饮用水中大肠菌群的防治与监测

赵宏

【摘 要】本文主要介绍了由目前饮用水生产工艺衍生的新方法，提出了用镀氧化锌沸石作为吸附剂的可能性，以及在线监测水中大肠菌群的可行性。

【关键词】大肠杆菌；ZOCZ；在线监测

中图分类号： R123.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0202-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.086

The Prevention and control of E.Coli in drinking water

ZHAO Hong

（Guangzhou water supply company， Guangzhou Guangdong 510160， China）

【Abstract】This paper mainly introduces the new method derived from the current drinking water production process， and puts forward the possibility of using zinc oxide zeolite as the adsorbent， as well as the feasibility of online monitoring of coliforms.

【Key words】E. Coli； ZOCZ； On-line monitoring

1 镀氧化锌沸石去除大肠杆菌的研究

病原微生物对水源的污染是一个十分严重的问题，尤其是饮用水水源。目前，主要有包括氯化、臭氧、膜分离和吸附等几种用于去除病原微生物的处理技术。其中主要使用的氯化作用是一种有效的杀死病原微生物的方法，但随着水源水质有机物的增加，氯化作用产生的副产物即潜在的致癌物会相应增加；臭氧氧化可导致水中可生物降解物质增多，使出厂水的生物稳定性降低，易引起细菌繁殖，不能单独使用，造成成本增加；膜分离中膜组件的成本很高，长期使用易导致严重的生物淤积；吸附以其低成本、易运行以及不会形成副产物便能获取安全的饮用水获得了极大的关注，尽管活性炭是目前去除水中有机物最成熟有效的方法之一，但仍然不能阻挡人类寻求更有效的吸附材料，镀氧化锌沸石便是其一。

镀氧化锌沸石（ZOCZ）表面带正电荷，能有效的去除腐殖酸。由于细菌细胞外表面呈负电以及ZnO自身的抗菌性，ZOCZ去除大肠杆菌是理论可行的。Brayner， Sirelkhatim等人研究发现ZnO的抗菌性能是通过静电作用和锌离子渗透进细胞中产生的，这说明ZOCZ可以有效的去除水中大肠杆菌。此外ZOCZ比水要浓稠，所以容易通过重力作用使ZOCZ分离出来。

细菌的荧光强度通常用于量化细菌的存在，Lingling Wang等人用带绿色荧光的蛋白质puc19-EGFP标记重组大肠杆菌，再用倒置的荧光显微镜检查术来定量粘附在ZOCZ微粒上的大肠杆菌；依照有关的电动电势以及红外光谱评估了ZOCZ和大肠杆菌间相互作用的机制，电动电势分析说明了大肠杆菌细胞的表面电荷部分被ZOCZ中和，ZOCZ不仅降低了大肠杆菌悬浮物的稳定性、促进其分解，而且增强了ZOCZ对大肠杆菌的毒性，红外光谱分析为大肠杆菌粘附在ZOCZ表面提供了额外的证据；通过电场发射扫描电子显微镜、X射线能谱法和共聚焦激光扫描显微术研究了ZOCZ的抗菌性能，电场扫描电子显微镜图显示了很多粘附在ZOCZ上的大肠杆菌有一定程度的缩小，说明了ZOCZ显示了对大肠杆菌的抗菌性，激光共聚焦显微镜实验说明了相反的电量带大肠杆菌粘附在ZOCZ表面，大多数细胞死亡也证明了电场扫描电子显微镜图片的结论；用平皿计数法研究了时间和初始浓度对ZOCZ去除大肠杆菌的影响，接触时间和初始大肠杆菌浓度的研究说明了在25℃时ZOCZ对大肠杆菌的最大吸附量是4.34×106 CFU/g；进行了吸附的动力学和热力学研究来阐明去除的机制，拟二阶动力学和Freundlich等温线是最好的描述粘附作用的方法，在ZOCZ表面形成了多层大肠杆菌细胞。这些结果都说明了ZOCZ通过静电作用以及锌离子渗透到大肠杆菌细胞中两者结合来增强其摧毁和去除水中大肠杆菌细胞，显示了ZOCZ未来在净水行业应用的可行性。

2 饮用水配水系统中在线监测大肠杆菌

在饮用水管网系统中能发现细菌，真菌，酵母菌。管网系统并不是大范围供水的惰性系统，而更倾向作为与分配水相互作用的生物和化学反应器。在饮用水管网系统中偶然的微生物污染，包括饮用水源与污水管道交叉连接引起了极大的关注。除了交叉连接外，侵入是最普遍的微生物污染。侵入管网系统可能会影响水质好几天。如果污染物不能及时探測来采取相应的措施，消费者感染水传播的疾病几率便会大大的增加。

欧盟饮用水指令的监测项目需要定期监控和测试48种微生物，化学和指示剂参数。但监测项目的标准能低概率探测到粪便污染。因为饮用水污染可能造成严重的公众健康影响，显然需要提高监测配水系统中饮用水水质的方法。随后，需要用分析仪器最终确定饮用水中污染物的存在。所需的监测技术包括能快速探测水中微生物污染的在线方法。也需要增加饮用水中微生物污染的探测和确定几率。人们对利用微生物的物理特性作为一种方法来检测它们产生了极大的兴趣。然而，在水污染事件中，通常在水中还有其他杂质，不仅仅是微生物污染物，因此，观察到整体水质的恶化相比于尝试探测一种确定的微生物可能提供一个更好的解决方法。

在实验室中显示了确定的光学测量值，例如吸收光值，浊度和微粒计数能潜在的探测到饮用水中高细菌浓度。在模拟实验中用不同的物理化学参数能探测到饮用水中的杂质，例如游离氯，总有机碳，氧化还原点位，EC和氯化物的测量值。在一份研究中，可以推断出测量余氯的变化与培养的大肠杆菌和分枝杆菌的数量是相称的，虽然在105CFU/mL水平下不能监测出大肠杆菌的数量。Fass等人发现1-50%的注射细菌在数小时内吸附到本地细菌生物膜上。评价在线测量对饮用水水质的可行性极大的取决于远距离遥控和实时数据的输出。此外，这些数据需要通过决策者管理策略来实施。