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      保山市飲用水水源地水中的大腸桿菌分析

      2021-11-14 12:05:46楊廷彬張紹龍
      保山學(xué)院學(xué)報 2021年5期
      關(guān)鍵詞:埃希氏保山市大腸菌群

      楊 艷 楊廷彬 張紹龍 劉 超

      (保山市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心,云南 保山 678000)

      保山市位于橫斷山區(qū)西南部,是我國典型的邊境山地城市,可作為國家生態(tài)安全的重要屏障。然而,隨著城鎮(zhèn)化的推進,山地城市人口增加、工業(yè)區(qū)擴張、水源地減少,飲用水安全問題已日益突出[1]。病原微生物嚴重威脅人類健康,其中大腸菌群是飲用水最大的安全隱患。大腸桿菌(Escherichia coli)是最為常見的水體病原微生物,能引發(fā)嘔吐、嚴重的腹瀉和敗血癥等,因而檢測水源地大腸桿菌含量對于飲水安全尤為重要[2]。盡管如此,目前關(guān)于保山市飲用水水源地水中總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌的研究鮮見報道,對該市水源地總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌群分布情況知之甚少。本研究擬在保山市飲用水水源地取水樣,并分析其中總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌群的數(shù)量,研究結(jié)果對保障山地城市飲用水安全、制定水源保護政策具有積極的參考意義。

      1 材料與方法

      1.1 獲取水樣

      2019年7月-8月對保山市13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(板橋、丙麻、金雞、潞江、芒寬、蒲縹、水寨、瓦房、瓦馬、瓦窯、西邑、辛街和楊柳)共計48個水源地(圖1)進行采樣:用經(jīng)高溫滅菌的取樣瓶在距岸邊2 m水深15 cm處取水樣5 L,帶回實驗室于4℃避光保存?zhèn)溆?。樣本覆蓋了保山市90%的水源地。

      圖1 保山市13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)48個飲用水水源地的分布

      1.2 檢測方法

      總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌群的檢測方法參照《GB/T 5750.12-2006-生活飲用水標準檢驗方法-微生物指標》中的多管發(fā)酵法。

      1.3 數(shù)據(jù)分析方法

      為滿足正態(tài)性假設(shè),對總大腸菌群數(shù)量進行Log-10轉(zhuǎn)化。用單因素方差分析(One way-ANOVA)分別比較不同水源地總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)量的差異,用皮爾森相關(guān)性(Pearson correlation)檢驗分析總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)量兩兩之間的相互關(guān)系[3]。數(shù)據(jù)分析與作圖在R 3.6.2中完成[4]。

      2 研究結(jié)果

      2.1 不同水源地總大腸菌群數(shù)的比較

      對保山市不同水源地的飲用水進行總大腸菌群多管發(fā)酵法檢測,發(fā)現(xiàn)丙麻鄉(xiāng)的水源地(3個)總大腸菌群數(shù)量有較高的趨勢,總大腸菌群數(shù)達到730±617 MPN/100 mL,金雞鄉(xiāng)的水源地(3個)未檢出總大腸菌群(圖2);潞江鎮(zhèn)的水源地(3個)耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)量有較高的趨勢,分別為547±745 MPN/100 mL、94±105 MPN/100 mL,金雞鄉(xiāng)的水源地(3個)、辛街鄉(xiāng)的水源地(5個)均未發(fā)現(xiàn)耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌(圖2)。

      圖2 水樣中總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)量的分布

      單因素方差分析的結(jié)果表明,13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)水源地的總大腸菌群(F=1.416,P=0.191)、耐熱大腸菌群(F=1.934,P=0.054)和大腸埃希氏菌(F=1.528,P=0.148)菌落數(shù)量的差異在統(tǒng)計學(xué)上并不顯著(圖3)。但同一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同水源地的菌群間可能存在較大差異,如潞江鎮(zhèn)水源地(3個)間的總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)量波動最大,分別為:552±741 MPN/100 mL、547±745 MPN/100 mL、94±105 MPN/100 mL(圖3),而金雞鄉(xiāng)水源地(3個)間的總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)量波動最小,都為:0±0 MPN/100 mL(圖3)。

      圖3 水樣中總大腸菌群(A)、耐熱大腸菌群(B)及大腸埃希氏菌(C)的數(shù)量波動

      2.2 總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)的相互關(guān)系

      皮爾森相關(guān)性分析的結(jié)果表明,保山市不同飲用水水源地的總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌群的數(shù)量之間都呈顯著正相關(guān)關(guān)系,總大腸菌群數(shù)與耐熱大腸桿菌數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.76,總大腸菌群數(shù)與大腸埃希氏菌數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.73,而耐熱大腸桿菌數(shù)與大腸埃希氏菌數(shù)相關(guān)系數(shù)達到0.94(表1)。

      表1 保山市飲用水水源地總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌數(shù)的相互關(guān)系

      3 結(jié)論與討論

      保山市不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水源地總大腸菌群差異不顯著,大腸桿菌數(shù)量沒有本質(zhì)上的差異。對于這種結(jié)果有兩種可能的解釋:一方面,水資源擴散性強,具有較高的空間相關(guān)性,在保山市這種局域小尺度上不能觀察到水質(zhì)的顯著差異[5];另一方面,存在同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)不同水源地水中菌群數(shù)量之間差異大的情況(如圖3所示潞江鎮(zhèn)),可能掩蓋了鄉(xiāng)鎮(zhèn)間不同水源地的差異,因而以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元比較水質(zhì)可能不夠合理,建議在今后的研究中以生態(tài)系統(tǒng)類型為單元來比較水質(zhì)。此外,水中微生物類群的特點與水源地的氣候類型有關(guān),比如:潞江鎮(zhèn)3個水源地的耐熱大腸桿菌數(shù)有增加的趨勢;潞江鎮(zhèn)屬于干熱河谷,長期的高溫可能導(dǎo)致水環(huán)境中耐熱微生物的產(chǎn)生[6]。

      保山市飲用水水源地耐熱大腸桿菌、大腸埃希氏菌及總大腸菌群的數(shù)量間存在正相關(guān)關(guān)系,暗示總大腸菌群在水中存在協(xié)同關(guān)系??偞竽c菌群由水中獲取的資源有限,為了減少對資源的競爭,合理共享生存資源,一些菌群在生態(tài)習(xí)性與生理結(jié)構(gòu)上做出調(diào)整,表現(xiàn)為生態(tài)位的分化,甚至有些菌群在適應(yīng)水環(huán)境過程中與其他菌群在代謝途徑上功能互補[7]。由于水中不同大腸菌群數(shù)量存在相關(guān)性,建議在今后的研究或者檢測中適當減少相關(guān)性高的菌群監(jiān)測,如:耐熱大腸桿菌與大腸埃希氏菌只檢測其中一種即可,能降低研究或者檢測成本。

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