孫旭東　王恩福　李嬙
天津市自來水集團有限公司

　　近來年隨著人民生活水平不斷提高，對飲用水的質量要求越來越高。而作為供水行業(yè)，隨著科技水平的提高、檢測手段的增強，對飲用水的質量非常關注。世界各國從注重重金屬的污染、有機物的污染發(fā)展到注重微生物對水質的影響，對其檢測項目也逐步增加，把飲用水衛(wèi)生安全問題已擺在了首位。除常規(guī)衛(wèi)生項目檢測外，亞硫酸鹽還原厭氧菌在近二十年來已成為歐盟的檢測項目，WHO（世界衛(wèi)生組織）推薦檢測項目，在中國水協“2000年規(guī)劃”中也被列為檢測項目。
　　亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子比營養(yǎng)型菌體對化學和物理因素的作用更有抗性，可以指示長期的污染，可彌補大腸菌作為檢測指標的不足。它們在消毒過的水中存在，指示水處理過程的不足，及抗消毒劑的病原體可能還殘存。尤其產氣莢膜梭狀芽孢桿菌（C.Perfringens）在過濾水中的存在可能指標過濾過程中的問題。為了解該菌的特性及在實際應用上的作用，為保證城鎮(zhèn)供水安全，我們對其進行了初步研究，結果表明合理地設計投氯點，在耗氯量不大情況下，充分發(fā)揮C.T值，對去除該菌有明顯的效果。濾前余氯值的控制，對該菌的消毒起著至關重要的作用。濾前余氯值控制在1.0mg/l以上，接觸時間達95分鐘左右，可獲得滿意的去除率。水溫的提高對殺菌起一定效果。

實驗方法與結果

　　 一、實驗方法
　　 1、水樣采集 取某水廠工藝水（源水、濾前、濾后、出庫水）
　　 2、方法選擇ISO6461--2--86
　　 3、水樣檢測
　　 取100ml水樣，75℃加熱15分鐘以殺死營養(yǎng)型細菌，選擇水樣中的孢子。
　　 4、濾膜與培養(yǎng)
　　 水樣通過濾膜（0.2μm）過濾，把細菌孢子持留于膜上。將濾膜置于專用的選擇性培養(yǎng)基（亞硫酸鹽-鐵-瓊脂）上，于37±1℃厭氧培養(yǎng)44±4h。
　　 二、實驗結果
　　 1、合理地設計投氯點，在耗氯量不大情況下，濃度保持一定水平，充分發(fā)揮C.T值中的T值，對去除該菌有明顯的效果。
　　 2、在水溫相同情況下，隨著濾前余氯值升高，濾前去除率明顯提高。（見表1、表2）
　　 3、濾前余氯值的控制，確保該菌在全過程的去除率達100%直著至關重要的作用。濾前余氯值控制在1.0mg/l以上，接觸時間達95分鐘左右，可獲得滿意的去除率（見表1、表2）
　　 4、在濾前余氯值相似時，水溫升高去除率可提高。（見表1、表2）
　　 5、濁度在目前3NTU以下對該菌去除無明顯影響。（見表1、表2）
　　 6、pH值在源水水質變化不大情況下，其對生產消毒影響可以忽略。（見表1、表2）

表1：亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子檢測記錄 18日 19日 20日 21日 25日 26日 31日 2月1日 2日 3日 源

水 pH值 - 8.32 8.28 8.41 8.39 8.43 8.42 8.40 8.40 8.35 8.45 水溫 ℃ 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 1.0 濁度 NTU 2.9 2.7 2.4 3.0 2.7 2.6 2.0 2.0 2.2 2.3 檢測菌群 個/100ml 140 82 78 92 74 88 92 78 70 88 濾
前
水 pH值 - 0.5 0.6 7.94 7.98 7.91 8.29 8.03 7.92 8.09 8.07 水溫 ℃ 2.7 2.9 0.8 0.5 0.6 0.6 0.9 0.9 0.9 0.9 濁度 NTU 2.9 2.9 2.3 3.14 2.7 2.8 2.3 2.2 1.87 2.1 余氯 mg/L 0.7 0.6 0.6 0.5 0.8 0.7 1.0 1.2 1.87 1.2 檢測菌群 個/100ml 38 10 10 32 10 38 8 4 2 6 去除率 % 72.86 87.80 87.18 65.22 86.49 56.82 91.30 97.44 97.14 93.18 間隔時間 min 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 濾
后
水 pH值 - 8.02 7.94 7.96 7.91 8.11 8.28 7.89 7.89 8.07 7.92 水溫 ℃ 0.7 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.9 1.0 0.9 0.9 濁度 NTU 0.78 0.89 1.0 1.21 1.31 1.36 0.8 0.83 0.82 1.2 余氯 mg/L 0.7 0.6 1.2 1.0 1.6 1.6 0.6 1.4 1.6 1.4 檢測菌群 個/100ml 16 16 1 7 4 3 1 4 3 0 去除率 % 57.89 -60.0 90.0 78.13 60 92.10 87.5 0 -50.00 100.0 間隔時間 min 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 出
庫
水 pH值 - 7.74 7.84 8.00 8.04 7.92 8.13 7.99 8.04 7.88 7.96 水溫 ℃ 4.2 4.3 0.7 0.6 0.4 0.6 1.0 1.0 1.0 0.9 濁度 NTU 0.61 0.63 1.27 1.4 1.7 1.24 0.8 0.91 0.76 0.91 余氯 mg/L 1.0 1.0 1.2 1.4 1.8 1.4 0.5 1.4 1.4 1.4 檢測菌群 個/100ml 14 5 7 0 10 4 0 0 6 4 去除率 % 12.5 68.75 -600.0 100 -166.7 -25.00 100.0 100.0 -100.0 / 每日系統(tǒng)水量 5327 5271 5333 5277 5183 5175 4883 4879 5081 5129

