景观河道病原微生物分布特征及其与环境因子的关系
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作者:马嘉琦 宋江润 张芳妮 牛文瑞 朱敏 惠石生
摘要：景观河道是现代城市中的重要组成部分，而景观河道中病原微生物则会对城市居民的健康造成影响。随着现代城市规模越来越大和人口越来越多，城市中景观河道中的病原微生物产生的影响也越来越大。因此，本文对景观河道中病原微生物的分布特征和其余环境因子的关系进行了研究，以便找出有效控制景观河道中病原微生物的方式。
关键词：景观河道;病原微生物;分布;环境因子
中图分类号：X172 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-0-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.077
Distribution characteristics of pathogenic microorganisms in landscape rivers and their relationship with environmental factors
Ma Jiaqi1，Song Jiangrun2，，Zhang Fangni3，Niu Wenrui1，Zhu Min1，Hui Shisheng1
（1.Pingliang Vocational and Technical College，Pingliang Gansu 744000，China;
2.Affiliated Hospital of Gansu Medical College，Pingliang Gansu 744000，China;3.Gansu Medical College，Pingliang Gansu 744000，China）
Abstract：Landscape river is an important part of modern city，and the pathogenic microorganisms in landscape river will affect the health of urban residents.With the increasing scale and population of modern cities，the impact of pathogenic microorganisms in urban landscape rivers is also increasing.Therefore，this paper studies the relationship between the distribution characteristics of pathogenic microorganisms in landscape river and other environmental factors in order to find out the effective way to control the pathogenic microorganisms in landscape river.
Key words：Landscape river;Pathogenic microorganism;Distribution;Environmental factors
1 试验材料与方法
1.1 实验采样
为探究景观河道中病原微生物分布与环境的关系，我们选择了某市公园中的景观河道，对其水质差异较大的3条河道进行了研究。其中河道a的水质较差，属于劣Ⅴ类;河道b距离河道a距离大约3000m，水质较好，河道周围分布大量的水生植物;河道c距河道b 1000m左右，为公园内的环绕河流。河道a有用于向河中排水的泵站，因此在河道a的上中下游各设置一个采样点，河道b和c各设置一个采样点。
1.2 样品采集
水质样品的采集时间定为20d，采样期间，公园内发生降雨的天数共计8d，平均降雨量12mm，最大降雨量23mm，最小降雨量3mm。采集的水质样品分为两部分，一部分用于常规水质指标检测，另一部分用于细菌学中的部分指标检测，采集后进行高温灭菌处理，防止细菌在样品中继续繁殖影响检测结果。
2 试验结果
2.1 病原微生物分布
2.1.1 粪大肠菌群
粪大肠菌群的检测结果如图1所示，可以看出水质最差的河道a的菌群分布密度最大，而河道b中的菌群受降雨影响较大，河道c中的菌群数量则非常少。其中，河道a的平均菌群密度为2.2*103 MPN/mL、河道b为5.1*102 MPN/mL、河道c为2.12*102 MPN/mL。河道b的菌群分布受降雨影响最大，降雨期间河道b中的菌群密度达到了晴天时的3.7～3.8倍，而河道a则为2.1倍，河道c仅为1.2倍。
2.1.2 大肠菌群
大肠菌群的分布结果如图2所示，可以看出除了河道a外，河道b和c几乎没有大肠菌群分布。其中，河道a中的大肠菌群密度为5.12*103 CFU/mL、而河道b和c的这一数值仅为40～70 CFU/mL左右，与河道a相比可以认为不存在菌群分布。河道a在降雨时期的菌群平均密度达到了3.75*104 CFU/mL，这一数值是晴天时的20倍，而河道b和c的菌群密度虽然较小，但以涨幅来看，平均密度为110 CFU/mL，涨幅也相当大。
2.2 理化指标分布特性
理化指标的几种典型参数中，河道a的数值均显著高于河道b和c，其中河道a的SS指标为19.5，而河道b和c则为5～8左右;河道a的CODCr指标为35.2;河道b和c则为14～17;河道a的TP指标为0.56，河道b和c则为0.22。上述指标在降雨天气会出现明显增加，河道a
的漲幅最为显著，涨幅最高可达到晴天时的3倍，而河道b和c平均涨幅仅为0.5～1倍。按照水质理化指标的分析结果，河道a属于劣Ⅴ类河道，而河道b属于Ⅴ类，河道c属于Ⅲ类。 2.3 相关性分析
在对理化指标和菌群的相关性指标分析中，河道a的粪大肠菌群与几种常见的理化指标都有较强的相关性，除SS和BOD5外，大肠菌群与粪大肠菌群的差别在于TP指标大肠菌群与TP指标的相关性不大;而河道b中，粪大肠菌群与河道a基本一致外，大肠菌群还与NH3-N指标相关;而河道c中的粪大肠菌群还与TN指标相关。此外，三条河道中的两种菌群表现出了明显的正相关性，即一种菌群增加时另一种菌群自然也会增加。
3 关于实验结果的讨论
3.1 河道病原微生物的来源于分布
粪大肠菌群的主要来源是生物的粪便，对于人类聚居的城市来说，下水道中的污染物、垃圾等就是最大的粪大肠菌群来源。这一指标可以反应河流受污染的程度，在本文所调查的三条河道中，河道a受污染最为严重，河道b次之，而公园内部的河道c受污染最轻。
河道a中由于有雨水泵站，因此也是城市降雨雨水的主要排放地，城市降雨中的雨水夹杂着大量的城市垃圾和污染物，其中就包括大量的菌群，这些菌群随雨水泵站排放入河道，使得河道在降雨期间的微生物含量大幅增加;而河道b和c接收雨水的主要途径是雨水自然流入河道，因此受雨水影响明显不如河道a，这就是河道b和c受菌群污染影响较小的原因，其中，河道c由于是公园内部的河道，与外界没有直接连接，进一步切断了接收含污染物的雨水的途径，因此河道c的污染程度比河道b更小。
3.2 病原微生物与理化指标的关系
细菌可以分级有机物，而细菌自身的增长和繁殖也需要有机物作为基础，而COD和CODCr则是反应水体中有机物的重要指标，在降雨天气，城市中大量包含有机物的生活垃圾随雨水进入河道，为河道中的细菌提供的繁殖所需的充分养料，细菌得以快速繁殖，因此在相关性分析中，菌群的密度与COD指标呈现出明显的相关性关系。在微生物的生长繁殖中，含氮、磷等元素的有机物是微生物的最佳养分，河道a中由于连接雨水泵站，因此在降雨时，河道a将接收大量城市中富含氮、磷等元素的生活垃圾，而河道b和c则仅由雨水自然流入，因此河道b和c中的氮和磷相对更稳定。
4 结论
本文对景观河道病原微生物分布特征及其与环境因子的关系进行了研究，结果表明病原微生物中在降雨天气密度会显著增加，其原因在于城市中大量含有机物的垃圾随雨水进入河道中。因此设法控制河道中的氮、磷等有机元素是抑制河道病原微生物的最佳途径。
参考文献
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收稿日期：2020-01-14
项目名称：2018年甘肃省高等学校科研项目：平凉电厂对泾河微生物多样性的影响研究。项目编号：2018A-282
作者簡介：马嘉琦（1981-），女，汉族，硕士研究生，讲师，研究方向为环境微生物及病原微生物。
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