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城市污水中新型病原细菌的生物学特征及杀灭效果研究

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摘要

城市污水中病原微生物潜在生物污染风险,危害人群健康,污水中细菌分离检测尤其是病原细菌的监测和安全评价成为人们关注的焦点。本论文通过对镇江市城市污水中细菌的分离培养,利用分子生物学技术和生物信息学技术,结合细菌生理生化特性,对分离到的几种病原细菌进行种属鉴定。并评估了现有污水消毒处理技术对主要病原细菌去除效果,既为城市水体中病原微生物污染控制提供基础数据,也为源头控制致病性新型病菌传播奠定了基础。本论文包括以下主要研究内容和结论:
　　 (1)利用筛选培养基对城市污水中细菌纯化分离,通过PCR扩增细菌的16S rDNA基因片段,根据序列比对结果并结合菌种的生理生化特性及形态学特征,鉴定细菌的种属。从镇江市城市污水中共分离得到6种菌株,鉴定结果为:JD16,气单胞菌属的嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)；JD17,不动杆菌属的Acinetobacterrhizosphaerae；JD18,类香菌属的气味类香菌(Myroides odoratus)；JD25,漫游球菌属的河流漫游球菌(Vagococcus fluvialis)；JD27,短波单胞菌的缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)；JD32,希瓦氏菌属的Shewanella putrefaciens。
　　 (2)对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和气味类香菌(Myroides odoratus)的生长曲线及生长影响因素(温度、氧气、pH值)做进一步研究,发现新型病原细菌嗜水气单胞菌和气味类香菌均为中温型、好氧性细菌,适宜生长在中性或稍偏碱性环境中。这两种新型病原细菌对常见的抗生素β内酰胺类抗生素:氨苄青霉,头孢菌素类:头孢哌酮和两类抗生素低浓度混合CCDA表现出很强的耐药性。
　　 (3)将嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和气味类香菌(Myroides odoratus)制成人工污水水样,研究两菌种在城市污水,城市生活污水和河水三类代表水样中的存活规律。研究发现:嗜水气单胞菌和气味类香菌在污水和在培养基中的生长状态和适宜生长条件不完全一致。在城市污水,城市生活污水和河水中,嗜水气单胞菌和气味类香菌均适于在中低温条件下生存,且都有1-3天的迟滞期,温度较高(30℃)的各类水质均不适合两菌种的生存。嗜水气单胞菌能在pH为5-8.5之间的城市污水中存活,pH7时对其生长最有利。气味类香菌能在pH为5-11.5之间的城市污水中存活,pH5时有利于其生长。
　　 (4)针对现有的污水处理技术,以嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)和气味类香菌(Myroides odoratus)为目标污染物,研究紫外线和臭氧对其杀灭效果,并建立紫外线、臭氧杀灭效果动力学模型。紫外线杀灭菌液中和中水中嗜水气单胞菌的最佳辐照时间分别为16min(2.308lg),10min(3.019lg)；而杀灭菌液中和中水中气味类香菌的最佳辐照时间分别为12min(3.94lg),10min(3.099lg)。高浓度臭氧水杀灭菌液中嗜水气单胞菌和菌液中气味类香菌的最佳浓度分别为18mg/mL(3.119lg),16.67mg/mL(4.283lg)。紫外线和臭氧水杀灭两种新型病原菌效果曲线均符合Chick一级定律。

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