專利名稱：一種利用水中顆粒數(shù)來估計(jì)水中細(xì)菌數(shù)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飲用水處理和衛(wèi)生領(lǐng)域，具體涉及一種利用水中顆粒數(shù)來估計(jì)水中細(xì) 菌數(shù)量的方法。
背景技術(shù)：
天然水體等水源水中存在病原微生物。如果不能對水中這些病原微生物進(jìn)行有效 控制，則有可能爆發(fā)大規(guī)模的介水傳染病。如歷史上曾經(jīng)因居民飲用不潔凈的飲用水導(dǎo)致 了霍亂、傷寒等傳染性疾病的大爆發(fā)，造成大量人員死亡的案例。因此，病原微生物的去除 是飲用水處理的重點(diǎn)內(nèi)容。由于大部分病原微生物為細(xì)菌，故此細(xì)菌的去除和控制就成為 飲用水處理的重要任務(wù)。我國飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB-5749-2006)將微生物指標(biāo)列為第一類，在常 規(guī)指標(biāo)中設(shè)置了菌落總數(shù)和總大腸菌群等四項(xiàng)必須檢測的指標(biāo)，在非常規(guī)指標(biāo)中則設(shè)置了 甲第鞭毛蟲和隱孢子蟲兩類。這足以說明控制飲用水中病原微生物的重要性。欲要對飲用水中細(xì)菌進(jìn)行有效控制，必須知道其在水中的數(shù)量。因此，檢測水中細(xì) 菌的數(shù)量就成為飲用水的處理和衛(wèi)生管理的基礎(chǔ)性工作。然而，長期以來，飲用水中細(xì)菌的 檢測方法都是基于生物學(xué)原理。如對于菌落總數(shù)的檢驗(yàn)，國家標(biāo)準(zhǔn)GBT5750. 12-2006規(guī)定 的平皿計(jì)數(shù)法即是將飲用水中細(xì)菌培養(yǎng)48h，然后數(shù)出平皿上形成的菌落數(shù)，并以每個(gè)菌落 代表水中的一個(gè)細(xì)菌。然而，這種廣泛使用的基于細(xì)菌生長原理的測定方法雖然相對準(zhǔn)確， 但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且對操作人員的技術(shù)水平要求高。其他的諸如DAPI計(jì)數(shù)的方法雖然迅速， 但費(fèi)用較高，不能區(qū)別細(xì)菌的死活，測定結(jié)果誤差較大。另外，DAPI計(jì)數(shù)使用了有毒試劑， 對操作人員的健康有潛在的危害。由此來看，亟需一種簡單、容易操作、安全的方法，來檢測 飲用水中細(xì)菌的數(shù)量。此外，濁度是衡量飲用水水質(zhì)的重要綜合性指標(biāo)。在飲用水處理的早期階段，濁度 指標(biāo)被認(rèn)為是一項(xiàng)物理性的感官指標(biāo)，用來表示水的渾濁程度?？墒请S著水化學(xué)的深入研 究。逐漸發(fā)現(xiàn)濁度實(shí)際上反映了水中膠體類顆粒的性質(zhì)，反映了水中膠體類顆粒的數(shù)量和 大小以及粒徑分布等。細(xì)菌的大小也在膠體粒徑的范圍之內(nèi)，因此濁度指標(biāo)也在一定程度 上反映了水中細(xì)菌的多少。由此角度，國內(nèi)外一些飲用水處理專家甚至建議將濁度指標(biāo)作 為一項(xiàng)微生物指標(biāo)來對待。長期以來，濁度的測量均是基于光學(xué)原理，即利用水中膠體顆粒的光學(xué)效應(yīng)測定 濁度的大小。但是，當(dāng)水的濁度在INTU以下時(shí)，一般濁度儀的精度往往不能滿足要求。而 隨著對飲用水水質(zhì)要求的提高，對濁度指標(biāo)的要求越來越高，如我國現(xiàn)行的飲用水標(biāo)準(zhǔn) (GB-5749-2006)要求濁度小于1NTU。而國內(nèi)不少飲用水處理水廠提出了出廠水濁度控制 在0. 5NTU的要求。顯然，當(dāng)水的濁度低于INTU時(shí)，基于光學(xué)原理的濁度測量方法已經(jīng)很難 適合，于是直接測定水中顆粒數(shù)的顆粒計(jì)數(shù)儀應(yīng)運(yùn)而生。作為濁度儀的替代產(chǎn)品或補(bǔ)充產(chǎn) 品，顆粒計(jì)數(shù)儀已經(jīng)在飲用水處理中獲得廣泛應(yīng)用。與濁度儀相同，顆粒計(jì)數(shù)也具有簡單快 捷的特點(diǎn)，且可以在線測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的飲用水中細(xì)菌數(shù)量的估計(jì)方法。該方法可用于 瓶裝水、飲水機(jī)、給水處理廠及給水管網(wǎng)水、建筑給水水箱等生活飲用水以及江河湖泊地表 水、地下水中細(xì)菌和大腸桿菌的估計(jì)，也可用于濁度小于0. 5NTU的其他工業(yè)用水中細(xì)菌和 大腸桿菌的數(shù)量估計(jì)。另外，也可用于甲第鞭毛蟲和隱孢子蟲等原生動(dòng)物類致病微生物的 計(jì)數(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用水中顆粒數(shù)來估計(jì)水中細(xì)菌數(shù)量的方法，其特征 在于首先，對于濁度低于INTU的飲用水、江河湖泊地表水、地下水以及濁度小于0. 