環境工程微生物學微生物污染及其檢測技術第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日水體中的主要病原微生物類群沙門氏菌屬(Salmonella）志賀氏菌屬(Shigella）霍亂弧菌(Vibrio

cholerae)腸道病毒屬(Enterovirus)甲型肝炎病毒(hepatitisAvirus）第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日Salmonellatyphimurium(red)invadingculturedhumancellsLT2A-SL1344

genomeShigellasonne的部分特性Shigellatyphimurium第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

微生物代謝物與環境污染氨硝酸與亞硝酸氮氧化物硫化氫酸性礦水甲基汞農藥代謝的毒性產物細菌毒素肉毒毒素(botulin)葡萄球菌腸毒素放線菌毒素放線菌素鏈脲菌素洋橄欖霉素

真菌毒素以黃曲霉毒素為例劇毒,

黃曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(Asp.parasiticus)產生紫外線照射下可發出熒光B族和G族，藍色熒光和綠色熒光已確定結構的黃曲霉毒素有17種，其中以黃曲霉毒素Ｂ1毒性最大，致癌力最強。

藻類毒素

甲藻

藍細菌毒素

:微囊藻快速致死因子(MicrocystisFDF)

第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第一章環境監測中的微生物學方法當環境受到污染后，環境的物理性質、化學性質和生物學特性發生變化,

如：重金屬離子、NO3-濃度增加；水體污染變質，水生生物種類減少，甚至滅絕。第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日如何監測？化學方法：快速、定性定量反映污染物濃度，但為瞬時值；

生物學方法：利用生物種類、數量的變化，生物學特性的改變來監測污染物對環境的影響。生物學方法的特點：可監測到污染物對環境的綜合影響，但不易精確反映污染物的性質、濃度和數量。第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日一、空氣微生物來源空氣并非微生物的繁殖場所，空氣中缺乏水分和營養，紫外線的照射對微生物也有致死作用。土壤中飛揚起來的灰塵；水面吹起的水霧、人和動物體表干燥脫落的物質，微生物附著于這些物質的微粒上隨氣流傳播。第一節空氣的衛生學檢驗第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日微生物產生的孢子本身也可以飄浮到空氣中，形成“氣溶膠”，借風力傳播。空氣中的微生物中，真菌的孢子數量最多，細菌較少。而且藻類、酵母菌、病毒都會存在于空氣中。第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日InfectionTransfer-AirborneDropletNuclei第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日二、空氣微生物的衛生標準目前，還無統一的關于空氣的衛生學指標，一般以室內1m3

空氣中細菌總數為50~1,000個以上作為空氣污染的指標。第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日病原菌在空氣中易死亡，但結核菌、白喉桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、流感病毒和脊髓灰質炎病毒等，也可以在空氣中存活一段時間。塵埃多的地方，如畜舍、公共場所、醫院、城市街道的空氣中，微生物數量較多。高山、海洋、森林、積雪的山脈和高緯度地帶的空氣中，微生物較少。第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日場所畜舍宿舍城市街道市區公園海洋上空北緯80o微生物(1~2)106

2×104

5×1032001~20表2-1不同場所上空微生物的數量（個/m3

）表2-2以細菌總數評價空氣的衛生標準（個/m3

）清潔程度細菌總數最清潔的空氣（有空調）1~2清潔空氣<30普通空氣31~125臨界環境~150輕度污染<300嚴重污染>301第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日三、空氣的微生物監測采用營養瓊脂平板計數法。培養皿直徑為d90mm和d100mm。評價空氣的清潔程度，需要測定空氣中的微生物數量和空氣污染微生物。細菌指標：細菌總數和綠色鏈球菌必要時測定病原微生物。

第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日(一)空氣微生物測定1．固體法平皿落菌法(沉降—平板法)、撞擊法(縫隙采樣器、篩板采樣器、針孔采樣器)過濾法。(1)平皿落菌法培養基融化倒入d90mm無菌平皿制成平板,置于待測點(通常5個)，打開皿蓋暴露于空氣5~10min，蓋好皿蓋，30℃培養48h；計菌落數。第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日通過奧梅梁斯基公式換算出浮游細菌數。奧氏假設：5min內落在面積100mm2營養瓊脂平板上的細菌數和10L空氣中所含的細菌數相同。奧氏公式：

