供水管网中的耐氯菌群及其耐氯机制研究

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1、国内图书分类号：TU991.33学校代码：10213国际图书分类号：628.11.08密级：公开工学博士学位论文↑（宋体小2号字加粗）供水管网中的耐氯菌群及其耐氯机制研究博士研究生：祝泽兵导师：张杰教授副导师：袁一星教授申请学位：工学博士学科：市政工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.33U.D.C:628.11.08DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineering↑（Times）RESEARCHONCHLORINE-RES

2、ISTANTBACTERIALCOMMUNITYANDCHLORINERESISTANCEMECHANISMINDRINKINGWATERDISTRIBUTIONSYSTEM（）Candidate:ZhuZebingSupervisor:Prof.ZhangJieAssistantSupervisor:Prof.YuanYixingAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpeciality:MunicipalEngineeringAffiliation:SchoolofMunicipalandEnvir

3、onmentalEngineeringDateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要由于氯的消毒效率高、稳定性好、易于使用、成本低廉等优势，氯仍然是全世界使用最广泛的消毒剂。加氯消毒的过程本身就是对耐氯性细菌选择的过程。这些存在于供水管网中的耐氯菌会对饮用水的安全性造成巨大危害。为解决这一问题，本文对供水管网中的耐氯菌群及其耐氯机制进行研究，以期为供水管网中的饮用水的微生物安全的评估、预防和控制提供理论基础。对东北某市从水厂到供水管

4、网末端不同采样点的主体水和生物膜进行了耐氯菌检测，并利用IlluminaMiSeq高通量测序技术对生物膜中耐氯菌的多样性进行了分析。结果表明，耐氯菌在该供水管网中普遍存在，生物膜中耐氯菌数目至少高于主体水中耐氯菌数目1个数量级。在水厂清水池池壁的生物膜细菌多样性较低，但在管网输送过程中多样性会逐渐增加，在树状管网末端细菌多样性也会显著增加。在供水管网的前中端，Pseudomonas、Bacillus、Acinetobacter、Sphingobium、Sphingomonas、Acidovorax和Rhodopseudomonas属的细菌占据优势地位且

5、相对较为耐氯；在供水管网末端非耐氯性细菌占据优势地位，并存在一定比例的硝化细菌（Nitrosomonadaceae和Nitrospira）。针对供水管网中不同管材和流速等条件，运用异养菌计数法、流式细胞仪计数法、PCR-DGGE等分析技术，通过供水管网模拟系统和生物膜挂片旋转反应器，研究了大于0.97mg/L的余氯浓度条件下的管材和流速对主体水和生物膜中耐氯菌生长的影响。结果表明，管材对耐氯菌数量和种群结构影响均较大，而流速只对生物膜耐氯菌数量影响较大。生物膜基本成熟时，5种管材生物膜上的耐氯菌数量大小顺序为：铸铁>水泥砂浆>铜>PE>304不锈钢。γ

6、变形菌纲中的Moraxella和α变形菌纲中的Sphingomonas在5种管材中均存在。除水泥砂浆管材外，厚壁菌门（Firmicutes）中的Bacillus在4种管材中均存在。其它耐氯菌则只存于1~3种管材中。值得注意的是，在已鉴定的17种耐氯菌中，有11种为条件致病菌。为了解供水管网中耐氯菌的种群多样性和种群间相互作用对生物膜形成和耐氯性的影响，利用96孔微量细胞培养板振荡培养法，对在供水管网模拟系统中分离的5种耐氯菌进行单一菌种及双菌、4种或5种多菌混合培养形成生物膜，对经72h培养的生物膜加入不同浓度的余氯，并测定了不同时期、不同处理的生物膜

7、的生物量、活性和细菌总数。结果表明：经72h培养后，所有单一菌种、双菌和多菌均能形成生物膜。其中，单一菌种生物膜中Acinetobactersp.-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文表现为最强的生物膜形成能力，Acidovoraxdefluvii表现为最弱的生物膜形成能力。在双菌混合生物膜形成过程中，Acidovorax+Acinetobacter，Sphingomonas+Bacillus，Sphingomonas+Acidovorax和Acidovorax+Microbacterium表现为协作关系；Acinetobacter+Microbacte

8、rium，Sphingomonas+Microbacterium和Sphingomonas+A