天津城乡地区河流水体中菌落总数和大肠菌群检测分析

刘 翔，鲁逸人，朗铁柱，黄建军

（天津大学 环境科学与工程学院，天津 300072）

随着城市不断发展与进步，河流环境受到人类活动的影响而不断恶化，影响了原本依赖于河流的农业、工业生产和居民生活。天津市是我国直辖市，也是华北地区重要的城市之一，天津市辖区内河道纵横，水流密集，随着经济的发展，工农业生产不断发展，导致对河流排污量不断增加，工农业污水以及生活污水的大量排放，使得河流环境污染日趋严重，尤其在夏季高温季节，河流水体内菌落大量滋生，严重影响河道水环境。菌落总数作为一般性的卫生指标，可以评价被测样品的微生物卫生状况和安全性。大肠菌群是国内外通用的食品污染常用指示菌之一。本研究以海河、津河、南运河和子牙河这四条天津市主要河流水体为研究对象，对近3年夏季河流水体的菌落总数和总大肠菌群进行了检测，并且分析了其在不同年份之间的差异，对4条河流的卫生状况进行了评估，可为天津市河流水质变化研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

水样分别取自位于天津市城乡接合部的南运河西青段和子牙河天津段，以及天津市区的海河天津段和津河4个点位，每个取样点采集距离河岸2米、深度约30厘米左右的水体。分别于2020年、2021年和2022年夏季采集水样，取样容器为已灭菌的500毫升蓝盖螺口玻璃瓶，每个取样点采集5次，每两次采样中间间隔一周。

1.2 试剂与耗材

培养基：营养琼脂培养基、乳糖蛋白胨培养基、EC肉汤培养基和伊红美蓝培养基（购于天津市江天化工）。

试验仪器：普通光学显微镜（重庆光学仪器厂）、恒温震荡培养箱（哈尔滨市东联电子技术开发有限公司）、超净工作台（苏州安泰空气技术有限公司）、立式蒸气压力灭菌器（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）等。

1.3 试验方法

菌落总数测定：以无菌操作取样品25毫升于225毫升无菌生理盐水中，充分振荡或研磨，制成1∶10的均匀稀释液。用1毫升灭菌吸管在“10-1”稀释液中来回吹吸菌悬液3次，进一步将菌体分散混匀，按此方法依次制成“10-2”～“10-8”菌液。用灭菌吸管移取1毫升稀释液于灭菌平皿中，每个稀释度作两个平皿。将45℃左右的营养琼脂培养基注入平皿约15毫升，并转动平皿混合均匀。等琼脂凝固后，将平皿倒置于36±1℃培养箱内培养24±2小时后取出。

总大肠菌群测定：初发酵试验取样和稀释的方法同菌落总数测定，选择3个稀释度，每个稀释度接种3管乳糖蛋白胨发酵管。36℃培养24～48小时，记录产酸产气情况。将产酸产气的发酵管分别划线接种于伊红美蓝琼脂平板上，36℃培养18～24小时。观察菌落形态，取典型菌落进行革兰氏染色，镜检。复发酵试验在上述伊红美蓝琼脂平板上挑取革兰氏阴性无芽孢杆菌菌落的另一部分接种于乳糖发酵管，每管可接种来自同一初发酵管的同类型菌落1～3个，36℃培养24小时，若产酸又产气，即为大肠菌群阳性。

2 结果与分析

2.1 不同河流水体中菌落总数的情况

由图1可知，津河河水的菌落总数在2020、2021和2022三个年度均明显高于南运河、海河和子牙河等其他3条河流，存在显著性差异（p<0.05）。而这3条河流水体的菌落总数之间没有显著的差异，其中海河水体的菌落总数在2020年时略高低于南运河和子牙河，随后的两年内三者之间差异不大。4条河流水体的菌落总数均逐年下降，2020年夏季河流水体菌落总数最高，津河的菌落总数下降幅度相对较大，水体微生物环境逐年改善；海河水体在2021年菌落总数下降也比较明显，之后略有上升但差异不大；南运河和子牙河变化相对较小。

图1 不同河流水体中菌落总数

2.2 不同河流水体中总大肠菌群的情况

总大肠菌群数可直接或间接地反映水体受到粪便污染的程度。从图2中可以看出，4条河流里均有总大肠菌群检出，其中津河水体中总大肠菌群数量相对较高，其他3条河流夏季总大肠菌群数之间在不同年度有所差异，2020年夏季海河总大肠菌群数高于南运河和子牙河，而2021和2022年子牙河水体总大肠菌群数最高，但整体来看差异不大。津河、南运河和海河水体中总大肠菌群呈现逐年下降的趋势，津河总大肠菌群数2021年下降幅度较大，2022年下降幅度较小，海河和南运河总大肠菌群数分别在2021和2022年大幅下降。子牙河中总大肠菌群数2020年较低，2021和2022年均明显升高。

图2 不同河流水体中总大肠菌群数

3 讨论与结论

河流在现代城市不断发展的同时，成为工业废水、生活污水排放的主要对象。部分企业的生产设备及工艺标准仍不够完善，工、农业生产而产生的废水处理不够充分，导致对所处区域的环境造成污染和威胁。同时，在主城区，大量生活污水的排放使得城市河道水体污染日趋严重，河流生态环境不断受到破坏，原有的生态格局已不复存在，随之而来的是河流的健康遭受威胁。根据近年来的观测资料，天津市城区海河以及其二级河道都发生了不同程度的黑臭现象，经过一段时间的努力治理，城市河道现状已有大量改观，但问题仍然存在。

本研究发现天津城乡不同地区河流的菌落总数差异比较明显，津河水系菌落总数明显高于其他3条河流。由于津河水系两岸居民居住密度较大，大量的生活有机污染物排入河中，并且河道治理程度不足，水环境问题较为突出。近些年，天津市开始实施清水工程，增加了河道治理的力度，津河河水水质得到逐年改善。从研究结果也可以看出，津河河水夏季的菌落总数和总大肠菌群数2020～2022年呈现逐年下降的趋势，而海河、子牙河和南运河河水微生物环境相对较好，其中海河河水菌落总数和总大肠菌群数均在2021年明显下降，说明其水质在逐渐改善。南运河和子牙河水菌落总数相对较稳定，但子牙河水总大肠菌群数在2021年后出现升高的趋势，可能是由于沿河两岸工农业生产以及居民活动增加，排污量增加有关，但具体原因还需进一步研究分析。