西安市典型地表水的病原菌污染特性研究

论文摘要

本文以西安市饮用水源水(黑河)、纳污河水(浐河)、城市景观水(大唐芙蓉园北湖和兴庆湖)以及污水厂二级出水(北石桥污水净化中心)为研究对象，采用不同地点、不同时间间断取样和长期定点连续取样的方法，用传统微生物学检测技术和分子生物学技术，分析包括埃希氏菌、粪大肠菌在内的病原菌在不同水体中的存在情况和分布规律。根据志贺氏痢疾杆菌、霍乱弧菌、沙门氏菌、埃希氏大肠菌四种病原细菌16S rRNA基因的高度保守性设计通用引物，建立起了用定量聚合酶链式反应技术(QPCR)快速检测地表水中病原细菌的方法，该方法能同时检测到包含上述四种病原菌的一大类病原微生物，检测限为25cfu／100mL。该方法快速灵敏，可将DNA提取、扩增、定量分析控制在数小时内完成(其中扩增分析可在2小时内完成)，为地表水病原微生物污染风险评价奠定基础。定量PCR检测结果与传统方法检测到的大肠菌群值表现出良好的相关性，回归分析表明，二者的相关系数为0.93。定量PCR结果为大肠菌群检测结果的2.2～5倍，是粪大肠菌群检测结果的16～34倍。根据地表水环境质量评价标准，结合粪大肠菌群检测结果及QPCR检测结果，对西安市典型地表水体进行微生物污染评价。结果发现，西安市黑河水属于Ⅰ类地表水，病原菌污染风险较小；北湖和兴庆湖属于Ⅱ、Ⅲ类地表水，满足景观娱乐用水A类水质要求，但在人类活动密集的时候，仍然有较高的病原菌含量。浐河水体，粪大肠菌指标可达Ⅱ类、Ⅲ类标准，但QPCR值较高，受其它病原菌污染风险较大；北石桥二级出水粪大肠菌群数在Ⅳ类、Ⅴ类水体中波动，QPCR值也显示出较高的病原菌污染风险。基于QPCR检测结果的病原菌污染评价标准还有待进一步研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 水体中主要病原菌及其种属关系
• 1.2.1 沙门氏菌
• 1.2.2 志贺氏菌
• 1.2.3 霍乱弧菌
• 1.2.4 致病性的大肠埃希菌
• 1.2.5 常见病原菌的亲缘关系
• 1.3 病原菌检测的常用方法及其弊端
• 1.4 荧光定量PCR的原理及其应用
• 1.4.1 PCR技术的原理
• 1.4.2 定量PCR原理
• 1.4.3 SYBR Green I定量PCR的基本过程和特征值含义
• 1.5 本论文的目的和意义
• 2 材料和方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验参考菌株
• 2.1.2 化学及分子生物学试剂
• 2.1.3 仪器设备
• 2.2 采样
• 2.2.1 采样点
• 2.2.2 采样时间和方法
• 2.3 检测方法
• 2.3.1 微生物学检测方法
• 2.3.2 分子生物学检测方法
• 2.4 地表水水质指标
• 2.4.1 地表水环境质量标准
• 2.4.2 景观娱乐用水分类
• 3 结果
• 3.1 常规PCR方法的建立
• 3.1.1 通用引物的设计
• 3.1.2 参考菌株检测结果
• 3.2 定量PCR方法的建立
• 3.2.1 定量PCR标准曲线
• 3.2.2 定量PCR的特异性
• 3.3 典型地表水检测结果
• 3.3.1 黑河水微生物污染情况
• 3.3.2 大唐芙蓉园北湖微生物污染情况
• 3.3.3 兴庆湖微生物污染情况
• 3.3.4 二级出水微生物污染情况
• 3.3.5 浐河污染情况
• 3.4 定量PCR与传统方法的相关性分析
• 3.5 典型地表水的病原菌污染评价
• 3.5.1 黑河
• 3.5.2 北湖
• 3.5.3 兴庆湖
• 3.5.4 二级出水
• 3.5.5 浐河水
• 3.6 小结
• 4 讨论
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献