微生物检测技术在生活饮用水检验中的应用研究

◎ 舒高林

（北京市昌平区疾病预防控制中心，北京 102200）

在当代社会中，生活饮用水的质量是人们关注的重要问题之一。随着工业化和城市化的快速发展，水源受到了越来越多的污染，微生物污染成为其中一个主要问题。被微生物污染的饮用水，会对人体健康带来严重风险。因此，了解和应用有效的微生物检测技术，可以保证生活饮用水的安全性和卫生性。

1 生活饮用水微生物检验概述

生活饮用水微生物检验是指对生活饮用水中的微生物进行检测和分析，以评估水质的卫生状况是否符合标准[1]。生活饮用水微生物检验是确保饮用水卫生安全的重要环节，其主要通过使用不同的技术和方法，对微生物污染进行监测和评估。

生活饮用水微生物检验的目的是保证饮用水的卫生安全，保护公众健康。通过定期的微生物检验，可以及时发现和控制潜在的微生物污染问题，预防水源受到严重污染并引发疾病传播。此外，微生物检验还可以评估水处理过程的效果，为水源质量的进一步改善提供重要的参考依据。

微生物检验中，常见的目标微生物包括细菌、真菌和病毒等[2]。常见的微生物指标包括菌落总数、肠道致病菌（如大肠杆菌）、耐热大肠菌群、肠球菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、沙门氏菌和霍乱弧菌、诺如病毒等。通过监测这些微生物指标，可以判断饮用水是否受到了人类或温血动物粪便污染，以及其他微生物来源的影响[3]。

2 微生物检测技术在生活饮用水检验中的价值

（1）微生物检测技术能够提供准确的水质评估。微生物检测技术能够快速而准确地检测和鉴定水样中的微生物，包括细菌、病毒等。传统的水质检测方法需要较长的时间和较多的人力物力成本，而且检测结果也不一定具备准确性，存在人为误差。因此，微生物检测技术作为一种更有效、更科学的水质评估方法，不仅可以准确识别各种微生物，确定其种类和数量，还能追溯污染源，帮助人们更好地了解水质的实际情况，有助于及时发现和解决水污染隐患，减少相关疾病的发生，保障人们的健康和安全。

（2）微生物检测技术能够保障饮用水的健康安全。微生物污染是饮用水相关疾病暴发的主要原因之一。通过将微生物检测技术应用于饮用水领域，可以有效地监测和评估水源地、水处理过程和供水管网中的微生物污染情况。通过对水样中微生物的检测和分析，能够快速准确地确定水质是否符合卫生标准。这种及时性的检测和反馈机制有助于提前发现潜在的饮用水污染问题，并采取相应的措施加以解决，防止人们因饮用受污染水源而引发消化道感染、呼吸道感染、皮肤感染等疾病，对于保障公众健康至关重要。

（3）微生物检测技术在环境保护和卫生管理方面发挥着重要作用。微生物检测技术可以用于监测和评估环境中的水源情况，通过了解水源中微生物的存在状况，能够及时发现并处理污染源，保护水资源环境的安全性。此外，微生物检测技术还可以应用于卫生管理，例如，在酒店供水系统检测中使用，以确保公共场所的卫生安全[4-5]。

3 检测方法

3.1 多管发酵法

多管发酵法是根据大肠菌群能发酵乳糖产酸产气的特征，检测水样中大肠菌群的方法。多管发酵法具有以下优点：①灵敏度高。多管发酵法能够检测出低浓度的目标微生物，对微量的目标微生物具有较高的灵敏性。②相对简单。操作流程相对简单，不需要过多的复杂设备和技术支持。③成本低廉。其所需的实验材料和设备成本较低，实验资源有限时表现突出。

然而，多管发酵法也有以下缺点：①时间较长。多管发酵法需要一定的培养时间，通常需要数天到数周的时间才能得到结果。②可靠性易受影响。结果可能受到微生物菌株的选择、培养条件等因素影响，导致结果的可靠性有所波动。

