水中粪大肠菌群的四种监测方法的对比分析

摘要：粪大肠菌群作为一项能够反映水质卫生安全程度的因子，已成为水体污染评价的重要指标。目前，国内环境监测领域主流的测定方法有多管发酵法、纸片快速法、酶底物法和滤膜法四种。从原理、阳性判别方式、适用范围、检出限、方法特点和干扰因素等方面对上述4种方法进行对比论述，表明了4种方法所具有的特性，总结了实际工作中应当因地制宜选择合适的测定方法，有助于提升监测质量、提高工作效率。

关键词：粪大肠菌群多管发酵法纸片快速法酶底物法滤膜法

中图分类号：X832

ComparativeAnalysisofFourMonitoringMethodsforFecalColiformsinWater

YUWeiSHILingxi

EcologicalEnvironmentMonitoringCenterofChangzhou，Changzhou，JiangsuProvince，213000China

Abstract：Fecalcoliform，asafactorthatcanreflectwaterqualityandhealthsafety，hasbecomeanimportantindexofwaterpollutionevaluation.Atpresent，therearefourmainmethodsindomesticenvironmentalmonitoringfield：Multi-TubeFermentation，RapidPaperStripMethod，EnzymeSubstrateTechniqueandMembraneFilterMethod.Theabovefourmethodswerecomparedanddiscussedfromtheaspectsofprinciple，positiveidentificationmethod，applicationscope，detectionlimit，methodcharacteristicsandinterferencefactors，indicatingthecharacteristicsofthefourmethods，andsummarizingthepracticalworkshouldbeselectedaccordingtolocalconditions，which ;ishelpfultoimprovethemonitoringqualityandimproveworkefficiency.

KeyWords：Fecalcoliform;Multi-TubeFermentation;RapidPaperStripMethod;EnzymeSubstrateTechnique;MembraneFilterMethod

粪大肠菌群是生长于人和温血动物肠道中的一组肠道细菌，随粪便排出体外，约占粪便干重的1/3以上，故称为粪大肠菌群，其中，除一般正常细菌外，同时也会有一些肠道致病菌存在（如沙门氏菌、志贺氏菌等），一旦其污染了水源，水中超标的粪大肠菌群可引发人体肠道疾病（如腹泻、肠胃感染等）风险[1]。因此，开展水中粪大肠菌群的检测显得尤为重要，它能直接反映水质卫生安全性程度，关乎人体生命健康。目前，该参数已成为水体污染评价的重要的指标[2]。

目前，国内环境监测领域测定水中粪大肠菌群的国标方法有多管发酵法[3]、纸片快速法[4]、酶底物法[5]和滤膜法[6]。4种方法各有特点，在实际工作中根据不同的情况选用合适的测定方法很有必要，它有助于提高数据质量、提升工作效率。因此，本文将从方法原理、阳性判别方式、适用范围、检出限、方法特点和干扰因素等不同角度对上述四种分析方法进行对比论述，以期为监测人员因地制宜选用合适的分析方法提供参考。

1方法原理及阳性判别方式对比

由表1可知，水中粪大肠菌群测定的四种国标方法中，共同点是培养温度均为44.5℃，阳性结果均以样品接种、培养后的变色现象和（或）产气现象加以呈现并判别。但不同的测定方法对“粪大肠菌群”的定义却不尽相同，这是由于在不同的测定原理下，粪大肠菌群与各自适配的培养基发生反应所呈现的，且需要被捕捉并准确记录的特征不一致所致。因此，在实际水样测定过程中，应当根据所选用的具体方法，充分认识其反应原理，选用适配的培养基，实验过程中应仔细辨别粪大肠菌群在样品中反应前后不同的阳性呈现方式，从而准确判断、计数以得出可靠结果。

44.5℃培养24h，能产生β-半乳糖苷酶（β-D-galactosidase），分解选择性培养基中的邻硝基苯-β-D-吡喃半乳糖苷（ONPG）生成黄色的邻硝基苯酚的肠杆菌科细菌

荧光效应：生成黄色的邻硝基苯酚的肠杆菌科细菌，在紫外灯照射下产生荧光

滤膜法

44.5℃培养24h，能在MFC选择性培养基上生长，发酵乳糖产酸，并形成蓝色或蓝绿色菌落的肠杆菌科细菌

变色：产酸使指示剂变色，呈现蓝色或蓝绿色菌落

2方法适用范围和结果表示对比

2.1测定方法及适用范围

目前，国内环境监测领域主流测定水中粪大肠菌群的，4种国标方法如表2所示。其中，多管发酵法、酶底物法和滤膜法的应用范围较广，能够应用于地表水、地下水、生活污水、工业废水检测；而纸片快速法仅应用于地表水和废水，不能用于地下水的检测。

2.2计数方式与结果表示

多管发酵法、纸片快速法和酶底物法采用MPN法计数，它是一种以生物学理论和数学统计学理论为基础，通过正态分布的概率推断法将微生物数目确定在一定范围内的方法。而滤膜法采用直接计数特征菌落的方式，采用CFU（菌落形成单位）计。两者的区别为，CFU是直接计数得到的实际数值，用来衡量样品中微生物的实际数量；而MPN是一个估计值，用于描述在一定概率水平下，一个样本中被测定的微生物数量最可能是多少。

2.3方法检出限

滤膜法检出限最低，在实际操作过程中，理论上它可以不受取样量限制（只要水样不堵塞滤膜），因而可以测定较低浓度的水样；多管发酵法和酶底物法检出限稍高；纸片快速法检出限最高，达到20MPN/L。