表2　　 亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子檢測記錄 日期（2000年） 3月20日 3月29日 3月30日 3月31日 4月5日 4月7日 源水 pH值 - 8.16 8.36 8.47 8.48 8.59 8.52 水溫 ℃ 9.2 10.4 10.6 11.0 11.9 11.4 濁度 NTU 2.8 4.8 3.6 4.0 3.8 4.0 檢測菌群 個/100ml 26 80 65 50 42 80 濾水前 pH值 - 7.8 7.82 7.90 7.92 8.02 8.14 水溫 ℃ 9.3 10.4 10.8 11.1 11.9 11.6 濁度 NTU 2.4 2.5 2.1 2.3 1.8 1.9 余氯 mg/L 0.9 1.6 1.6 1.4 1.0 1.2 檢測菌群 個/100ml 5 4 3 96.00 4 3 去除率 % 87.77 95.00 95.40 96.00 90.48 96.25 間隔時間 min 45 45 45 45 45 45 濾水后 pH值 - 7.86 7.81 7.88 7.90 8.00 8.12 水溫 ℃ 9.6 10.6 10.8 11.2 12.0 11.4 濁度 NTU 0.77 0.46 0.50 0.59 0.51 0.62 余氯 mg/L 0.1 1.2 1.4 1.2 0.1 0.8 檢測菌群 個/100ml 1 0 1 0 0 0 去除率 % 80.00 100 66.67 100 100 100 間隔時間 min 20 20 20 20 20 20 出庫水 pH值 - 7.84 7.98 8.00 8.00 8.04 8.20 水溫 ℃ 9.2 10.2 10.5 11.0 11.8 11.3 濁度 NTU 0.80 0.65 0.72 0.65 0.65 0.96 余氯 mg/L 1.6 1.4 1.4 1.4 1.4 1.2 氨氮 個/100ml 0.2 0.35 0.35 0.35 0.32 0.5 檢測菌群 % 0 0 1 0 0 5 去除率 min 100 / 0 / / / 每日系統(tǒng)水量 7106 10108 10104 6840 6040 11584