式中：C—空氣細菌數；

A——捕集面積，cm2

；

t——暴露時間，min；

N——菌落數，個。5t100A100010×N××C=第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日簡化后：奧式公式計算的浮游細菌數比實測數少。沒有考慮塵埃粒子大小、數量、氣流，人員密度和活動情況。C=1000×50NA×t第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日(2)撞擊法：以縫隙采樣器為例，用真空泵將含菌空氣以一定流速穿過狹縫（寬度有0.15mm、0.33mm和1mm三種)抽吸到營養瓊脂培養基平板上。狹縫長度為平皿半徑，平板與縫間距2mm，平板轉速:1r/min、5-60r/min、60r/min。第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日根據空氣中微生物密度調節平板轉動的速度含菌高，轉動快；含菌低，轉動慢。由取樣時間和空氣流量計算單位空氣含菌量。采樣器的規格各國不一，操作有差異。第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日培養前培養后撞擊法檢測空氣中微生物數量第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日2、液體法測定空氣中懸浮微生物，主要細菌將一定體積的含菌空氣通入無菌蒸餾水，使微生物均勻分布在水中，取一定量菌液于無菌培養皿中，倒入15-18ml融化的培養基，混勻、冷凝成平板，37℃培養48h，計菌落數。以菌液體積和通入空氣量計算出單位體積空氣中的細菌數量。第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日例如：10m3含菌空氣通入100mL的無菌水，微生物全部截留在水中。取0.1mL菌液涂布于平板上，長出100個菌落，則10mL水中含菌10,000個，10m3空氣含有10,000個。1m3空氣含有1,000個。第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日(二)空氣微生物的檢測點數空氣微生物的測點數越多越準確，為照顧到工作方便，又相對準確，以20~30個測點數為宜，最少測點數為5~6，見表。第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

時間

標準

名稱最少測點數建議測點數

點距（m）每點測定次數

1987

JISB9920潔凈室中浮游粒子

測定方法和潔凈室的評價方法

6

20，30原則上<3

空間太大可放寬

≥3

1987

空氣清凈協會標準潔凈室性能評價指南

5

20,30原則上<3

表1日本有關標準測點數的規定

摘自許鐘麟．空氣潔凈技術原理．P522．同濟大學出版社，1998

第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日表2按美國聯邦標準209E方法計算的必要測點數

潔凈度進風面積(單向流)或室面積(亂流)／m2100級及高于100級

1000級10000級

100000級

<1010204080100200400

2~34816324080160

23613253263126

22248102040

222223613第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日表3浮游菌最小采樣量

浮游菌上限濃度／個·m-2·min-1

計算最小采樣量／m3

10510.50.10.05

0.30.6363060第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日表4落菌法測細菌所需要的最少培養皿數(沉降0.5h)

含塵濃度最大值

需要d90mm培養皿數

0.353.5353503500~35000

4013421第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第二節水質的細菌學檢驗一、細菌總數將定量水樣（原水樣或稀釋水樣1mL）接種于牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基平板37oC培養24hr后觀察結果，計菌落數，計算原水樣每毫升的細菌總數。具有相對的衛生學意義：菌數越高，水體受有機物污染或糞便污染越重，病原菌污染的可能性亦大（為什么？）。第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日二、糞便污染指示菌人畜糞便中常常帶有大量的微生物，水質的衛生學檢驗，對于保護人群健康，具有重要意義有些屬于正常的、對人體無害的腸道微生物，有些則是病原微生物，進入水體后，可造成水體的污染，從而引發各種腸道疾病。致病菌數量少，直接檢測復雜，選用間接指標即糞便污染指示菌為代表。以腸道正常細菌在水中的存在及數量作為糞便污染的指示。第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日健康成人糞便內的微生物數量微生物名稱每克糞便中平均生長菌落數主要微生物

擬桿菌屬1010乳酸桿菌屬109大腸埃希氏菌屬108糞鏈球菌108次要的微生物

檸檬酸桿菌屬105-106梭菌屬105-106葡萄球菌屬105-106克雷伯氏菌屬104-105腸桿菌屬104-105芽孢桿菌屬酵母屬104-105霉菌104-105較少的微生物

變形菌屬102-103銅綠假單胞菌屬102-103第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日（一）指示菌的理想條件大量存在于人的糞便，數量比病原菌多；受糞便污染的水中易檢測出，未受污染的水中無檢測；在水體中不會自行繁殖；存活時間略長于致病菌，對消毒劑的抵抗略強于致病菌；檢出及鑒定方法比較簡易迅速；適用于各種水體。第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日（二）適宜的指示菌總大腸菌群，糞大腸菌群、大腸桿菌埃希氏菌（大腸桿菌）克雷伯氏菌屬。第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日三、大腸桿菌（一）特征大腸桿菌定義：一群需氧或兼性厭氧性的G-無芽孢桿菌，37oC培養24hr，能發酵乳糖產酸產氣。包括了糞便內全部兼性需氧性G-桿菌，以大腸桿菌埃希氏菌屬為主，以及檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬等。成人糞便排出菌數可達(5~100)×106cfu/d。第37頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日（二）大腸菌群的測定常用多管發