微生物檢測(cè)技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）04-0035-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.008

Study on Application of Microbial Detection Technology in Water Environment Monitoring

GAO Chuan ，GAOJun’，WANG Xiaoyan3，SUNShuquan ，SUNFuhao'，YANGChenhuil （1.Yellow River Conservancy Technical University;

2.Kaifeng Engineering Technology Research Center of Aquatic Environmental Pollution Monitoring;

3.Kaifeng Jinming High School，Kaifeng 475004，China）

Abstract： In recent years，global water polutionhas become increasinglysevere，and traditional waterquality testing methodscannot timelyand accurately reflectthestateof water polution.Microbial detection technology hasbecomean importanttoolinthefieldfwaterqualitymontoringduetoitsigheficiency，sensitivityandreal-timeperformane.This paperintroduces severalcommonlyusedmicrobiological testing techniques，analyzes thefactors thatafectthequalityof microbiological testing，such as testing equipmentandtesting environment，and proposes coresponding qualitycontrol measures.Overall，itisesarytrictlyotrolteualityfmplecollectiosureprofessonalismofting operationproces，and strengthenthequalitycontrolof waterqualitytesting results.Research hasshownthatthescientific useof microbialdetection technologycanefectively improve theacuracyof waterqualitymicrobial detection，providing scientific support for water environment monitoring and water pollution control.

Keywords：water environment monitoring;microbial detection technology; quality control

近年來(lái)，全球環(huán)境污染問(wèn)題愈發(fā)突出，水體污染問(wèn)題也變得愈發(fā)嚴(yán)重。我國(guó)面臨的環(huán)境問(wèn)題同樣不容樂(lè)觀(guān)，工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水及生活污水未經(jīng)處理或處理不徹底即排入自然水體，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，微生物群落失衡，自?xún)裟芰κ軗p。在此背景下，微生物檢測(cè)技術(shù)作為水環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段，通過(guò)科學(xué)分析水體中微生物的種類(lèi)、數(shù)量及活性，能夠準(zhǔn)確反映水質(zhì)狀況，預(yù)警潛在污染風(fēng)險(xiǎn)，為水污染防治提供科學(xué)依據(jù)。因此，深人探究微生物檢測(cè)技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用背景及其理論依據(jù)，對(duì)于推動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新、確保水質(zhì)安全、促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1常用的微生物檢測(cè)技術(shù)

1.1生物傳感技術(shù)

作為一種尖端的微生物檢測(cè)手段，生物傳感技術(shù)依托生物傳感器，融合微生物學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，極大地提高水體環(huán)境中微生物檢測(cè)的精確度，并在防治水體污染方面起到關(guān)鍵作用。在日常應(yīng)用中，該技術(shù)能夠借助生物傳感器準(zhǔn)確掌握微生物的分布情況，確保檢測(cè)工作的效率與便利性。目前，生物傳感技術(shù)已成為一種普遍采用的微生物檢測(cè)方法，甲烷乙醇生物傳感器的敏感性較高，在水體檢測(cè)中可以發(fā)現(xiàn)微生物，快速完成微生物種類(lèi)的鑒定，有效縮短檢測(cè)周期，提高檢測(cè)效率。

1.2酶免疫檢測(cè)技術(shù)

酶免疫檢測(cè)技術(shù)可以精準(zhǔn)檢測(cè)特定抗體，在水體污染治理領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。該技術(shù)依托生物催化劑對(duì)目標(biāo)抗體實(shí)施標(biāo)記，借助微生物檢測(cè)手段對(duì)水體中的微生物種類(lèi)進(jìn)行鑒別，進(jìn)而識(shí)別并篩選出污染物質(zhì)。依據(jù)抗體反應(yīng)的具體情況，此法能夠?qū)ξ⑸锓N類(lèi)做出準(zhǔn)確判斷。在微生物識(shí)別過(guò)程中，可加入合適的抗體，并通過(guò)專(zhuān)門(mén)的觀(guān)測(cè)手段來(lái)獲取檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定抗原的精確檢測(cè)[1]。抗體在保持免疫酶活性的同時(shí)，確保微生物檢測(cè)效率。酶免疫檢測(cè)技術(shù)的精確度較高，并且十分穩(wěn)定，已成為微生物檢測(cè)領(lǐng)域的主流技術(shù)。