　　 討論與分析

　　亞硫酸鹽還原厭氧菌其錄屬于牙孢桿菌科，按照其還原硫化物為能源之一的特性，分屬梭狀桿菌屬或脫硫腸狀桿兩個菌屬。因此亞硫酸鹽還原厭氧菌我們認為是具有還原亞硫酸鹽，有牙孢厭氧等特點的菌群，而不是某個菌屬的純菌種。其共性是革蘭氏染色陽性、有牙孢厭氧或微嗜氧，主要生存于人、動物腸道、呼吸道、土壤中，對氯抵抗力大于腸道致病菌。其中梭狀菌屬是WHO在《飲用水的質量標準》中所著重提到的。此菌屬為桿菌狀，一般為革蘭氏陽性，至少在初生長期為革蘭氏陽性，有的在后期或在長期陳舊培養(yǎng)基生長時也轉為芏蘭氏陰性。該屬有內生牙胞，且牙胞直徑大于菌體，而少數菌株無牙胞。沒有特殊可刺激牙胞生成的特殊培養(yǎng)基。活菌樣品在70—80℃，10分鐘或95%酒精處理45min可出現牙胞。厭氧生長并產生H2S（培養(yǎng)魏氏桿菌）可引起創(chuàng)傷感染，其主要引起氣性壞疽、食物中毒和壞死性腸炎。這一類菌群需引起我們城鎮(zhèn)供水人員的高度重視。歐盟新近制定的引水標準中該項目檢測標準以由1980年0個/20ml提高到0個/100ml，由此可見國外同行對其重視程度。
　　在水處理過程中，水溫、pH值、投氯量、時間等因素對細菌的殺滅起著重要作用。由于該類菌群含有芽胞，使其抵抗力較營養(yǎng)細菌高，而供水行業(yè)由于受生產條件的限制，水溫、pH值都很難調控，投氯量也不能無限制增加，因此只有適當提高投氯量，且晝延長反應時間雙重調控，以增加C.T值，以達到完全消毒目的。
　　為進一步了解在生產實踐中該菌的去除，我們對水溫0.6℃左右及水溫10℃左吉進行了生產性實驗。結果表明：水處理總體流程時間大體在95分鐘左右，在這段消毒時間內該菌對氯消毒有一定敏感性，尤其是濾前余氯值的控制對該菌全過程的去除起著很大作用。在相同水溫情況下，隨著濾前余氯值升高，濾前菌值明顯降低，去除率升高，且濾后水及清水庫菌值降低。這表明濾前余氯值保持在1.0以上，有效增加了氯消毒反應時間，對去除該菌有著明顯作用。這表明濾前余氯值保持在1.0以上，有效增加了氯消毒反應時間，對去除該菌有著明顯作用。在濾前余氯值相似時，水溫的提高也對殺菌起了一定效果，因此隨著水溫的提高也可適當降低余氯值。一般講，濁度的降低對滅菌會起一定的作用，但源水濁度值在3NTU以下對該菌去除無明顯影響，有隨濁度降低而去除率增加的趨勢。
　　在實驗中我們體會到原消毒系統(tǒng)采用三點投氯（源水配水井、濾前、濾后），濾前余氯控制在0.5～0.7mg/l范圍滅菌效果不明顯，去除率在56.82～87.80%左右。當投氯點采用兩點加氯（取消濾前加氯點），而配水井投氯量以濾前余氯值在1.0～1.6mg/L范圍為控制依據，其滅菌效果顯著，去降率達90.48--97.44%。同時我們發(fā)現有些水樣在濾前菌數較少情況下濾后反而增多的現象，去除率達90.48--97.44%。同時我們發(fā)現有些水樣在濾前菌數較少情況下濾后反而增多的現象，此點正好說明在過濾工藝中的不足。我們考慮有三種原因：第一、所取水樣不同步。第二、濾床有一定濾菌吸附作用，濾前未被滅掉的殘留細菌會被吸附在濾床表面，由于長期的運行必然造成濾床上積留。若濾前沒有足夠的余氯保證過濾過程的消毒，那么積留的細菌是一種潛在的危害。第三、濾池的運行應處于良好的運行狀態(tài)而保證良好的過濾和沖洗，否則會使濾床結成泥球、泥餅，嚴重時會造成板結現象。這樣反沖洗時就會出現沖洗強度不均勻的現象，就會出現濾床的松動現象，絮狀物就可以穿透濾床而漏入處理好的水中，而亞硫酸還原菌等厭氮源菌可依靠絮狀體形成厭氧膜而存在，因此透過濾減少濾床負荷，并且保證濾池經常處于良好 的運行狀態(tài)。　　
　　此外清水庫存的運行狀態(tài)也較為關鍵。清水庫存具有貯存、調節(jié)、平衡水量的功能，但運行中一定使之不留死角，且合理使用水庫容積利用率。當清水庫存內流速較低時，水體中殘留的微小絮體會在清水庫中沉積，當濾池穿透時亦有細小濾料帶入清水庫。這樣，久而久之以此為載體形成生物膜千萬厭氧狀態(tài)，也可使亞硫酸還原菌等厭氧菌在其中繁殖，給生產造成誤導，因此清水庫在運行中應避免此類現象在，減少二次污染機會杜絕檢出率。
　　在本次生產實驗中我們將水廠生產工藝上的三點加氯改為兩點加氯，但總加氯量未改變，重點加大源水配水井的投氯量，加長氯的反應時間，加大濾前水余氯濃度，在濾后適當補氯，確保出廠余氯合格。在出廠水鹵代烴等有機指標變化不大的情況下較好的去除了該菌，降低了生物風險，同時也控制了整體藥劑成本。但由于我們只做了平峰供水期，水溫在0℃-10℃左右，氯的擴散度小，不均勻，飽和度高的生產實驗，而對于高峰供水期水溫較高，氯擴散度高，均勻，但飽和度低的情況尚未做更多工作，且在這一時期源水pH值升高、藻類繁殖、有機物含量升高，以上結論是否成立尚需進一步論證。
　　鳴謝：公司領導王寶林、韓硯萍、陰沛軍以及有關人員除洪慶、韓硯齊、孫麗晶等對此項工作給以大力支持與幫助，在此一并表示感謝。

參考文獻

　　1、Bergey‘s Manual of Systematic Bacteriology 1984：663￡100
　　2、《飲用水的質量標準》（第二版，第一卷） 1990
　　3、張穎悟等 《臨床微生物學》 1987：384
　　4、《亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子檢測》（ISO6461-2-86）