当前世界环境

介绍

最近观测到的高点大肠杆菌该研究所宿舍住宿居民的血液样本中的水平引起了极大关注。大肠菌群传统上被用作大肠杆菌饮用水源污染。虽然大肠菌群的检测可能不会造成严重影响，但它的存在表明存在其他引起疾病的生物体，或者可能在管道系统内形成一层细菌(生物膜)以及其他原因。人们关注饮用水生物膜的主要原因是管网中大肠菌群的生长。Pontius(1995)报道了1993年、1994年和1995年美国因配管网中大肠菌群生长而违反饮用水标准的事件。研究还表明，由于在饮用水成品中反复检测到大肠菌群，美国有近2000个系统存在严重的不合规性。最近的研究检查了来自90多个供水系统的数据，以确定导致饮用水中大肠菌群细菌发生的因素等, 1996;沃尔克等, 1996)。这些研究表明，饮用水中大肠菌群的出现与以下因素有关:过滤、温度、消毒剂类型、剩余可吸收有机碳水平、腐蚀控制和管道材料选择(Lechevallier)et al。, 1996;沃尔克et al。, 1996)。生物膜还可能导致消毒剂残留的损失、细菌水平的增加、溶解氧的减少、饮用水的味道和气味、铁或硫酸盐还原细菌造成的红水或黑水问题、微生物影响的腐蚀、水力粗糙度和材料寿命的缩短(characklis和marshal, 1990年)。生物膜的这些作用原则上取决于界面的物理化学条件，如pH值、氧浓度、氧化还原电位和离子强度等。有报道称，生物膜的存在会引起这些参数浓度的变化(www.efcweb.org)。研究表明，有冷水的系统会增加大肠菌群的数量。pH值对净化能力的影响已被广泛研究，在大多数情况下，据报道pH值在细菌死亡中起作用(Hirn)等。, 1980;Tejordoet al。, 1992)。饮用水管网中的生物膜是造成水质问题的主要原因。报告称，大多数人类持续感染，包括口腔、肺部、阴道和异物相关感染，都是基于生物膜的(Watnick和Kolter, 2000;Tumbarello等, 1996;Saify等.， 2013)也引起了我们对这项研究的关注。生物膜的一个重要特征是，单个微生物通过微生物排泄的聚合物质结合在一起，形成粘附基质(细胞内粘附多糖)，将生物膜结合在一起，使其能够附着在表面上，并可以作为包封物保护形成生物膜的菌落(Ghellai)等, 2014)。这种保护性包封被认为在最近经历的一些抗生素耐药感染中发挥了作用(Lewis, 2001年)。

因此，本项目以大肠菌群浓度为指标，研究煮沸温度对生活饮用水中可能形成的生物膜的影响。这项研究的结果将用于向社区内的水消费者宣传煮沸和过滤在预防常见水传播疾病中的重要性。

材料与方法

样品的收集和制备

本研究共使用了25个有代表性的样本。从女性宿舍、男性宿舍、高级员工宿舍和初级员工宿舍的5个水龙头中随机抽取5个样品，并从位于Effurun PTI路的不同商店购买了5个150cl的Eva水。样本是在凌晨从随机选择的20个水龙头中收集的。将样品分为A、B、C、D、e四组。A组样品为5瓶Eva瓶装水，作为对照。B组为贵族女学生宿舍(FSH)的饮用水。C组的样本取自男学生宿舍的5个水龙头，而D组和E组的样本分别取自高级教职员宿舍和初级教职员宿舍。立即对样品进行理化参数分析、生物膜及大肠菌群检测。部分负沸水样品在不处理氯和其他微生物耗氧抑制剂的情况下，孵育5天后测定溶解氧。剩余样品分类为A₁B₁C_1，D₁和E₁经煮沸、冷却、过滤、相同理化参数分析、定性生物膜和定量大肠菌群试验。煮沸和冷却后的样品也孵育5天，进行5天溶氧试验。

生物膜检测管法

Christensen描述的简单生物膜检测方法等1982年，美国国会通过了一项略作修改的法案。将怀疑含有试验生物的样品接种于含有1%葡萄糖的10 mL胰酶大豆肉汤中等.， 2006)在试管中。37ºC孵育24 h。孵育后，将试管滗出，用200µl磷酸盐缓冲盐水(pH 7.2)洗涤4次，并干燥。然后用结晶紫(0.1%w/v)染色et al。, 2003;Mathur等, 2006)。多余的污渍用去离子水洗净。管子在倒置位置干燥。根据对照样品的结果对试管法进行评分。当一层明显的膜排列在管壁和管底时，生物膜的形成被认为是阳性的。在本研究中，形成的生物膜的数量被评分为1分(弱/无)，2分(中等)，3分(高/强)。实验进行了三次，重复了三次(克里斯滕森)et al .,1982)。

大肠菌群的测定

采用Fernandez概述的多管技术测定大肠菌群浓度等, 1992年。样品中大肠菌群的检测培养基分别为假定阶段、确认阶段和完成阶段的月桂基胰蛋白酶肉汤、亮绿色乳糖胆汁肉汤和伊红亚甲基蓝。样品在35±0.5℃下孵育⁰C作用24小时±2小时，48小时±3小时，24小时±2小时，分别检测大肠菌群测定的三个阶段的气体形成情况。大肠杆菌鉴定报告为CFU/100ml。