5NTU的 工業(yè)用水，利用顆粒計(jì)數(shù)儀測定水中一定粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，同時(shí)測定其細(xì)菌數(shù)量(如 菌落總數(shù)、總大腸菌群等)；經(jīng)過多次測量積累符合統(tǒng)計(jì)要求的一定量數(shù)據(jù)后，建立起細(xì)菌 數(shù)量和所述一定粒徑范圍內(nèi)顆粒數(shù)的函數(shù)關(guān)系；之后，利用所述函數(shù)關(guān)系，通過由顆粒計(jì)數(shù) 儀測出的所述一定粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，估算出水中的細(xì)菌數(shù)量。由于細(xì)菌種類繁多，且形態(tài)迥異，因此不同的細(xì)菌之間大小差別很大。但絕大多數(shù) 細(xì)菌的大小在0.5 5微米之間。而這正是顆粒計(jì)數(shù)儀的可測范圍。因此，通過對水中不 同粒徑大小的顆粒數(shù)進(jìn)行測量，可間接反映水中細(xì)菌的數(shù)量。水中的顆粒除了細(xì)菌外，更多 的是非生命的顆粒物質(zhì)，因此水中的顆粒與水中的細(xì)菌在數(shù)量上不會(huì)相等。但對于濁度低 于INTU的飲用水，水中的顆粒粒徑、顆粒數(shù)量和變化幅度均較小，與非生命顆粒數(shù)量比較， 細(xì)菌的數(shù)量相對增加。因此當(dāng)水中細(xì)菌的數(shù)量變化時(shí)，某粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)也會(huì)隨之變 化，二者具有相關(guān)性。正是基于低濁度(濁度小于1NTU)水中某粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)和細(xì) 菌數(shù)量之間的相關(guān)性，本發(fā)明通過大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，建立起水中某粒徑范圍內(nèi)的顆粒 數(shù)與細(xì)菌數(shù)量的函數(shù)關(guān)系，并由此通過顆粒計(jì)數(shù)儀來估算水中細(xì)菌的數(shù)量。本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是(1)利用顆粒數(shù)間接算出細(xì)菌數(shù)量，在測定水中顆粒數(shù)的同時(shí)也測定了水中細(xì)菌 數(shù)量。方法具有簡單、快捷和可在線測量的特點(diǎn)。( 該方法不僅可以用于菌落總數(shù)、總大腸菌群等常規(guī)微生物指標(biāo)的測定。通過數(shù) 據(jù)積累后，也可用于隱孢子蟲、甲第鞭毛蟲等特定微生物的測定。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式利用超濾膜對某微污染水進(jìn)行處理，所用超濾膜為PVDF中空纖維膜，膜孔徑 為Ο.ΟΙμπι。經(jīng)過超濾膜處理后，其水質(zhì)情況如下濁度0. 1MNTU、異養(yǎng)菌平板計(jì)數(shù) HPC (Heterotrophic Plate Counting)為 2· 19 X 102cfu/ml?？偞竽c菌群為 5. 3cfu/ml。高 錳酸鹽指數(shù)為1. 795mg/L。氨氮為0. 391mg/L。HPC的測定參照美國供水協(xié)會(huì)(AffffA)、水環(huán) 境協(xié)會(huì)(WEF)和美國公共衛(wèi)生協(xié)會(huì)(APHA)聯(lián)合編寫的水和廢水分析方法，所用培養(yǎng)基為 R2A培養(yǎng)基，22°C下培養(yǎng)7d后的計(jì)數(shù)。濁度直接采用高精度濁度計(jì)測定?？偞竽c菌群采用 濾膜法測定?？偞竽c菌群、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮等指標(biāo)均參照GBT5750. 12-2006。對上述水樣采用在線顆粒計(jì)數(shù)器檢測水中不同粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)。然后利用 SPSS軟件對多次測量累積的粒徑范圍為1. 0-2. 0 μ m的顆粒數(shù)與總大腸菌群的數(shù)量進(jìn)行相 關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)二者之間呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0. 78。以T表示總大腸菌群的計(jì)數(shù)值，以M表示粒徑范圍為1. 0-2. 0 μ m的顆粒數(shù)。利用SPSS軟件得到二者的函數(shù)關(guān)系為T = θ°·001Μ+1·6543利用上述公式可以由粒徑范圍為1. 