微生物檢測技術(shù)在生活飲用水檢驗中的應(yīng)用研究

◎ 舒高林

（北京市昌平區(qū)疾病預(yù)防控制中心，北京 102200）

在當代社會中，生活飲用水的質(zhì)量是人們關(guān)注的重要問題之一。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，水源受到了越來越多的污染，微生物污染成為其中一個主要問題。被微生物污染的飲用水，會對人體健康帶來嚴重風(fēng)險。因此，了解和應(yīng)用有效的微生物檢測技術(shù)，可以保證生活飲用水的安全性和衛(wèi)生性。

1 生活飲用水微生物檢驗概述

生活飲用水微生物檢驗是指對生活飲用水中的微生物進行檢測和分析，以評估水質(zhì)的衛(wèi)生狀況是否符合標準[1]。生活飲用水微生物檢驗是確保飲用水衛(wèi)生安全的重要環(huán)節(jié)，其主要通過使用不同的技術(shù)和方法，對微生物污染進行監(jiān)測和評估。

生活飲用水微生物檢驗的目的是保證飲用水的衛(wèi)生安全，保護公眾健康。通過定期的微生物檢驗，可以及時發(fā)現(xiàn)和控制潛在的微生物污染問題，預(yù)防水源受到嚴重污染并引發(fā)疾病傳播。此外，微生物檢驗還可以評估水處理過程的效果，為水源質(zhì)量的進一步改善提供重要的參考依據(jù)。

微生物檢驗中，常見的目標微生物包括細菌、真菌和病毒等[2]。常見的微生物指標包括菌落總數(shù)、腸道致病菌（如大腸桿菌）、耐熱大腸菌群、腸球菌、產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌、沙門氏菌和霍亂弧菌、諾如病毒等。通過監(jiān)測這些微生物指標，可以判斷飲用水是否受到了人類或溫血動物糞便污染，以及其他微生物來源的影響[3]。

2 微生物檢測技術(shù)在生活飲用水檢驗中的價值

（1）微生物檢測技術(shù)能夠提供準確的水質(zhì)評估。微生物檢測技術(shù)能夠快速而準確地檢測和鑒定水樣中的微生物，包括細菌、病毒等。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法需要較長的時間和較多的人力物力成本，而且檢測結(jié)果也不一定具備準確性，存在人為誤差。因此，微生物檢測技術(shù)作為一種更有效、更科學(xué)的水質(zhì)評估方法，不僅可以準確識別各種微生物，確定其種類和數(shù)量，還能追溯污染源，幫助人們更好地了解水質(zhì)的實際情況，有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決水污染隱患，減少相關(guān)疾病的發(fā)生，保障人們的健康和安全。

（2）微生物檢測技術(shù)能夠保障飲用水的健康安全。微生物污染是飲用水相關(guān)疾病暴發(fā)的主要原因之一。通過將微生物檢測技術(shù)應(yīng)用于飲用水領(lǐng)域，可以有效地監(jiān)測和評估水源地、水處理過程和供水管網(wǎng)中的微生物污染情況。通過對水樣中微生物的檢測和分析，能夠快速準確地確定水質(zhì)是否符合衛(wèi)生標準。這種及時性的檢測和反饋機制有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在的飲用水污染問題，并采取相應(yīng)的措施加以解決，防止人們因飲用受污染水源而引發(fā)消化道感染、呼吸道感染、皮膚感染等疾病，對于保障公眾健康至關(guān)重要。

（3）微生物檢測技術(shù)在環(huán)境保護和衛(wèi)生管理方面發(fā)揮著重要作用。微生物檢測技術(shù)可以用于監(jiān)測和評估環(huán)境中的水源情況，通過了解水源中微生物的存在狀況，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理污染源，保護水資源環(huán)境的安全性。此外，微生物檢測技術(shù)還可以應(yīng)用于衛(wèi)生管理，例如，在酒店供水系統(tǒng)檢測中使用，以確保公共場所的衛(wèi)生安全[4-5]。

