天津城鄉(xiāng)地區(qū)河流水體中菌落總數(shù)和大腸菌群檢測(cè)分析

劉 翔，魯逸人，朗鐵柱，黃建軍

（天津大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072）

隨著城市不斷發(fā)展與進(jìn)步，河流環(huán)境受到人類活動(dòng)的影響而不斷惡化，影響了原本依賴于河流的農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)和居民生活。天津市是我國(guó)直轄市，也是華北地區(qū)重要的城市之一，天津市轄區(qū)內(nèi)河道縱橫，水流密集，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，導(dǎo)致對(duì)河流排污量不斷增加，工農(nóng)業(yè)污水以及生活污水的大量排放，使得河流環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，尤其在夏季高溫季節(jié)，河流水體內(nèi)菌落大量滋生，嚴(yán)重影響河道水環(huán)境。菌落總數(shù)作為一般性的衛(wèi)生指標(biāo)，可以評(píng)價(jià)被測(cè)樣品的微生物衛(wèi)生狀況和安全性。大腸菌群是國(guó)內(nèi)外通用的食品污染常用指示菌之一。本研究以海河、津河、南運(yùn)河和子牙河這四條天津市主要河流水體為研究對(duì)象，對(duì)近3年夏季河流水體的菌落總數(shù)和總大腸菌群進(jìn)行了檢測(cè)，并且分析了其在不同年份之間的差異，對(duì)4條河流的衛(wèi)生狀況進(jìn)行了評(píng)估，可為天津市河流水質(zhì)變化研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

水樣分別取自位于天津市城鄉(xiāng)接合部的南運(yùn)河西青段和子牙河天津段，以及天津市區(qū)的海河天津段和津河4個(gè)點(diǎn)位，每個(gè)取樣點(diǎn)采集距離河岸2米、深度約30厘米左右的水體。分別于2020年、2021年和2022年夏季采集水樣，取樣容器為已滅菌的500毫升藍(lán)蓋螺口玻璃瓶，每個(gè)取樣點(diǎn)采集5次，每?jī)纱尾蓸又虚g間隔一周。

1.2 試劑與耗材

培養(yǎng)基：營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、乳糖蛋白胨培養(yǎng)基、EC肉湯培養(yǎng)基和伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基（購(gòu)于天津市江天化工）。

試驗(yàn)儀器：普通光學(xué)顯微鏡（重慶光學(xué)儀器廠）、恒溫震蕩培養(yǎng)箱（哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司）、超凈工作臺(tái)（蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司）、立式蒸氣壓力滅菌器（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）等。

1.3 試驗(yàn)方法

菌落總數(shù)測(cè)定：以無(wú)菌操作取樣品25毫升于225毫升無(wú)菌生理鹽水中，充分振蕩或研磨，制成1∶10的均勻稀釋液。用1毫升滅菌吸管在“10-1”稀釋液中來(lái)回吹吸菌懸液3次，進(jìn)一步將菌體分散混勻，按此方法依次制成“10-2”～“10-8”菌液。用滅菌吸管移取1毫升稀釋液于滅菌平皿中，每個(gè)稀釋度作兩個(gè)平皿。將45℃左右的營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基注入平皿約15毫升，并轉(zhuǎn)動(dòng)平皿混合均勻。等瓊脂凝固后，將平皿倒置于36±1℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24±2小時(shí)后取出。

總大腸菌群測(cè)定：初發(fā)酵試驗(yàn)取樣和稀釋的方法同菌落總數(shù)測(cè)定，選擇3個(gè)稀釋度，每個(gè)稀釋度接種3管乳糖蛋白胨發(fā)酵管。36℃培養(yǎng)24～48小時(shí)，記錄產(chǎn)酸產(chǎn)氣情況。將產(chǎn)酸產(chǎn)氣的發(fā)酵管分別劃線接種于伊紅美藍(lán)瓊脂平板上，36℃培養(yǎng)18～24小時(shí)。觀察菌落形態(tài)，取典型菌落進(jìn)行革蘭氏染色，鏡檢。復(fù)發(fā)酵試驗(yàn)在上述伊紅美藍(lán)瓊脂平板上挑取革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌菌落的另一部分接種于乳糖發(fā)酵管，每管可接種來(lái)自同一初發(fā)酵管的同類型菌落1～3個(gè)，36℃培養(yǎng)24小時(shí)，若產(chǎn)酸又產(chǎn)氣，即為大腸菌群陽(yáng)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同河流水體中菌落總數(shù)的情況

