(jié)果20
• 1.2.3 氯對再生水殺菌效果實驗20-21
• 1.3 討論21-23
• 1.3.1 再生水的理化和微生物指標21-22
• 1.3.2 再生水的最小抑菌濃度22
• 1.3.3 氯對再生水的殺菌效果22-23
• 1.4 小結(jié)23-24
• 二、耐氯菌的種屬鑒定、表觀形態(tài)和培養(yǎng)特性24-35
• 2.1 對象和方法24-26
• 2.1.1 試劑和材料24
• 2.1.2 儀器設(shè)備24-25
• 2.1.3 標準菌株25
• 2.1.4 耐氯菌的純化25
• 2.1.5 耐氯菌的表觀性狀25
• 2.1.6 耐氯菌的生化鑒定25
• 2.1.7 耐氯菌的基因提取25
• 2.1.8 耐氯菌的分子生物學檢測和種屬鑒定25-26
• 2.1.9 耐氯菌菌群分析26
• 2.1.10 耐氯菌生長曲線的測定26
• 2.1.11 耐氯菌芽孢染色26
• 2.2 結(jié)果26-33
• 2.2.1 單菌落純化結(jié)果26-27
• 2.2.2 菌株生化鑒定結(jié)果27
• 2.2.3 菌株分子生物學鑒定結(jié)果27
• 2.2.4 耐氯菌菌群分析結(jié)果27-31
• 2.2.5 枯草芽孢桿菌染色結(jié)果31-32
• 2.2.6 枯草芽孢桿菌生長曲線測定32-33
• 2.3 討論33-34
• 2.4 小結(jié)34-35
• 三、耐氯菌的消毒效果評價35-46
• 3.1 對象和方法35-37
• 3.1.1 試劑和材料35
• 3.1.2 儀器設(shè)備35-36
• 3.1.3 實驗菌株36
• 3.1.4 芽孢的制備36
• 3.1.5 有效氯濃度測定36
• 3.1.6 氯對枯草芽孢桿菌繁殖體的消毒效果36
• 3.1.7 氯對枯草芽孢桿菌芽孢的消毒效果36-37
• 3.1.8 滅活率計算37
• 3.1.9 環(huán)境因素對氯滅活芽孢效果的影響37
• 3.2 結(jié)果37-42
• 3.2.1 有效氯濃度測定方法建立37
• 3.2.2 氯對枯草芽孢桿菌繁殖體的消毒效果37-39
• 3.2.3 不同氯濃度滅活水中芽孢效果評價39-41
• 3.2.4 水溫對氯滅活芽孢效果影響41
• 3.2.5 pH對氯滅活芽孢效果影響41-42
• 3.3 討論42-45
• 3.3.0 枯草芽孢桿菌黑色變種ATCC 937242-43
• 3.3.1 氯對枯草芽孢桿菌繁殖體的殺滅效果43
• 3.3.2 氯對枯草芽孢桿菌芽孢的殺滅效果43-45
• 3.3.3 水溫對氯消毒殺滅枯草芽孢桿菌芽孢的效果影響45
• 3.3.4 pH對氯消毒殺滅枯草芽孢桿菌芽孢的效果影響45
• 3.4 小結(jié)45-46
• 四、耐氯性枯草芽孢桿菌芽孢的抗性機理初探46-63
• 4.1 對象和方法46-52
• 4.1.1 試劑和材料46-47
• 4.1.2 儀器設(shè)備47-48
• 4.1.3 芽孢的回收48-49
• 4.1.4 透射電鏡觀察耐氯菌的細胞形態(tài)49
• 4.1.5 芽孢熒光染色觀察49
• 4.1.6 芽孢表面疏水性檢測49-50
• 4.1.7 芽孢脫衣殼處理50-51
• 4.1.8 芽孢細胞裂解51
• 4.1.9 芽孢蛋白SDS-PAGE電泳分析51-52
• 4.2 結(jié)果52-59
• 4.2.1 芽孢洗脫液的選擇52
• 4.2.2 芽孢表面疏水性分析52-53
• 4.2.3 熒光染色結(jié)果53-55
• 4.2.4 TEM結(jié)果55
• 4.2.5 芽孢蛋白提取55-57
• 4.2.6 芽孢蛋白SDS-PAGE電泳結(jié)果57-59
• 4.3 討論59-62
• 4.3.1 芽孢熒光染色59-60
• 4.3.2 芽孢超微結(jié)構(gòu)的變化60
• 4.3.3 芽孢蛋白差異60-62
• 4.4 小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻64-70
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明70-71
• 綜述 消毒劑抗性菌的研究進展71-79
• 綜述參考文獻76-79
• 致謝79-80
• 個人簡歷80

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