本文關(guān)鍵詞：飲用水給水系統(tǒng)中微生物群落時空分布及其動態(tài)變化規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：城市飲用水水質(zhì)安全問題既是重大社會安全問題,也是《國家“十二五”科技和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》明確需要亟待解決的重大民生科技問題之一,重要性不言而喻。我國東部地區(qū)社會經(jīng)濟快速發(fā)展、農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重,高有機物、高氨氮、高藻是該地區(qū)水源水質(zhì)特征,成為影響村鎮(zhèn)飲用水安全的主要原因。在飲用水給水系統(tǒng)中微生物廣泛存在,生物安全問題由于其隱蔽性更容易成為飲用水潛在隱患。本文系統(tǒng)研究了飲用水給水系統(tǒng)微生物群落時空分布。主要結(jié)論如下：1)探明了不同給水處理工藝飲用水生物穩(wěn)定性及其微生物群落時空分布規(guī)律。東部河網(wǎng)微污染水源經(jīng)生物預(yù)處理、常規(guī)處理和深度處理工藝處理后,出廠水水質(zhì)比較穩(wěn)定,滿足飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),但出廠水仍具有生物不穩(wěn)定性潛在威脅,針對有機物,特別是生物可同化有機碳(AOC)去除的處理工藝有待進一步提升。給水處理系統(tǒng)中生物膜微生物種類要明顯多于水體。生物氧化池細(xì)菌中硝化螺菌屬豐度較高(10-20%),而沉淀池中則是藍(lán)細(xì)菌豐度較高(25%),臭氧發(fā)生池中微生物群落多樣性水平最低,出廠水中假單胞菌和鞘氨醇單胞菌比例較高(7%-10%)。夏季微生物種類明顯多于冬季。對于細(xì)菌群落,冬季變形菌門、藍(lán)細(xì)菌門、放線菌門和擬桿菌門占優(yōu),分別占33%、20%、12%和15%,而夏季擬桿菌門豐度顯著減少(3%)。對于真核微生物群落,冬季優(yōu)勢菌為Purpureocillium,豐度高達(dá)85%；夏季真核微生物群落Purpureocillium、Davidiella、Alternaria、Phoma Leptosphaerulina均占一定比例(3%-5%)。2)探明了供水管網(wǎng)系統(tǒng)中水廠和供水管網(wǎng)末梢不同管齡管道生物膜細(xì)菌群落分布規(guī)律。水廠和管網(wǎng)末梢生物膜細(xì)菌數(shù)量差異不大,總細(xì)菌數(shù)為107-109個/cm2,可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)(HPC)為105-106 CFU/cm2。但水廠和管網(wǎng)末梢生物膜屬水平上的細(xì)菌群落組成存在差異,水廠生物膜豐度較高的細(xì)菌主要包括黃桿菌屬(6.22%)、叢毛單胞菌屬(5.38%)、另類希滅氏菌(5.03%)、芽單胞菌屬(3.75%)和代爾夫特菌屬(2.54%)等；管道末梢生物膜主要為不動桿菌屬(7.75%)、生絲微菌屬(4.47%)、假單胞菌菌屬(2.00%)和寡養(yǎng)單胞菌屬(1.95%)等。管道生物膜細(xì)菌密度在較短時間內(nèi)(1年)達(dá)到穩(wěn)定數(shù)量107-108個/cm2,并隨時間逐漸適應(yīng)管網(wǎng)貧營養(yǎng)環(huán)境,管齡從1年增加到2年,生物膜細(xì)菌HPC由105CFU/cm2增加為106 CFU/cm2,RNA轉(zhuǎn)錄量由105拷貝/cm2增加為107拷貝/cm2,生物膜細(xì)菌群落組成α-變形菌綱逐漸成為優(yōu)勢種,豐度由30%增加到66%。檢測到大腸菌群、沙門氏菌和志賀氏菌在管網(wǎng)生物膜中存在,密度最大可達(dá)104 CFU/cm2,水廠生物膜條件致病菌檢出率為44%,高于管網(wǎng)末梢22%；管齡越長生物膜中條件致病菌數(shù)量越多,檢出率越高。3)探明了供水管網(wǎng)系統(tǒng)大管徑管道生物膜細(xì)菌群落徑向空間分布規(guī)律。供水管網(wǎng)大管徑管道生物膜細(xì)菌群落具有徑向空間分布規(guī)律。管道生物膜密度、TS和VS含量沿管壁從上部到下部逐漸增大。管道生物膜生物量集中于管道上、下部,管道上部和下部生物膜細(xì)菌數(shù)量共占管壁生物量80%以上,生物膜細(xì)菌總數(shù)和HPC數(shù)量分別為106-108個/cm2和105-107 CFU/cm2,比管道中部高1-2個數(shù)量級。