物理化学性质的测定

本研究选取的理化参数是按照饮用水可接受水质评价的多屏障政策来选择的，建议将总大肠菌群的监测与其他指标相结合。水样的pH值在煮沸前和研究结束时在塑料瓶底部切割前测定。水样的pH值使用数字型号Jenway 3520 pH计在26±2下测定^oC (aoac, 2000)。电导率、电阻率、盐度和TDS采用氯化钾校准多7兆托莱多电导率仪测定。在20℃孵育前，使用Jenway 9500溶解氧计，根据改进的起皱剂和膜探针法(由起皱剂于1888年首次提出，并由美国环保局在其2007年SOP中修订)分析溶解氧(DO)^oC为第5天DO分析。根据ASTMD 5907-10对水中可过滤物质和不可过滤物质进行重量分析，由Adeogun概述et al。, 2011年。

统计分析

使用INSTAT®统计软件对数据进行分析。结果表3.1、3.2和3.3给出了未煮沸和加煮沸饮用水的理化参数和大肠菌群数量。对于正沸水，25个样品均不含生物膜和大肠菌群;而对于负沸水，0.99%的样品经大肠菌群细菌测试后，均不含生物膜和大肠菌群。负沸水和正沸水中生物膜存在的定性分析结果见表3.1。

表3.1:PTI中负沸水和正沸水的定性生物膜试验 点击这里查看表格

负沸点卵泡刺激素样品在生物膜测试的五管中有一管显示中度染色。在生物膜检测前煮沸同一样品，0.1%结晶紫未染色(表3.1)。表3.2表示从研究所及其周边5个地点提取的减沸水中所调查的大肠菌群与理化参数的关系

表3.2:大肠菌群之间的关系 的理化参数 在PTI中减去煮沸的饮用水样品。 点击这里查看表格

表3.3给出了大肠菌群数量与5个不同地点的饮用水样本与PTI群落的关系

表3.3:大肠菌群之间的关系 的计数和理化参数 在PTI社区煮沸饮用水 点击这里查看表格

讨论

本研究考察了沸点温度对饮用水生物膜形成和水质的影响。pH值被用作衡量水是否适合某一特定用途的指标(Adeogun)等, 2011;Jonnalagadda and Mhere, 2001)。通过对表3.2的检查，可以发现pH值一直很低。这可能是由于尼日利亚尼日尔三角洲地区的石油勘探和开采活动产生酸雨后，水的酸性。这与(Efe和Mogborukor, 2012)的工作一致，他们证明了原油精炼过程中气体燃烧产生的酸雨对尼日尔三角洲水质的影响。水样经煮沸处理后pH值升高，但无统计学意义(P>0.05)。溶解氧浓度高，生产力高，污染少。本研究中，女宿舍的负沸水样本(表3.2)的溶解氧浓度相对于相应的正沸水样本(表3.3)的溶解氧浓度下降，可能是污染的迹象。但二者差异不显著(P>0.05)，均在WHO饮用水可接受限值内。水电导率的测量是连续监测净水系统性能趋势的一种典型方法。电导率是衡量水通过电流的能力。 Pure water is said to be a low conductor of electric current. The observed high concentration of electrical conductivity of minus-boiling potable water sample from the female hostel and all water sample analyzed relative to the control, Eva bottled water could also be an indication of contamination. Although, values obtained fall within WHO acceptable limit for potable water (2004). Conductivity is used as an estimation of total dissolved solids in water. The high levels of electrical conductivity observed in all samples of minus-boiling potable water relative to the control, Eva bottled water, could be due to the high levels of total dissolved solids of the same groups. Increase water temperature has been reported to reduce dissolve oxygen (DO) content of water. The low value obtained for DO of plus-boiling water relative to its minus-boiling water values could be due to boiling. Albeit, dissolved oxygen is not usually considered as a parameter for potable water analysis but in this study we investigated the DO value for day 1 and 5 to enable us ascertain that our suspicion regarding coliform bacteria presence especially in the FSH sample that showed a mild positive result in biofilm screening was incorrect. The dissolved oxygen values for boiled water, day1 and day 5 were almost equal. This could be that the minute biological agents in the minus boiling potable water sample was destroyed by the boiling process. Boiling also reduced the values obtained for total dissolved solids. This could imply that certain non filterable solute in the sample may have been precipitated out at boiling temperature. The low values recorded for total suspended solid in the plus-boiling potable water samples groups may possibly be because of the filteration carried out on the samples after boiling. In this study, salinity values were the same for minus boiling and plus boiling water samples irrespective of the source while resistivity value was reduced significantly (P<0.05) in plus boiling groups relative to the minus-boiling potable water samples. Except for pH values and the qualitative biofilm test result, values obtained in this study fall within the WHO standard for drinking water (2004).

结论

根据我们的研究结果，本研究提倡在研究所内煮沸饮用水，以预防和管理水传播疾病。对这项研究结果的另一种解释可能意味着研究所饮用水源可能没有得到充分处理，因为大肠菌群可以在储存系统生物膜中增殖，而在女性宿舍的低沸水样本中观察到适度的生物膜存在。一个问题是机会致病菌是否会扩散。

Aknowledgement

作者感谢三角洲州埃夫伦石油培训学院石油分析实验室的所有工作人员在本研究过程中提供了必要的实验室协助。

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