工业循环水中微生物的检测分析

高筱薇

摘要：工业循环水中含有大量微生物，微生物附着在管壁上生长，会造成严重腐蚀，同时，微生物还会在水循环过程中聚积水中的泥沙，造成水管堵塞，影响工业水的正常循环过程，因此，必须实行简单有效的方法检测工业循环水中的微生物，增长循环系统的使用寿命。本文对工业循环水中微生物的检测方法进行分析，试提出控制微生物的办法。

关键词：工业循环水;微生物;检测方法

引言：微生物种类繁多、危害性大，是造成工业水循环系统出现故障的主要原因之一。为了保障工业循环水正常流通，必须选择科学合理的控制方法，消除微生物的危害。然而，不同种类微生物的控制方法不尽相同，这便需要从源头抓起，通过多样化的检测手段来明确工业循环水中的微生物种类，从而选取最合适的控制手段。

一、工业循环水现状

我国作为工业大国，工业用水效率一直处于较低水准。世纪初，我国每万元工业增长值需用水330立方米，同比与世界其他工业国家，是美国的22倍，是日本的18倍。经过多点的改革，与工业节水“十五”规划的落实，目前我国万元工业增长值用水量正呈现逐年下降的趋势，水循环效率也在连年上涨，于10年达到96%之后仍在逐步增加。“十五”规划有效提高了工业循环水的利用率，为节约水资源做出了巨大的贡献。但工业循环水中微生物含量较高，如果不妥善处理，会对整个循环系统造成侵害，进而带来不小的经济损失。因此，很多组织将工作重心转移到工业循环水微生物检测上来，以尽量降低微生物的危害。

二、微生物种类

工业循环水中微生物种类繁多，细菌、真菌以及藻类都有很多种

（一）细菌

工业循环水中比较常见的细菌有铁细菌、硫酸盐还原菌等，都属于假单胞菌和气杆菌。由于工业循环水在处理过程中会加入含磷的水质稳定剂，在工业水循环过程中还会混入空气灰尘，也会带来一定的蛋白质和碳水化合物，这些因素给细菌繁殖生长提供了优越的环境。

（二）真菌

工业循环水中常见的真菌有半知菌类和担子菌类，上述提到的循环水中含有的细菌生长的营养物质同样适合真菌生长，而且循环水管道中相对密闭且没有光照也给真菌生长提供了便利条件。

（三）藻类

工业循环水中的常伴有蓝藻、绿藻和硅藻，藻类生长主要会聚集大量的淤泥，严重时会造成管道堵塞，所以在控制循环水中微生物含量时也要重点关注藻类的检测与控制[1]。

三、工业循环水中微生物检测方法

（一）传统实验室检测法

1.实验材料

针对循环水管道中的铁细菌、硫化细菌及霉菌等，传统实验室检测法首先需要提取循环水样品以及管道壁附着的泥沙和其他杂质。取样后无菌保存，避免实验前材料受到其他杂菌的影响从而使得实验结果存在较大偏差。

2.实验方法

传统实验室检测法首先需要制备培养基，不同微生物检测时制作的培养基不同：铁细菌需要配置柠檬酸铁铵培养基，其中需要硫酸铵0.5克，硝酸钠0.5克，磷酸氢钾0.5克，氯化钙0.2克，7水合硫酸镁0.5克，柠檬酸铁铵10克，蒸馏水1升，并将酸碱度调配至6.7，分装至150毫升的试管中，每支试管装5毫升，并在121℃的高温下灭菌15分钟;硫化细菌需要配置硫代硫酸钠培养基，其中需要硫酸钠5克，碳酸氢钠1克，氯化铵0.1克，磷酸氢二钠0.2克，6水合氯化镁0.1克，蒸馏水1升，并将酸碱度调配至6.1，分装于试管中，与柠檬酸铁铵培养基选取相同的高温灭菌方法。另外，还要调配氯化钡试剂，具体操作是将1克氯化钡溶解至100毫升蒸馏水中，并放入棕色瓶内保存[2]。

制备好培养基和试剂之后开始检测试验，首先需要将取得的水样按10倍稀释法做五个连续稀释度的稀释操做;其次，将稀释液分别放入柠檬酸铁铵培养基和硫代硫酸钠培养基中，每一种稀释度的样品取1毫升接种四支试管，在30℃恒温环境中培养十四天;最后，经过十四天的生长，观察试管培养基中发生的变化来判断是否有对应的细菌。例如，如果柠檬酸铁铵培养基中出现黑褐色沉淀，则表明水样中存在铁细菌，如果在硫代硫酸钠培养基中滴加氯化钡溶液后，试管内出现白色沉淀，说明培养基中有硫酸根离子的存在，亦可证明水样中有硫化细菌。

