生活饮用水相关指标与细菌总数的相关性研究

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　　[摘要]目的 探討生活饮用水相关指标与细菌总数的关系。方法 于2017年3～11月对上饶市广丰区水厂、某居民小区生活饮用水进行取样，取样点包括水厂出水口、小区管网入口、网管沿程点与网管末梢点。检测每个取样点水样的细菌总数、混浊度、总铁、自由余氯、溶解性总固体、总硬度等指标。余氯通过便携式余氯仪测定，细菌总数通过平皿计数法测定。将这些指标与细菌总数进行相关性分析，探究这些指标对细菌总数的影响。结果 饮用水浑浊度与细菌总数成显著正相关（r=0.87，P<0.05）;饮用水中总铁含量与细菌总数成正相关（r=0.41，P<0.05）;饮用水自由余氯量与细菌总数成显著负相关（r=-0.92，P<0.05）;饮用水溶解性总固体与细菌总数无相关性（r=0.17，P>0.05）;饮用水总硬度与细菌总数无相关性（r=0.05，P>0.05）。结论 影响生活饮用水中细菌总数的因素很多，主要受混浊度、含铁量、自由余氯量和溶解性固体影响，总硬度对细菌总数影响不大。因此，应该综合多种因素考虑，从多方面采取合理措施，保障居民用水安全。
　　[关键词]饮用水;细菌总数;混浊度;总铁;自由余氯;溶解性总固体
　　[中图分类号] R123          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-4721（2019）8（c）-0176-04
　　[Abstract] Objective To investigate the relationship between the related indicators of drinking water and the total number of bacteria. Methods From March to November 2017， the drinking water samples from the water plants and a residential area in Guangfeng district of Shangrao city were sampled. The sampling points included the water outlet of the water plants， the entrance of the pipe network of the communities， the point of the network pipe and the tip of the network pipe. The total number of bacteria， turbidity， total iron， free residual chlorine， dissolved total solids， total hardness and other indicators of water samples at each sampling point were measured. The residual chlorine was determined by a portable residual chlorine meter， and the total number of bacteria was determined by the plate counting method. A correlation analysis was performed between these indicators and the total number of bacteria to explore the effect of these indicators on the total number of bacteria. Results There was a significant positive correlation between the turbidity of drinking water and the total number of bacteria （r=0.87， P<0.05）. There was a positive correlation between total iron content in drinking water and the total number of bacteria （r=0.41， P<0.05）. There was a significant negative correlation between the amount of free chlorine in water and the total number of bacteria （r=-0.92， P<0.05）. There was no correlation