天津城鄉地區河流水體中菌落總數和大腸菌群檢測分析

劉 翔，魯逸人，朗鐵柱，黃建軍

（天津大學 環境科學與工程學院，天津 300072）

隨著城市不斷發展與進步，河流環境受到人類活動的影響而不斷惡化，影響了原本依賴于河流的農業、工業生產和居民生活。天津市是我國直轄市，也是華北地區重要的城市之一，天津市轄區內河道縱橫，水流密集，隨著經濟的發展，工農業生產不斷發展，導致對河流排污量不斷增加，工農業污水以及生活污水的大量排放，使得河流環境污染日趨嚴重，尤其在夏季高溫季節，河流水體內菌落大量滋生，嚴重影響河道水環境。菌落總數作為一般性的衛生指標，可以評價被測樣品的微生物衛生狀況和安全性。大腸菌群是國內外通用的食品污染常用指示菌之一。本研究以海河、津河、南運河和子牙河這四條天津市主要河流水體為研究對象，對近3年夏季河流水體的菌落總數和總大腸菌群進行了檢測，并且分析了其在不同年份之間的差異，對4條河流的衛生狀況進行了評估，可為天津市河流水質變化研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水樣分別取自位于天津市城鄉接合部的南運河西青段和子牙河天津段，以及天津市區的海河天津段和津河4個點位，每個取樣點采集距離河岸2米、深度約30厘米左右的水體。分別于2020年、2021年和2022年夏季采集水樣，取樣容器為已滅菌的500毫升藍蓋螺口玻璃瓶，每個取樣點采集5次，每兩次采樣中間間隔一周。

1.2 試劑與耗材

培養基：營養瓊脂培養基、乳糖蛋白胨培養基、EC肉湯培養基和伊紅美藍培養基（購于天津市江天化工）。

試驗儀器：普通光學顯微鏡（重慶光學儀器廠）、恒溫震蕩培養箱（哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司）、超凈工作臺（蘇州安泰空氣技術有限公司）、立式蒸氣壓力滅菌器（上海博訊實業有限公司醫療設備廠）等。

1.3 試驗方法

菌落總數測定：以無菌操作取樣品25毫升于225毫升無菌生理鹽水中，充分振蕩或研磨，制成1∶10的均勻稀釋液。用1毫升滅菌吸管在“10-1”稀釋液中來回吹吸菌懸液3次，進一步將菌體分散混勻，按此方法依次制成“10-2”～“10-8”菌液。用滅菌吸管移取1毫升稀釋液于滅菌平皿中，每個稀釋度作兩個平皿。將45℃左右的營養瓊脂培養基注入平皿約15毫升，并轉動平皿混合均勻。等瓊脂凝固后，將平皿倒置于36±1℃培養箱內培養24±2小時后取出。

總大腸菌群測定：初發酵試驗取樣和稀釋的方法同菌落總數測定，選擇3個稀釋度，每個稀釋度接種3管乳糖蛋白胨發酵管。36℃培養24～48小時，記錄產酸產氣情況。將產酸產氣的發酵管分別劃線接種于伊紅美藍瓊脂平板上，36℃培養18～24小時。觀察菌落形態，取典型菌落進行革蘭氏染色，鏡檢。復發酵試驗在上述伊紅美藍瓊脂平板上挑取革蘭氏陰性無芽孢桿菌菌落的另一部分接種于乳糖發酵管，每管可接種來自同一初發酵管的同類型菌落1～3個，36℃培養24小時，若產酸又產氣，即為大腸菌群陽性。

2 結果與分析

2.1 不同河流水體中菌落總數的情況

由圖1可知，津河河水的菌落總數在2020、2021和2022三個年度均明顯高于南運河、海河和子牙河等其他3條河流，存在顯著性差異（p<0.05）。而這3條河流水體的菌落總數之間沒有顯著的差異，其中海河水體的菌落總數在2020年時略高低于南運河和子牙河，隨后的兩年內三者之間差異不大。4條河流水體的菌落總數均逐年下降，2020年夏季河流水體菌落總數最高，津河的菌落總數下降幅度相對較大，水體微生物環境逐年改善；海河水體在2021年菌落總數下降也比較明顯，之后略有上升但差異不大；南運河和子牙河變化相對較小。

圖1 不同河流水體中菌落總數

2.2 不同河流水體中總大腸菌群的情況

總大腸菌群數可直接或間接地反映水體受到糞便污染的程度。從圖2中可以看出，4條河流里均有總大腸菌群檢出，其中津河水體中總大腸菌群數量相對較高，其他3條河流夏季總大腸菌群數之間在不同年度有所差異，2020年夏季海河總大腸菌群數高于南運河和子牙河，而2021和2022年子牙河水體總大腸菌群數最高，但整體來看差異不大。津河、南運河和海河水體中總大腸菌群呈現逐年下降的趨勢，津河總大腸菌群數2021年下降幅度較大，2022年下降幅度較小，海河和南運河總大腸菌群數分別在2021和2022年大幅下降。子牙河中總大腸菌群數2020年較低，2021和2022年均明顯升高。

圖2 不同河流水體中總大腸菌群數

3 討論與結論

河流在現代城市不斷發展的同時，成為工業廢水、生活污水排放的主要對象。部分企業的生產設備及工藝標準仍不夠完善，工、農業生產而產生的廢水處理不夠充分，導致對所處區域的環境造成污染和威脅。同時，在主城區，大量生活污水的排放使得城市河道水體污染日趨嚴重，河流生態環境不斷受到破壞，原有的生態格局已不復存在，隨之而來的是河流的健康遭受威脅。根據近年來的觀測資料，天津市城區海河以及其二級河道都發生了不同程度的黑臭現象，經過一段時間的努力治理，城市河道現狀已有大量改觀，但問題仍然存在。

本研究發現天津城鄉不同地區河流的菌落總數差異比較明顯，津河水系菌落總數明顯高于其他3條河流。由于津河水系兩岸居民居住密度較大，大量的生活有機污染物排入河中，并且河道治理程度不足，水環境問題較為突出。近些年，天津市開始實施清水工程，增加了河道治理的力度，津河河水水質得到逐年改善。從研究結果也可以看出，津河河水夏季的菌落總數和總大腸菌群數2020～2022年呈現逐年下降的趨勢，而海河、子牙河和南運河河水微生物環境相對較好，其中海河河水菌落總數和總大腸菌群數均在2021年明顯下降，說明其水質在逐漸改善。南運河和子牙河水菌落總數相對較穩定，但子牙河水總大腸菌群數在2021年后出現升高的趨勢，可能是由于沿河兩岸工農業生產以及居民活動增加，排污量增加有關，但具體原因還需進一步研究分析。