3 檢測方法

3.1 多管發(fā)酵法

多管發(fā)酵法是根據(jù)大腸菌群能發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的特征，檢測水樣中大腸菌群的方法。多管發(fā)酵法具有以下優(yōu)點：①靈敏度高。多管發(fā)酵法能夠檢測出低濃度的目標微生物，對微量的目標微生物具有較高的靈敏性。②相對簡單。操作流程相對簡單，不需要過多的復(fù)雜設(shè)備和技術(shù)支持。③成本低廉。其所需的實驗材料和設(shè)備成本較低，實驗資源有限時表現(xiàn)突出。

然而，多管發(fā)酵法也有以下缺點：①時間較長。多管發(fā)酵法需要一定的培養(yǎng)時間，通常需要數(shù)天到數(shù)周的時間才能得到結(jié)果。②可靠性易受影響。結(jié)果可能受到微生物菌株的選擇、培養(yǎng)條件等因素影響，導(dǎo)致結(jié)果的可靠性有所波動。

以檢測飲用水樣品中耐熱大腸桿菌群為例，通常需要采取以下步驟。①從總大腸菌群的乳糖發(fā)酵試驗中選擇陽性管，取1 滴轉(zhuǎn)種于可以促進耐熱大腸菌群生長的含有乳糖的EC 培養(yǎng)基中。②將含有轉(zhuǎn)種菌液的EC 試管放置于44.5 ℃的水浴箱中培養(yǎng)（24±2）h。③觀察試管變化，如果所有試管均不產(chǎn)生氣體，則可以報告為陰性，即未檢測到耐熱大腸菌群；如果有產(chǎn)氣的試管存在，則需進行進一步的確認。④對于產(chǎn)氣的試管，將其中的轉(zhuǎn)種液接種于伊紅美藍瓊脂平板上，再次置于44.5 ℃下培養(yǎng)18～24 h。⑤經(jīng)過培養(yǎng)后，如果平板上出現(xiàn)了金屬光澤或者紫色的群落，則可以確認該樣品中存在耐熱大腸菌群，并報告為陽性結(jié)果。

3.2 濾膜法

濾膜法可通過微孔濾膜過濾、分離待檢測樣品，并對濾膜上的微生物進行定量分析。該方法可借助于濾膜的孔徑進行精確分離，得到含有總大腸菌群的濾膜，并進一步分析確定微生物的含量。

濾膜法有以下優(yōu)點：①高精度。濾膜法能夠?qū)崿F(xiàn)對目標物質(zhì)的精確分離和定量分析，因此具有較高的準確性。通過選擇合適的濾膜孔徑，可以對待測樣品中的總大腸菌群進行有效篩選，從而提供可靠的分析結(jié)果。②可靠性強。濾膜法具有較好的重復(fù)性和可再現(xiàn)性，同時，濾膜還可以保存一定時間，便于后續(xù)分析和確認。③操作簡單。操作流程簡單，只需準備好濾膜、培養(yǎng)基，按照指定操作步驟進行操作即可[6]。

濾膜法缺點如下：①操作復(fù)雜。濾膜法需要精確的操作技術(shù)和專業(yè)的設(shè)備支持，相對比較復(fù)雜。正確地選擇和安裝濾膜、控制樣品過濾速度等步驟，都需要較高的操作技術(shù)水平，因此，對于操作人員的要求較高。②耗時較長。樣品的過濾和后續(xù)處理需要一定的時間，同時需要進行多個步驟。因此，相對于其他快速分析方法，濾膜法可能需要更長的時間。

