供水管网中耐氯菌种群多样性及耐氯机制研究

摘要

饮用水的微生物安全是饮用水水质安全的重要内容之一，但是在供水管网中存活着对氯消毒剂有较高耐受性的“耐氯菌”（chlorine-resistant bacterium），给饮用水水质安全带来威胁。本文从分子生物学角度出发，对供水管网中的主体水与生物膜进行研究，分析供水管网中耐氯菌种群分布及种群多样性，并对筛选出的耐氯菌的耐氯特性及耐氯机制作进一步研究与分析。
　　加氯前后微生物种群结构发生很大变化。加氯前微生物γ-变形菌纲占优势，加氯后（清水池）β-变形菌纲占优势；加氯前后的优势菌属分别为假单胞菌属与食酸菌属（清水池）。管网始端（清水池）β-变形菌纲食酸菌属（Acidovorax）为优势菌属，管网中段α-变形菌纲鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）为优势菌属，管网末梢β-变形菌纲占优势，假单胞菌属（Pseudomonas）为优势菌属。
　　整个实际管网中变形菌门占优势，其中属于α-变形菌纲、β-变形菌纲与γ-变形菌纲的耐氯菌比重分别为52.6％，36.8%，10.6%。主体水中α-变形菌纲鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）为优势菌属，管壁生物膜中鞘脂单胞菌属（Sphingomonas、Sphingopyxis）、短波单胞菌属（Brevundimonas）与食酸菌属（Acidovorax）为优势菌属。对供水管网而言，管网始端与中段耐氯菌的细菌群落结构组成相差不大，管网始端、中段与末梢处耐氯菌的细菌群落结构组成存在较大差异。供水管网中耐氯菌生物多样性依次为管网始端<管网中途<管网末梢。
　　针对筛选出的耐氯菌研究其耐氯特性，发现鞘脂单胞菌（Sphingomonas）与食酸菌（Acidovorax delafieldii）耐氯性较好，假单胞菌（Pseudomonas）耐氯性较差。耐氯菌存在的情况下，氯消毒过程中pH基本不变，氯衰减与细菌的菌液浓度有关，与温度的关系不大。
　　最后，本文研究了细菌自身特点对耐氯特性的影响。研究发现：三株耐氯菌都具有疏水性，可以阻止亲水的氯消毒剂进入细胞内；三株耐氯菌都具有一定的吸附特性，可以吸附在管道内壁形成生物膜从而降低消毒效果；食酸菌属的饱和脂肪酸含量相对含量较高，屏障功能较强，从而具有较好的耐氯性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源

1.4研究内容及意义

第2章 实验材料与方法

2.1微生物学实验方案

2.2分子生物学方法

2.3 透射电镜

2.4 脂肪酸组成的测定

2.5耐氯菌灭活特性实验方案

2.6实验仪器及试剂

第3章 供水管网中微生物种群多样性研究

3.1 供水管网中微生物的分离结果

3.2 供水管网中微生物的鉴定结果

3.3加氯前后微生物种群结构比较

3.4本章小结

第4章 供水管网中耐氯菌种群结构与多样性

4.1耐氯菌鉴定结果

4.2主体水与管壁生物膜耐氯菌种群对比分析

4.3耐氯菌在供水管网中的系统聚类分析

4.4供水管网中耐氯菌的种群多样性分析

4.5本章小结

第5章 耐氯菌生长特性与抵抗机制研究

5.1耐氯菌的生长特性研究

5.2耐氯菌对消毒剂衰减的影响研究

5.3细菌自身特点对耐氯特性的影响

5.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