between the dissolved total solids in drinking water and the total number of bacteria （r=0.17， P>0.05）. There was no correlation between total hardness and the total number of bacteria （r=0.05， P>0.05）. Conclusion There are many factors affecting the total number of bacteria in drinking water. It is mainly affected by turbidity， iron content， free residual chlorine and dissolved solids. The total hardness has little effect on the total number of bacteria. Therefore， a variety of factors should be considered and reasonable measures from various aspects should be taken to ensure the safety of residents. 　　[Key words] Drinking water; Total number of bacteria; Turbidity; Total iron; Free residual chlorine; Dissolved total solid
　　微生物学指标是评价生活饮用水合格与否的一个重要指标[1]。存在于饮用水中的微生物能够繁衍扩散，造成饮用水中病原菌或微生物污染，此外，微生物还能在配水管网再繁殖，造成饮用水的二次污染[2]。一旦人们使用了这些被微生物严重污染的饮用水，将会诱发各种疾病，甚至危及到生命[3]，因此，控制生活饮用水中细菌学水质安全至关重要[4]。
　　饮用水中细菌总数指在37℃下，1 ml水样在营养琼脂培养基培养48 h后，生长细菌菌落总数[5]。为了研究生活饮用水中细菌总数产生影响的相关指标，以便人们能够及时准确地了解饮用水细菌学水质，控制细菌总数、改善饮用水水质，本研究对江西省上饶市广丰区配水管网水质进行检测，测定了细菌总数、混浊度、总铁、自由余氯、溶解性总固体、总硬度等指标，并探究这些指标与细菌总数之间的关系，现报道如下。
　　1材料与方法
　　1.1水样的采集
　　于2017年3～11月江西省上饶市广丰区水厂、某居民小区选择6个取样点，取样点包括水厂出水口、小区管网入口、网管沿程点与网管末梢点。其中1号为出厂水，2、3号为管网入口点，4号为管网沿程点，5、6号为网管末梢点。管材均为铸铁管，其中2号管网点较新，为近几年铺设，5号管网点陈旧，为20世纪60年代铺设，其他管网点则为20世纪90年代铺设。遵照标准方法进行取样，水样采集后立刻送回实验室，按照原卫生部《生活饮用水检验方法》标准方法测定水样[6]。
　　1.2实验仪器与方法
　　①利用便携式余氯仪测定余氯。②细菌总数通过平皿计数法测定，具体操作如下。无菌环境下，以无菌操作方法吸取1 ml水样，注入灭菌平皿中，倾注15 ml已融化并冷却到45℃左右的营养琼脂培养基摇匀，冷却后翻转平皿，在培养箱中37℃培养48 h，随后立即进行计数。
　　1.3统计学方法
　　采用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析，相关性分析采用Pearson检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
　　2结果
　　2.1水样检测相关指标的平均值
　　
　　2.2浑浊度对细菌总数的影响
　　经过检测，6个取样点的水样浑浊度分别为1.0036、1.4073、2.1829、3.5035、6.2907、4.1027 NTU，本研究对所有取样点平均浑浊度和细菌总数之间的关系进行相关性分析，结果显示，随着浑浊度的增加，细菌总数也增加，两者之間成显著正相关（r=0.87，P<0.05）。
　　2.3总铁对细菌总数的影响
　　经过检测，6个取样点的总铁含量分别为0.0574、0.0816、0.1521、0.4979、9.2718、4.6234 mg/L，本研究对所有取样点平均含铁量和细菌总数之间的关系进行相关性分析，结果显示，细菌总数随着含铁量而增加，两者之间成正相关（r=0.41，P<0.05）。
　　2.4自由余氯含量对细菌总数的影响
　　经过检测，6个取样点的自由余氯含量分别为0.3352、0.2619、0.1971、0.1044、0.0274、0.0903 mg/L、本研究对所有取样点自由余氯含量和细菌总数进行相关性分析，结果显示，两者之间成显著负相关（r=-0.92，P<0.05），细菌总数随余氯量的减少而增加。