1.3 DNA重組技術(shù)

脫氧核糖核酸（DeoxyriboNucleicAcid，DNA）重組技術(shù)亦被稱(chēng)作基因重組技術(shù)，其在生物醫(yī)藥與生命科學(xué)領(lǐng)域扮演重要的角色，堪稱(chēng)當(dāng)代生物科學(xué)進(jìn)步的核心技術(shù)，同時(shí)也是分子遺傳學(xué)的拓展應(yīng)用。DNA重組技術(shù)與聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PolymeraseChainReaction，PCR）技術(shù)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定微生物基因序列的快速擴(kuò)增與分析，極大提高檢測(cè)效率。對(duì)于水體中的致病性細(xì)菌、病毒或藻類(lèi)，DNA重組技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅可以檢測(cè)到微生物的存在，還能進(jìn)一步分析其抗藥性、致病性等重要信息。這些微生物群落可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水體微生物種群及污染情況的逆向監(jiān)控，收集水質(zhì)狀況的相關(guān)信息，如微生物存活率、分布狀況等，這對(duì)于水污染的有效治理及提供科學(xué)治理理論支持具有重要意義。

1.4PCR技術(shù)

PCR技術(shù)以模板DNA為介質(zhì)，促使DNA片段在特定酶的催化下于高溫環(huán)境實(shí)現(xiàn)變性，并在較低溫度下引發(fā)鏈的斷裂，進(jìn)而復(fù)制出眾多模板DNA分子。該技術(shù)以其簡(jiǎn)潔、高效、高靈敏度和高特異性著稱(chēng)，能顯著提升微生物檢測(cè)速度。在 高溫下，PCR可引發(fā)物質(zhì)的變性，隨后在溫度降至 時(shí)實(shí)施退火，此過(guò)程使得變性后的生物酶與新生成的核酸鏈實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)配對(duì)。在適宜條件下，DNA聚合酶將啟動(dòng)鏈的延伸，構(gòu)建出雙鏈DNA，以此加快微生物檢測(cè)速度。在具體應(yīng)用中，要依據(jù)實(shí)際需求調(diào)整PCR操作流程，以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)有效的微生物檢測(cè)[2]。

2水環(huán)境監(jiān)測(cè)中微生物檢測(cè)質(zhì)量的影響因素

2.1檢測(cè)設(shè)備因素

微生物檢測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，需要用到多種精密儀器，如顯微鏡、孵化器、高溫消毒柜、紫外線(xiàn)燈具、高壓消毒器以及低溫保存柜等。這些儀器的質(zhì)量直接關(guān)系到檢測(cè)結(jié)果的精確度，所以技術(shù)人員必須按時(shí)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、檢查、修理和校準(zhǔn)，保障儀器設(shè)備的精確性，進(jìn)而提高水質(zhì)微生物檢測(cè)的精確度。比如，技術(shù)人員需要定期對(duì)孵化器和冷藏柜進(jìn)行消毒，以減少檢測(cè)設(shè)備上的糞大腸菌群、總菌落數(shù)、總大腸菌群等微生物的數(shù)量，確保設(shè)備維持無(wú)菌狀態(tài)，從而確保水質(zhì)微生物檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤[3]。

2.2 檢測(cè)環(huán)境因素

水質(zhì)微生物的分析檢驗(yàn)對(duì)檢驗(yàn)場(chǎng)所條件有嚴(yán)格的規(guī)范要求。因此，檢測(cè)人員需要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)室的潔凈度，實(shí)施徹底的無(wú)菌化處理，并全面檢查檢測(cè)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)輔助設(shè)施，以打造符合標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)微生物檢測(cè)環(huán)境，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度。不同微生物有其獨(dú)特的生長(zhǎng)條件需求，一旦脫離適宜的環(huán)境，它們可能會(huì)面臨生存危機(jī)，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。監(jiān)測(cè)人員需要依據(jù)微生物的生存特性，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，對(duì)溫度、濕度、空氣流通、照明、紫外線(xiàn)照射以及消毒措施等進(jìn)行精確控制。此外，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持定時(shí)通風(fēng)，以維持室內(nèi)的濕度、光照和空氣流通的穩(wěn)定性，確保水質(zhì)微生物檢測(cè)在恒定的氣流條件下進(jìn)行。同時(shí)，要定期對(duì)試驗(yàn)操作臺(tái)面、地面以及試驗(yàn)器材等進(jìn)行消毒處理以防止檢測(cè)過(guò)程的交叉污染，從而保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤。