以檢測水樣中的總大腸菌群為例，濾膜法通常需要采取以下步驟。①在進行實驗前需要收集飲用水樣品，并確保樣品具有代表性。②使用0.45 μm 孔徑大小的滅菌濾膜進行過濾水樣，使總大腸桿菌群能夠被截留在滅菌濾膜上。③將濾膜緊貼在品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基上，總大腸菌群培養(yǎng)適宜溫度為37 ℃，為保證菌群的生長，需要放入恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)至少24 h。④挑選紫紅色具有金屬光澤的菌落進行革蘭氏染色和鏡檢，若結(jié)束后產(chǎn)氣，則判為總大腸菌群陽性。之后再根據(jù)濾膜上生長的總大腸菌群數(shù)量，結(jié)合初始水樣的體積，計算出每100 mL 水樣中的總大腸菌群數(shù)，并進行相應(yīng)的報告。

3.3 酶底物法

酶底物法是一種通過酶與其底物之間的特異性反應(yīng)檢測大腸埃希氏菌存在的方法[7-8]。酶底物法的優(yōu)點如下：①高靈敏度。酶底物法具有較高的靈敏度，可以檢測到低濃度的大腸埃希氏菌，在微量分析和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。②反應(yīng)速度快。酶底物法的反應(yīng)時間較短，只需幾分鐘即可得到結(jié)果，可以實現(xiàn)快速分析和實時監(jiān)測。③定量準確。通過測定反應(yīng)產(chǎn)物的量，可以精確地定量大腸埃希氏菌。

盡管酶底物法具有許多優(yōu)點，但也存在以下缺點：①特異性要求高。酶底物法對于底物與目標物質(zhì)之間的特異性要求較高，需選擇適合的酶和底物組合，對于一些復(fù)雜的樣品分析可能存在挑戰(zhàn)。②實驗設(shè)備要求較高。酶底物法需配備專門的酶檢測儀器或分析設(shè)備，且對實驗條件有一定的要求，無形中增加了實驗成本和技術(shù)要求，限制了其在特定場景下的應(yīng)用。

以檢測生活飲用水中大腸埃希氏菌為例，酶底物法通常需要采取以下步驟。①收集100 mL 污染情況較輕的水作為樣本，如果污染情況較重，可以從樣本中取10 mL水樣進行稀釋。②取用一個滅菌干燥的稀釋瓶，并用量筒量取100 mL 水樣倒入稀釋瓶內(nèi)。用天平稱取2.2～3.2 g 的MMO-MUG 培養(yǎng)基粉末加入稀釋瓶中，上下混合搖勻，使粉末充分溶解。接著將培養(yǎng)瓶瓶身擦拭干凈，放入預(yù)熱好的培養(yǎng)箱中，進行（36±1）℃下的24 h 培養(yǎng)。③培養(yǎng)完成后，觀察培養(yǎng)基的顏色變化。如果水樣中存在大腸埃希氏菌，則培養(yǎng)基會呈現(xiàn)黃色。④為了進一步確定結(jié)果，需要將分解了色原底物而使培養(yǎng)基變成黃色的水樣放置在沒有光線的地方，然后使用波長為366 nm 的紫外光燈進行照射，如果水樣內(nèi)有藍色熒光產(chǎn)生，表明水樣中存在大腸埃希氏菌，即發(fā)生了陽性反應(yīng)[9]。

4 結(jié)語

多管發(fā)酵法、濾膜法和酶底物法作為常用的檢測技術(shù)，在不同的應(yīng)用場景中具有獨特的優(yōu)勢。例如，多管發(fā)酵法適用于微生物代謝產(chǎn)物檢測，濾膜法適用于顆粒物或微生物的分離與定量，酶底物法適用于目標物質(zhì)與酶之間的特異性反應(yīng)。未來，希望相關(guān)研究能進一步優(yōu)化微生物檢測技術(shù)，提高其準確性、快速性和靈敏度，并發(fā)展出智能化的微生物檢測設(shè)備和系統(tǒng)，形成多維、全面的飲用水檢驗體系，以提高檢測的自動化程度，降低人為誤差。