　　2.5溶解性总固体对细菌总数的影响
　　经过检测，6个取样点每个样点的溶解性总固体含量分别为25.2860、30.7442、29.5038、29.8661、30.7005、31.7384 mg/L，本研究对所有取样点溶解性总固体含量和细菌总数进行相关性分析，结果显示，两者之间无相关性（r=0.17，P>0.05）。
　　2.6总硬度对细菌总数的影响
　　本研究还检测了6个取样点水样的总硬度，总硬度分别为44.8514、40.0049、43.0853、42.7920、42.2644、41.3521 mg/L，并探究了其与细菌总数之间的关系，对两者进行相关性分析，结果显示，两者之间无相关性（r=0.05，P>0.05）。
　　3讨论
　　3.1饮用水浑浊度与细菌总数存在显著的正相关关系
　　饮用水越浑浊，其中含有的颗粒悬浮物越多，大量的悬浮物中存在可供细菌生长的营养物质，细菌有了这些营养物质，生长繁殖速度加快[7]。此外，水中的悬浮物可为微生物提供栖息场所，细菌能够附着在悬浮物上[8]，所以饮用水中细菌总数会随着饮用水浑浊度增加而增加。有研究表明，饮用水浑浊度还会影响到余氯的消毒效果[9]，因此，水厂应该严格控制出厂水的悬浮物数目，减轻水的浊度。
　　3.2饮用水中总铁含量与细菌总数存在正相关关系
　　由于地表存在铁元素，因此天然水中普遍都有铁的存在。实际生活中，由于输水管道多为金属管道，且许多水处理剂中（如七水硫酸亚铁、六水三氯化铁、硫酸亚铁等）均含有铁，因此饮用水中有铁的存在[10]。饮用水中的总铁指的是金属铁、氢氧化铁胶体和二价亚铁离子、三价铁离子等各种价态的铁元素[11]。水中铁的存在易滋生铁细菌，铁细菌是一种自来水消毒剂难以杀死的特殊细菌，在含铁高的水中能大量繁殖，使水变得更加浑浊。当水中总铁量>0.3 mg/L时，水可能会变黄;当总铁量>1 mg/L时，会散发铁腥味，并且会发黑、发红[12]，加大水的浑浊度。此外，铁细菌还能在水中溶解氧的催化作用下，利用亚铁盐形成氢氧化铁沉淀物[13]，为细菌增加附着的位点，促进细菌的繁殖。如此恶性循环，使得水的浑浊度越来越大，水中细菌也越来越多，所以，饮用水中细菌总数会随着总铁量增加而增加。 　　实际生活中，为了保证饮用水的安全，工作人员应该加强对给水管网的维护，定期进行清洗，及时更换掉生锈、严重腐蚀的管道，尽量使用非金属管道，以此控制饮用水中含铁量，降低水的浑浊度。
　　3.3饮用水自由余氯量与细菌总数存在显著的负相关关系
　　目前国内外使用最普遍的饮用水消毒方式就是氯消毒[14]，保证管网中一定的余氯可以达到控制饮用水中细菌数量的目的。氯消毒主要通过次氯酸发挥作用。由于次氯分子粒径是很小的中性分子，能进入细菌内部，通过氧化作用破坏细菌内部重要的酶，从而使细菌死亡[15]。用氯消毒剂对饮用水消毒后残留下来的有效氯称为余氯，包括结合性余氯和自由余氯[16]。1号取样点为出厂水，余氯水平最高，细菌总数最少。出厂水通过管网入口点，经过管网沿程点，到达管网出口点，余氯含量随传输距离逐渐降低，细菌总数逐渐增加。
　　虽然氯能起到杀死饮用水中细菌的作用，然而由于其具有强氧化性，能和水中许多有机物发生反应，生成有毒物质[17]。因此，在对饮用水进行氯消毒时，加氯量不能过高也不能过低，应综合考虑多种因素，选择合适的加氯量。
　　3.4饮用水溶解性总固体与细菌总数无相关性
　　溶解性总固体指能溶解在水中的所有组分，其包括溶解在水中的各种化合物、分子、离子等，但不包括溶解于水中的气体[18]。本研究检测了6个取样点的溶解性总固体含量，并探究了其与细菌总数之间的关系，对两者进行相关性分析，结果显示，两者之间无相关性（P>0.05），这与吕谋等[19]的研究结果相符合。
　　3.5饮用水总硬度与细菌总数无相关性
　　总硬度包括永久硬度和暂时硬度，指的是水中钙离子和镁离子的总量。本研究检测了6个取样点水样的总硬度，并探究了其与细菌总数之间的关系，对两者进行相关性分析，结果显示，两者之间无相关性（P>0.05）。
　　水质监管不到位，部分水厂未按照严格规定，以致消毒不到位、水中余氯少、杀菌效果不够、供水管道腐蚀老化等问题导致饮用水中总铁量增，这一系列问题可能导致水中细菌总数严重超标[20]。饮用水浑浊度、总铁含量与细菌总数存在显著的正相关关系，即随着浑浊度、总铁量的增加，细菌总数也增加;饮用水自由余氯量与细菌总数存在显著的负相关关系，即细菌总数随自由余氯量减少而增加;饮用水溶解性总固体、总硬度与细菌总数相关性不大。
　　综上所述，影响生活饮用水细菌学指标的因素很多，应该综合多种因素考虑，从多方面采取合理措施，保障居民用水安全。
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　　（收稿日期：2018-12-28  本文编辑：任秀兰）
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