0-2. Ομπι的顆粒數(shù)推算出水中總大腸菌群的數(shù)量。對于不同的水樣，上述函數(shù)關(guān)系并不是一成不變的。應(yīng)根據(jù)特定水樣的數(shù)據(jù)得出 相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種利用水中顆粒數(shù)來估計(jì)水中細(xì)菌數(shù)量的方法，其特征在于首先，對于濁度低 于INTU的飲用水、江河湖泊地表水、地下水以及濁度小于0. 5NTU的工業(yè)用水，利用顆粒計(jì) 數(shù)儀測定水中一定粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，同時(shí)測定其細(xì)菌數(shù)量；經(jīng)過多次測量積累符合統(tǒng) 計(jì)要求的一定量數(shù)據(jù)后，建立起細(xì)菌數(shù)量和所述一定粒徑范圍內(nèi)顆粒數(shù)的函數(shù)關(guān)系；之后， 利用所述函數(shù)關(guān)系，通過由顆粒計(jì)數(shù)儀測出的所述一定粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，估算出水中 的細(xì)菌數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水中顆粒數(shù)來估計(jì)水中細(xì)菌數(shù)量的方法，其特征在于 具體估計(jì)方法為1)利用超濾膜對一微污染水進(jìn)行處理，所用超濾膜為PVDF中空纖維膜，膜孔徑為 0. 01 μ m ；經(jīng)過超濾膜處理后，其水樣水質(zhì)情況如下濁度0. 1MNTU、異養(yǎng)菌平板計(jì)數(shù)HPC為 2. 19X102cfu/ml，總大腸菌群為5. 3cfu/ml，高錳酸鹽指數(shù)為1. 795mg/L，氨氮為0. 39Img/ L，其中，HPC的測定參照美國供水協(xié)會(huì)、水環(huán)境協(xié)會(huì)和美國公共衛(wèi)生協(xié)會(huì)聯(lián)合編寫的水和 廢水分析方法，所用培養(yǎng)基為R2A培養(yǎng)基，22°C下培養(yǎng)7d后的計(jì)數(shù)，濁度直接采用高精度 濁度計(jì)測定，總大腸菌群采用濾膜法測定，總大腸菌群、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮指標(biāo)均參照 GBT5750. 12-2006 ；2)對上述水樣采用在線顆粒計(jì)數(shù)儀檢測水中不同粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，然后利用 SPSS軟件對多次測量累積的粒徑范圍為1. 0-2. 0 μ m的顆粒數(shù)與總大腸菌群的數(shù)量進(jìn)行相 關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)二者之間呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0. 78，以T表示總大腸菌群的計(jì)數(shù)值，以M表 示粒徑范圍為1. 0-2. 0 μ m的顆粒數(shù)，利用SPSS軟件得到二者的函數(shù)關(guān)系為j __ iqO. 001M+1. 65433)利用上述公式，由粒徑范圍為1.0-2. 0 μ m的顆粒數(shù)推算出水中總大腸菌群的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用水中顆粒數(shù)來估計(jì)水中細(xì)菌數(shù)量的方法，屬于飲用水處理和衛(wèi)生領(lǐng)域。首先，對于濁度低于1NTU的飲用水、江河湖泊地表水、地下水以及濁度小于0.5NTU的工業(yè)用水，利用顆粒計(jì)數(shù)儀測定水中一定粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，同時(shí)測定其細(xì)菌數(shù)量；經(jīng)過多次測量積累符合統(tǒng)計(jì)要求的一定量數(shù)據(jù)后，建立起細(xì)菌數(shù)量和所述一定粒徑范圍內(nèi)顆粒數(shù)的函數(shù)關(guān)系；之后，利用所述函數(shù)關(guān)系，通過由顆粒計(jì)數(shù)儀測出的所述一定粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)，估算出水中的細(xì)菌數(shù)量。本發(fā)明的估計(jì)方法簡單、快捷，可在線測量，不僅可以用于菌落總數(shù)、總大腸菌群等常規(guī)微生物指標(biāo)的測定，也可用于隱孢子蟲、甲第鞭毛蟲等特定微生物的測定。
文檔編號C12Q1/06GK102086467SQ20101054380
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者孟雪征, 張靜, 曹相生, 李星, 楊艷玲, 相坤 申請人:北京工業(yè)大學(xué)