3水環(huán)境監(jiān)測(cè)中微生物檢測(cè)質(zhì)量控制措施

3.1嚴(yán)格控制樣品采集質(zhì)量

在微生物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中，要準(zhǔn)備一套完備的無(wú)菌玻璃器皿，專(zhuān)門(mén)用來(lái)采集微生物樣本。水體狀況會(huì)隨時(shí)間和空間的變化而波動(dòng)，規(guī)劃采樣活動(dòng)時(shí)，必須采用嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的方法。為了確保采集的水樣具有高度的代表性，要科學(xué)規(guī)劃采樣水域[4。在采集湖泊、水庫(kù)及河流等水域的表層樣本時(shí)，要用手穩(wěn)握采樣瓶底部，將帶有瓶塞的采樣器垂直沉入水中，保持在水面以下 的位置最為恰當(dāng)，保證采樣瓶口與水體流向平行。接著，打開(kāi)瓶塞，待樣本流入瓶中，立即將瓶塞封緊，并將采樣瓶迅速提出水面。

在利用水龍頭進(jìn)行樣本采集前，必須將水龍頭開(kāi)至最大流量狀態(tài)，并保持水流 ，然后迅速關(guān)閉。接著，使用濃度為 7 0 % ～ 7 5 % 的酒精進(jìn)行水龍頭表面消毒，或者采用火焰消毒 3 m i n 。完成消毒后，重新完全開(kāi)啟水龍頭，水流 1 m i n ，確保管道內(nèi)的殘留雜質(zhì)被完全沖走。在正式采集樣本時(shí)，要精確控制水流速度，并小心將水流導(dǎo)入采樣瓶中。

在采集水體樣本時(shí)，應(yīng)使用具備消毒功能的專(zhuān)用采樣器具。確保采樣瓶中的水量達(dá)到其總體積的8 0 % ，以便在檢測(cè)過(guò)程中徹底攪拌均勻。對(duì)于消毒處理的采樣容器，不能直接清洗，同時(shí)避免手指或任何物件觸及瓶口，以免造成二次污染。此外，采樣過(guò)程中切勿攪動(dòng)水底沉積物。在采集管網(wǎng)水樣前，要用火焰對(duì)水龍頭表面進(jìn)行 3 ～ 5 ： s的灼燒消毒，然后開(kāi)啟水龍頭放水 5 ～ 1 0 m i n ，完成對(duì)水龍頭的消毒程序。

3.2按照專(zhuān)業(yè)操作流程開(kāi)展檢測(cè)

在開(kāi)展檢測(cè)工作之前，要防止微生物沉淀在容器底部。稀釋樣本是首要步驟，以降低微生物的濃度，便于后續(xù)試驗(yàn)分析。操作時(shí)，利用滴管將樣本轉(zhuǎn)移至試驗(yàn)器血中。在稀釋過(guò)程中，務(wù)必小心操作，防止滴管與樣本直接接觸，以免污染樣本。在轉(zhuǎn)移樣本至器血的過(guò)程中，應(yīng)保持器皿蓋子閉合，沿著器皿邊緣緩慢注入樣本，同時(shí)保持滴管垂直，確保樣本完全排出。檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)確保樣本與試劑徹底混合，以降低檢測(cè)誤差。

3.3強(qiáng)化水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量控制

3.3.1評(píng)估試驗(yàn)操作的精確度

從特定類(lèi)型的水樣中選取前15個(gè)呈陽(yáng)性的樣本進(jìn)行成對(duì)分析。對(duì)所得數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)值進(jìn)行處理，若成對(duì)樣本存在一個(gè)為零的情況，則在數(shù)值上加一重新計(jì)算對(duì)數(shù)。接著，從常規(guī)水樣中抽取 10 % 進(jìn)行成對(duì)分析。若得出的差異較大，檢測(cè)的精確度有所下降，應(yīng)取消之前的分析結(jié)果，并探究原因，然后繼續(xù)檢測(cè)。

3.3.2 無(wú)菌檢驗(yàn)

在試驗(yàn)過(guò)程中，必須使用無(wú)菌水作為樣本，并檢查培養(yǎng)基、過(guò)濾膜、稀釋水、沖洗水、玻璃器血及工具的無(wú)菌狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)雜菌污染，則需要廢棄使用該材料進(jìn)行試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)。在每次試驗(yàn)中，至少要對(duì)一個(gè)樣本進(jìn)行重復(fù)分析，特別是對(duì)于每一個(gè)陽(yáng)性樣本，必須進(jìn)行平行分析，以驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4結(jié)論

本研究系統(tǒng)分析水環(huán)境監(jiān)測(cè)中用到的微生物檢測(cè)技術(shù)，并對(duì)質(zhì)量控制方法展開(kāi)探討。近年來(lái)，全球水環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻，微生物檢測(cè)要求越來(lái)越高，現(xiàn)有技術(shù)在敏感性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性等方面仍有進(jìn)一步提升的空間。隨著新型檢測(cè)技術(shù)和智能化分析工具的不斷發(fā)展，我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)將朝更高效、精準(zhǔn)和自動(dòng)化的方向發(fā)展。

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