3.检测方法评论

实验室检测法是利用水样中各类细菌的分子组成，通过检测培养基中对应离子的存在来判断水样或者泥沙中是否有细菌。另外，对于水样中真菌的检测可以采用平皿培养法，取1毫升水样稀释液倒入察氏培养基，在27℃的恒温环境中培养7天，便可以在培养皿中看到明显的菌落，通过显微镜观察并与真菌图谱的对比来确定样品中的真菌种类。但通过分析发现，传统的实验室检测方法都需要提取水样在培养基中培养观察，培养过程十分耗费时间，待确定细菌、真菌类型之后，这些微生物已经对循环水设备造成了一定程度的侵蚀，所以，为了最大化降低损失，还需要更加先进、效率更高的检测手段。

（二）ATP生物荧光检测法

ATP生物荧光检测技术是近年来针对循环水中微生物含量复杂、传统检测方法耗时耗力而研制出的新型检测方法，此种方法具有效率高，检测准确等特点，有助于及时确定循环水中的微生物种类及含量，并采取对应的灭菌杀毒操作。

1.检测原理

ATP检测法分为物理检测法、化学检测法以及酶检测法三种，其中，酶检测法凭借其操作的简便性与反应灵敏性，成为工业循环水微生物检测中最为常用的检测方法。酶檢测法可以利用还原性辅酶A的NADH法以及荧光素酶法。其原理在于荧光素酶与镁离子会催化荧光素产生腺苷酸，腺苷酸在空气中发生氧化还原反应后会产生激发态的氧化荧光素以及单磷酸腺苷，而激发态的氧化荧光素会逐渐回到基态，这个过程中会发出生物荧光，并且生物荧光产生的多少与ATP含量成正比，通过生物荧光即可判断样品中的微生物含量。其化学反应原理如下：

2.实验过程

在进行检测之前，需要利用标准试剂来校准荧光素酶试剂，通过对比校准所得的RLU值和实际ATP浓度，来保证荧光素酶的活性可以达到实验标准。经过校准之后，提取50毫升循环水样，并用0.45微米的滤头过滤，可以将水样中的微生物全部阻挡在滤膜上，然后在滤膜上滴加1毫升裂解液，促进微生物细胞破裂，加速释放ATP。之后，在滤膜上滴加萃取液来提取ATP。提取出来的ATP溶液需要再加入荧光素酶，催化其发光，最后再测定溶液的发光度就可以知道水样中微生物的含量了[3]。

3.实验结果讨论

ATP检测法可以快速检测出水样中微生物的含量，更加及时有效，一般經过几分钟的实验过程便可以确定含量，而且检测结果的标准差一般小于0.156，可见，实验精度很高。并且，实验所需的器具和材料都比较少，不会受到实验室的限制，就地取样后便可以直接检测，可以完美适应情况复杂的水循环设备以及管道不同地点的微生物含量测定。为控制工业循环水中微生物含量，只测定一处微生物含量是不够客观和科学的，根据管道构成情况不同，以及管道过水量和沉积量不同，微生物含量会有很大差异，流动性较大的管道内微生物含量较少，如果测定出的含量未达到治理指标，从而整体推延治理方案的实行，很可能留下隐患。故此，需要对工业水循环系统中具有代表性的管道进行测量，分析不同地点微生物的含量，综合考察循环水中微生物的整体含量，从而选取更加合适的控制措施。

总结：工业循环水中含有大量微生物，如果不及时处理，很可能造成严重的后果。根据水循环系统的实际情况，选取合适的检测方法：传统实验室检测法虽然效率较低，但可以明确微生物的种类以及数量、ATP生物荧光检测法更有效率，且适应性很强。通过科学合理的检测方法来确定循环水中微生物的含量，进而采取相应的控制手段，最大程度地减少微生物对工业水循环系统的侵蚀。

参考文献：

[1]翟继卫，宋亚佩，姚丹.ATP生物荧光检测法在GICU环境物体表面清洁消毒效果评价中的应用[J].首都食品与医药，2019，26（19）：100-101.

[2]邸学倩.水质微生物检测结果的影响因素及控制要点分析[J].科学技术创新，2020（12）：87-88.

[3]齐冬子.大化肥厂循环冷却水微生物的监测与控制工作[J].工业水处理，2019（01）：16-22.