生活饮用水中大肠埃希菌计数的不确定度分析

杜学婷 时 慧 周秋颖

（丹东市疾病预防控制中心 辽宁丹东 118000）

1 前言

目前我国的公共卫生工作中对生活饮用水、水源水、地表水等进行的卫生学评价，主要以总大肠菌群、大肠埃希菌以及耐热大肠菌群为粪便污染的指示菌[1]。 GB/T 5750.12—2006《生活饮用水标准检验方法 微生物指标》[2]增加了生活饮用水中大肠埃希菌的检测方法。 准确评估生活饮用水中大肠埃希菌的污染数量非常重要。本文参照JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[3]，通过分析样本检验过程中的不确定度分量，采用A 类评定和B 类评定对引入测量结果中的不确定度分量进行评定， 计算合成不确定度和扩展不确定度来衡量大肠埃希菌计数结果的不确定度，建立生活饮用水中大肠埃希菌检测结果不确定度的评定方法。

2 材料与方法

2.1 材料

市政末梢水1 份。

2.2 方法

在市政末梢水中加入大肠埃希菌标准菌株ATCC25922 菌悬液，混匀后按照GB/T 5750.12—2006的方法进行检验，具体检验方法如下：以无菌操作方式用灭菌吸管吸取10 mL 原倍水样加入含有10 mL双料乳糖蛋白胨培养液的试管内，充分混匀；同时用无菌吸管吸取1 mL 原液，加入9 mL 生理盐水，稀释制备 1∶10 的样品匀液，同理制备 1∶100 的样品匀液。然后分别取1 mL 以上样品稀释液加入单料乳糖蛋白胨培养液中，以上3 个稀释度均各做5 个平行样，在（36±1）℃下培养（24±2） h。 观察结果并对产酸产气的试管进行证实试验，将总大肠菌群多管发酵法初发酵产酸或产气的试管液体无菌接种至EC-MUG培养液试管中进行大肠埃希菌检测，在（44.5±0.5）℃下培养（24±2） h，366 nm 紫外灯下观察结果，计数EC-MUG 阳性管数，查对应的大肠菌群最大可能数量法（MPN）计数表得出大肠埃希菌的MPN 数值，以MPN/100mL 报告结果。 根据以上步骤重复检测10 次。

3 结果

3.1 建立测量数学模型

根据检测原理得到检样中大肠埃希菌多管发酵法计数的数学模型：

其中，y 为样品菌落总数中大肠埃希菌含量；k1为标准规定的稀释倍数；k2为实际操作的稀释倍数；x 为MPN 值。

3.2 多管发酵法检测

加入标准菌株ATCC25922 的市政末梢水，多管发酵法检测大肠埃希菌。 采用贝塞尔公式分析检测结果，详见表1。

表1 样品重复检验10 次结果

3.3 各不确定度分量的来源

本次检验过程由同一检测人员在标准室温环境下操作，所有操作严格按照标准执行，由人员操作和环境造成的不确定度分量可以忽略，此外试验材料加入标准菌株的量极微，因此由样品制备过程中引起的不确定度分量亦可忽略不计。 需要分析的不确定度分量主要来自以下2 个方面：（1）A 类评定：由重复检测结果引起的不确定度 U复检。 （2）B 类评定：递增稀释引入的不确定度U递增稀释和加样引入的不确定度U加样。

3.3.1 重复检测结果引起的不确定度评定

同一样品重复检测10 次的结果引起的不确定度为：

3.3.2 递增稀释引入的不确定度评定

样品稀释过程中用到1 mL 和10 mL 刻度吸管，其容量允差分别为±0.008 mL 和±0.05 mL[4]。 因此，1 mL 刻度吸管的相对标准不确定度为：

在本次试验中，递增稀释2 次，稀释倍数分别为10、100，所以在此递增稀释过程中的相对标准不确定度为：

3.3.3 向培养基加样引入的不确定度评定

用10 mL 刻度吸管吸取10 mL 原液加入10 mL双倍乳糖蛋白胨培养液中，用1 mL 刻度吸管吸取10、100 样品稀释液加入9 mL 单料乳糖蛋白胨培养液中。 加样采用1 mL 和10 mL 刻度吸管，其容量允差分别为±0.008 mL 和±0.05 mL。 因此，1 mL 刻度吸管的相对标准不确定度为：

3.4 生活饮用水中大肠埃希菌多管发酵法计数的合成不确定度和扩展不确定度

根据上述几个分量的不确定度结果，样品中大肠埃希菌计数的合成不确定度为：

当置信水平95%，自由度v=n-1=9 时，包含因子k=2，扩展不确定度为：

3.5 测量结果取值范围

以区间的形式表示（lgxi-U95rel≤lgxi≤lgxi+U95rel），根据每一样品lgxi的取值范围，由反对数得到每一样品MPN 值的修约数的所在区间。

当大肠埃希菌计数结果平均值为73 MPN/g 时，其相应的扩展不确定度为U=73 MPN/g×0.080 54≈6 MPN/g，取值范围为（67，79）。

4 讨论

生活饮用水直接关系人体健康，水质检测更是关系民生的大事。 生活饮用水中大肠埃希菌检测过程中不确定度的评定对检验结果的有效性具有重要意义。当检验结果存在潜在误差时，结合不确定度评定才能更加准确地评估水质污染程度[5，6]。 本文参照CNAS-CL 07：2011《测量不确定度的要求》[7]以及 JJF 1059.1—2012，采用贝塞尔公式来评定大肠埃希菌多管发酵法计数的不确定度，对生活饮用水中大肠埃希菌的检测结果不确定度进行评估。 通过检测分析发现，整个试验不确定度的来源主要有：移液器容量允差、样品稀释次数、样品重复检验等。 其中样品制备过程中的递增稀释和加样体积引起的不确定度所占分量较小，属于B 类不确定度，重复检验产生的不确定度所占分量较大，属于A 类不确定度。通过计算扩展不确定度和合成不确定度，最终确定了大肠埃希菌检测结果MPN 值的修约范围，从而有效减少了试验误差，提高了检测结果的精确度。