管道不同部位生物膜細(xì)菌群落有各自生態(tài)位,生物膜細(xì)菌共同OTUs不超過16%。管道上部和下部生物膜中有明顯優(yōu)勢細(xì)菌存在,而管道中部生物膜細(xì)菌群落分布均勻,多樣性水平最高,生物膜假單胞菌菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、生絲微菌屬等20多個屬豐度在1%以上。檢測到大腸埃希氏菌、表皮葡萄球菌等多種病原菌在生物膜中存在,其中大腸埃希氏菌檢出率為100%,平均豐度達(dá)1.39%,與管壁上、下部相比,管壁中部生物膜病原菌豐度較高,管壁中部生物膜與水體互動頻繁,這一區(qū)域生物膜脫落進入水體引起水質(zhì)安全的風(fēng)險應(yīng)引起關(guān)注。
【關(guān)鍵詞】：飲用水水質(zhì)安全 給水處理系統(tǒng) 供水管網(wǎng)系統(tǒng) 微生物群落 時空分布 條件致病菌
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R123
【目錄】：

• 致謝6-7
• 序言7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-15
• 1 引言15-29
• 1.1 飲用水衛(wèi)生現(xiàn)狀15-16
• 1.2 飲用水輸送系統(tǒng)及其微生物群落研究進展16-26
• 1.2.1 給水處理系統(tǒng)及其微生物群落16-20
• 1.2.2 供水管網(wǎng)系統(tǒng)及其微生物群落20-26
• 1.3 論文研究目標(biāo)及基本思路26-29
• 2 給水處理系統(tǒng)微生物群落時空分布29-49
• 2.1 材料與方法29-33
• 2.1.1 給水處理系統(tǒng)及其工藝29-30
• 2.1.2 采樣布點30-31
• 2.1.3 理化指標(biāo)檢測31-32
• 2.1.4 微生物指標(biāo)檢測32-33
• 2.1.5 數(shù)據(jù)分析33
• 2.2 結(jié)果與討論33-47
• 2.2.1 不同給水處理工藝運行效果33-35
• 2.2.2 不同給水處理工藝飲用水生物穩(wěn)定性35-37
• 2.2.3 給水處理系統(tǒng)細(xì)菌群落研究37-43
• 2.2.4 給水處理系統(tǒng)真核微生物群落研究43-47
• 2.3 小結(jié)47-49
• 3 供水管網(wǎng)系統(tǒng)不同位置生物膜細(xì)菌群落分布49-63
• 3.1 材料與方法49-52
• 3.1.1 中試實驗裝置簡介49-50
• 3.1.2 生物膜樣品采集50
• 3.1.3 生物膜樣品預(yù)處理50-51
• 3.1.4 理化指標(biāo)檢測51
• 3.1.5 微生物指標(biāo)檢測51-52
• 3.1.6 數(shù)據(jù)分析52
• 3.2 結(jié)果與討論52-61
• 3.2.1 中試系統(tǒng)飲用水水質(zhì)情況52-53
• 3.2.2 生物膜理化參數(shù)53-55
• 3.2.3 生物膜細(xì)菌數(shù)量55-56
• 3.2.4 生物膜條件致病菌數(shù)量56-57
• 3.2.5 生物膜細(xì)菌群落多樣性57-58
• 3.2.6 生物膜細(xì)菌群落組成58-61
• 3.3 小結(jié)61-63
• 4 供水管網(wǎng)系統(tǒng)大管徑管道生物膜細(xì)菌群落徑向空間分布63-75
• 4.1 材料與方法63-65
• 4.1.1 飲用水供水管網(wǎng)63
• 4.1.2 生物膜樣品采集63-64
• 4.1.3 生物膜樣品預(yù)處理64
• 4.1.4 理化參數(shù)測定64
• 4.1.5 微生物指標(biāo)檢測64-65
• 4.1.6 數(shù)據(jù)分析65
• 4.2 結(jié)果與討論65-74
• 4.2.1 管道水質(zhì)情況65-66
• 4.2.2 生物膜理化參數(shù)66-67
• 4.2.3 生物膜細(xì)菌數(shù)量67-69
• 4.2.4 生物膜細(xì)菌群落多樣性69
• 4.2.5 生物膜細(xì)菌群落組成69-73
• 4.2.6 生物膜病原菌分布73-74
• 4.3 小結(jié)74-75
• 5 結(jié)論與展望75-79
• 5.1 主要結(jié)論75-77
• 5.2 創(chuàng)新點77
• 5.3 建議與展望77-79
• 參考文獻79-89
• 個人簡介89-91
• 碩士階段取得的科研成果91-92

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本文編號：354153