3方法特点对比

3.1结果准确度

张会强等[7]、罗娅敏等[8]研究结果表明，分别用上述4种方法测定同一支粪大肠菌群标准定量菌株，结果均在标准值范围内。其中，多管发酵法和酶底物法的准确度整体优于纸片快速法和滤膜法。从结果的相关性上来看，多管发酵法、纸片快速法和酶底物法这3种方法的测定值经两两配对cf61aefb95a2ae6b37d34629d9287e3b后的泊松相关系数均表示为强相关，配对t检验后结果显示无显著差异。由于滤膜法采用的是直接菌落计数方式，其测定结果与其他3种方法测定值存在显著性差异，采用该方法时需与其他3种方法的结果进行可比性验证。

3.2操作复杂程度

多管发酵法操作最为繁琐，实验前需配制培养基，后要分装于大量试管中，初发酵实验后还要进行复发酵实验，且实验完成后需清洗大批试管，伴随着恶臭气味，工作强度最大，对分析人员的专业技能要求也最高；滤膜法同样需要配制培养基，但后续操作相对简单，仅需将待测水样进行过滤，后将滤膜放置于培养基中进行培养，整体操作复杂程度相较多管发酵法有所降低；纸片快速法和酶底物法采用的是市售专用的试剂耗材，仅需简单地向其内接种水样，因此操作最简单，对分析人员的专业技能要求也最低[9]。

3.3检测周期

多管发酵法至少需培养48h，整个实验周期甚至会高于72h；其他3种方法仅需培养24h，实验周期大大缩短了。

3.4环境要求

多管发酵法和滤膜法均需提供灭菌环境，实验全程均应处于无菌环境下操作，对环境要求最为严格；纸片快速法只需将移液、接种操作需置于无菌环境下；而酶底物法只需要取样加试剂，再用封口机密封，对实验室环境要求最低。

3.5经济成本

多管发酵法和滤膜法所用的实验器皿可重复使用，试剂自配，成本低廉；纸片快速法需购置专用一次性检验纸片，成本略高；酶底物法采用市售独特的培养基和专用试剂，属于消耗品，总成本最高。方法特点详情如表3所示。

4干扰因素分析

4种国标方法均对水样中的干扰因子进行了说明，表明了活性氯和重金属离子对粪大肠菌群测定结果的影响。此外，由于纸片快速法和酶底物法是依靠粪大肠菌群的显色现象特征来判别样品是否阳性，因此，邝小林研究了水样色度对上述两种方法测定结果的影响。

研究表明：对纸片快速法而言，随着水质色度的增加，可判读的阳性纸片数会逐渐减少，当样品色度增加到32倍时，已对纸片阳性的判读产生明显干扰[10]；对酶底物法而言，随着水质色度的增加，粪大肠菌群的可判读阳性孔数逐渐减少，其MPN检测值也随之变小。当样品色度达到64倍时，阳性孔数无法判读[11]。因此，针对颜色较深的水样，不宜选用纸片快速法和酶底物法进行测定。

5结语

综上所述，4种测定粪大肠菌群的方法均能满足环境监测领域多种样品类型的分析测试需求（纸片快速法测定地下水除外），且均能得出相对可靠的、具有一定可比性的数据结果。在实际工作中，面对不同任务类型的样品时，应当结合样品类型、性状、数量、客户需求等因素选择合适的分析方法以提升工作效率。多管发酵法适用于数量少，但准确度要求高的样品测定，如能力验证样品，实验室内外部质量活动等；纸片快速法和酶底物法适用于大批量样品的测试，可结合二者的经济成本、结果准确度、实验室环境条件等因素再进行细化选择；滤膜法具有较低的检出限且不受取样量大小的限制，适用于低浓度样品以及特定计数（CFU）需求的样品测试。

在实际工作中，还需准确把握每种方法的操作要点、做好质量控制，同时关注干扰因子（如活性氯、重金属和色度）的影响，方能使数据质量、工作效率提升至更高水平。

参考文献

[1]何敏，张亚娟，周艳红，等.水中粪大肠菌群检测方法的对比[J].净水技术，2018，37（9）：19-22.

[2]王前江，王怡，张馨文，等.粪大肠菌群酶底物法在环境监测中的应用[J].山东化工，2022，51（10）：209-211，214.

[3]生态环境部.水质粪大肠菌群的测定多管发酵法：HJ347.2—2018[S].北京：中国环境科学出版社，2019.

[4]环境保护部.水质总大肠菌群和粪大肠菌群的测定纸片快速法：HJ755—2015[S].北京：中国环境科学出版社，2015.

[5]生态环境部.水质总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠埃希氏菌的测定酶底物法：HJ1001—2018[S].北京：中国环境科学出版社，2018.

TIsW/Aoejbu9op8XL/srHJVbymaLEVmrzegw40YG3sE=[6]生态环境部.水质粪大肠菌群的测定滤膜法：HJ347.1—2018[S].北京：中国环境科学出版社，2018.

[7]张会强，徐锦岳，张秦铭，等.四种检验水中粪大肠菌群标准方法的对比研究[J].山东化工，2019，48（4）：67-72.

[8]罗娅敏，余颖，唐微微，等.检验水中粪大肠菌群的三种国标方法的对比研究[J].中国测试，2021，47（2）：63-67.

[9]李淑辉.酶底物法和多管发酵法在废水粪大肠菌群检测中的对比[J].中国资源利用，2023，41（8）：21-23.

[10]邝小林.基于纸片法评估水质样品的色度对粪大肠菌群测定的影响[J].低碳环保与节能减排，2023（9）：68-70.

[11]邝小林.水质样品的色度对酶底物法测定总大肠菌群、粪大肠菌群的影响[J].福建轻纺，2023，10（10）：25-28.