给水管网管壁生物膜微生物多样性研究

摘要

给水管网系统在整个供水体系中占有重要地位，对水质安全起到了关键作用。人们越来越关注给水管道的二次污染问题，并提出了饮用水水质的生物稳定性概念。控制管道细菌再生长是提高水质生物稳定性的关键所在。给水管网管壁生物膜中微生物可能因水力条件的变化而脱落到水体，因此，生物膜作为一个微生物缓慢释放器而存在于管网中。 目前对管道内生物相的研究还较少，本文尝试从生物学角度出发，对给水管网进行模拟并培养生物膜，对不同时期管壁中形成的生物膜进行研究，分析生物膜中细菌种类与生长情况，比较不同管材、不同时期生物膜中细菌的多样性。 实验通过扫描电镜直观地观察管道生物膜中细菌的生长情况，对影响细菌总数的水质指标进行了分析，然后应用API鉴定系统对细菌总数中所选择的菌落进行鉴定。 从扫描电镜和细菌总数可以看出，模拟管网管壁表面所形成的管垢中有许多大小不均的孔隙，为细菌的附着生长进而形成生物膜提供了条件，生物膜中附着了大量的细菌及菌胶团。大量细菌的附着生长为致病菌提供了良好的生长环境，一旦管道中流速或水压发生急剧变化，管壁生物膜可能脱落，容易引起细菌数量增多。 实验引入分子生物学技术对给水管壁生物膜细菌多样性进行研究，通过基于16SrDNA的PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)图谱分析，对不同的管壁生物膜样品中微生物多样性进行了比较。实验证明，通过该方法，可以获得传统培养方法无法得到的菌株的情况，能够更全面真实地反映饮用水微生态环境的面貌，对自来水企业保障饮用水的微生物水质安全、保证人民的身体健康是很有帮助的。

目录

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声明

第一章 绪论

1.1课题背景

1.1.1给水管网二次污染

1.1.2给水管网中微生物生长状况

1.1.3生物膜中微生物生长的影响因素

1.2国内外研究现状

1.3分子微生物技术在水质研究中的应用

1.4管网生物膜中细菌研究的意义

1.5研究内容

1.6技术路线

第二章 实验装置与方法

2.1实验模拟管网

2.1.1模拟管道

2.1.2生物膜的采样、处理方法

2.2应用扫描电镜观察生物膜中细菌形态

2.3生物膜细菌总数及大肠杆菌的测定

2.3.1测定方法的选择

2.3.2培养基的选择

2.4 API技术的应用

2.4.1 API鉴定系统的组成

2.4.2 API试剂条的选择

2.4.3 API 20E在实验中的应用

2.5分子生物学技术的应用

2.5.1 PCR技术应用

2.5.2 DGGE技术应用

2.5.3 PCR-DGGE技术在本研究中的应用

第三章 生物膜细菌学指标及API鉴定结果分析

3.1细菌总数及大肠杆菌检测结果

3.1.1扫描电镜直接观察

3.1.2细菌总数的主要影响因素分析

3.1.3大肠杆菌检测情况

3.2应用API鉴定生物膜中细菌

3.2.1细菌的选择

3.2.2 API鉴定结果

3.3本章小结

第四章 生物膜细菌分子生物学研究结果分析

4.1 PCR反应

4.1.1样品采集

4.1.2 DNA提取

4.1.3 16SrDNA基因PCR扩增

4.2 PCR产物的DGGE分析

4.2.1预实验

4.2.2 DGGE分析步骤

4.2.3 PCR-DGGE检测结果分析

4.3本章小结

第五章 给水管网管壁生物膜控制因子

5.1管壁生物膜中微生物控制因子的确定

5.2管壁生物膜改善措施

5.2.1管材的选择

5.2.2管道腐蚀的控制

5.2.3水力条件的控制

5.2.4.消毒剂及加药方式的选择

5.2.5温度

第六章 结论

6.1研究成果

6.1.1研究成果

6.1.2创新点

6.2实验存在的不足

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