由圖1可知，津河河水的菌落總數(shù)在2020、2021和2022三個(gè)年度均明顯高于南運(yùn)河、海河和子牙河等其他3條河流，存在顯著性差異（p<0.05）。而這3條河流水體的菌落總數(shù)之間沒(méi)有顯著的差異，其中海河水體的菌落總數(shù)在2020年時(shí)略高低于南運(yùn)河和子牙河，隨后的兩年內(nèi)三者之間差異不大。4條河流水體的菌落總數(shù)均逐年下降，2020年夏季河流水體菌落總數(shù)最高，津河的菌落總數(shù)下降幅度相對(duì)較大，水體微生物環(huán)境逐年改善；海河水體在2021年菌落總數(shù)下降也比較明顯，之后略有上升但差異不大；南運(yùn)河和子牙河變化相對(duì)較小。

圖1 不同河流水體中菌落總數(shù)

2.2 不同河流水體中總大腸菌群的情況

總大腸菌群數(shù)可直接或間接地反映水體受到糞便污染的程度。從圖2中可以看出，4條河流里均有總大腸菌群檢出，其中津河水體中總大腸菌群數(shù)量相對(duì)較高，其他3條河流夏季總大腸菌群數(shù)之間在不同年度有所差異，2020年夏季海河總大腸菌群數(shù)高于南運(yùn)河和子牙河，而2021和2022年子牙河水體總大腸菌群數(shù)最高，但整體來(lái)看差異不大。津河、南運(yùn)河和海河水體中總大腸菌群呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，津河總大腸菌群數(shù)2021年下降幅度較大，2022年下降幅度較小，海河和南運(yùn)河總大腸菌群數(shù)分別在2021和2022年大幅下降。子牙河中總大腸菌群數(shù)2020年較低，2021和2022年均明顯升高。

圖2 不同河流水體中總大腸菌群數(shù)

3 討論與結(jié)論

河流在現(xiàn)代城市不斷發(fā)展的同時(shí)，成為工業(yè)廢水、生活污水排放的主要對(duì)象。部分企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及工藝標(biāo)準(zhǔn)仍不夠完善，工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的廢水處理不夠充分，導(dǎo)致對(duì)所處區(qū)域的環(huán)境造成污染和威脅。同時(shí)，在主城區(qū)，大量生活污水的排放使得城市河道水體污染日趨嚴(yán)重，河流生態(tài)環(huán)境不斷受到破壞，原有的生態(tài)格局已不復(fù)存在，隨之而來(lái)的是河流的健康遭受威脅。根據(jù)近年來(lái)的觀測(cè)資料，天津市城區(qū)海河以及其二級(jí)河道都發(fā)生了不同程度的黑臭現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力治理，城市河道現(xiàn)狀已有大量改觀，但問(wèn)題仍然存在。

本研究發(fā)現(xiàn)天津城鄉(xiāng)不同地區(qū)河流的菌落總數(shù)差異比較明顯，津河水系菌落總數(shù)明顯高于其他3條河流。由于津河水系兩岸居民居住密度較大，大量的生活有機(jī)污染物排入河中，并且河道治理程度不足，水環(huán)境問(wèn)題較為突出。近些年，天津市開(kāi)始實(shí)施清水工程，增加了河道治理的力度，津河河水水質(zhì)得到逐年改善。從研究結(jié)果也可以看出，津河河水夏季的菌落總數(shù)和總大腸菌群數(shù)2020～2022年呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，而海河、子牙河和南運(yùn)河河水微生物環(huán)境相對(duì)較好，其中海河河水菌落總數(shù)和總大腸菌群數(shù)均在2021年明顯下降，說(shuō)明其水質(zhì)在逐漸改善。南運(yùn)河和子牙河水菌落總數(shù)相對(duì)較穩(wěn)定，但子牙河水總大腸菌群數(shù)在2021年后出現(xiàn)升高的趨勢(shì)，可能是由于沿河兩岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及居民活動(dòng)增加，排污量增加有關(guān)，但具體原因還需進(jìn)一步研究分析。