以检测饮用水样品中耐热大肠杆菌群为例，通常需要采取以下步骤。①从总大肠菌群的乳糖发酵试验中选择阳性管，取1 滴转种于可以促进耐热大肠菌群生长的含有乳糖的EC 培养基中。②将含有转种菌液的EC 试管放置于44.5 ℃的水浴箱中培养（24±2）h。③观察试管变化，如果所有试管均不产生气体，则可以报告为阴性，即未检测到耐热大肠菌群；如果有产气的试管存在，则需进行进一步的确认。④对于产气的试管，将其中的转种液接种于伊红美蓝琼脂平板上，再次置于44.5 ℃下培养18～24 h。⑤经过培养后，如果平板上出现了金属光泽或者紫色的群落，则可以确认该样品中存在耐热大肠菌群，并报告为阳性结果。

3.2 滤膜法

滤膜法可通过微孔滤膜过滤、分离待检测样品，并对滤膜上的微生物进行定量分析。该方法可借助于滤膜的孔径进行精确分离，得到含有总大肠菌群的滤膜，并进一步分析确定微生物的含量。

滤膜法有以下优点：①高精度。滤膜法能够实现对目标物质的精确分离和定量分析，因此具有较高的准确性。通过选择合适的滤膜孔径，可以对待测样品中的总大肠菌群进行有效筛选，从而提供可靠的分析结果。②可靠性强。滤膜法具有较好的重复性和可再现性，同时，滤膜还可以保存一定时间，便于后续分析和确认。③操作简单。操作流程简单，只需准备好滤膜、培养基，按照指定操作步骤进行操作即可[6]。

滤膜法缺点如下：①操作复杂。滤膜法需要精确的操作技术和专业的设备支持，相对比较复杂。正确地选择和安装滤膜、控制样品过滤速度等步骤，都需要较高的操作技术水平，因此，对于操作人员的要求较高。②耗时较长。样品的过滤和后续处理需要一定的时间，同时需要进行多个步骤。因此，相对于其他快速分析方法，滤膜法可能需要更长的时间。

以检测水样中的总大肠菌群为例，滤膜法通常需要采取以下步骤。①在进行实验前需要收集饮用水样品，并确保样品具有代表性。②使用0.45 μm 孔径大小的灭菌滤膜进行过滤水样，使总大肠杆菌群能够被截留在灭菌滤膜上。③将滤膜紧贴在品红亚硫酸钠培养基上，总大肠菌群培养适宜温度为37 ℃，为保证菌群的生长，需要放入恒温箱内培养至少24 h。④挑选紫红色具有金属光泽的菌落进行革兰氏染色和镜检，若结束后产气，则判为总大肠菌群阳性。之后再根据滤膜上生长的总大肠菌群数量，结合初始水样的体积，计算出每100 mL 水样中的总大肠菌群数，并进行相应的报告。

3.3 酶底物法

酶底物法是一种通过酶与其底物之间的特异性反应检测大肠埃希氏菌存在的方法[7-8]。酶底物法的优点如下：①高灵敏度。酶底物法具有较高的灵敏度，可以检测到低浓度的大肠埃希氏菌，在微量分析和环境监测等领域中应用广泛。②反应速度快。酶底物法的反应时间较短，只需几分钟即可得到结果，可以实现快速分析和实时监测。③定量准确。通过测定反应产物的量，可以精确地定量大肠埃希氏菌。

尽管酶底物法具有许多优点，但也存在以下缺点：①特异性要求高。酶底物法对于底物与目标物质之间的特异性要求较高，需选择适合的酶和底物组合，对于一些复杂的样品分析可能存在挑战。②实验设备要求较高。酶底物法需配备专门的酶检测仪器或分析设备，且对实验条件有一定的要求，无形中增加了实验成本和技术要求，限制了其在特定场景下的应用。

以检测生活饮用水中大肠埃希氏菌为例，酶底物法通常需要采取以下步骤。①收集100 mL 污染情况较轻的水作为样本，如果污染情况较重，可以从样本中取10 mL水样进行稀释。②取用一个灭菌干燥的稀释瓶，并用量筒量取100 mL 水样倒入稀释瓶内。用天平称取2.2～3.2 g 的MMO-MUG 培养基粉末加入稀释瓶中，上下混合摇匀，使粉末充分溶解。接着将培养瓶瓶身擦拭干净，放入预热好的培养箱中，进行（36±1）℃下的24 h 培养。③培养完成后，观察培养基的颜色变化。如果水样中存在大肠埃希氏菌，则培养基会呈现黄色。④为了进一步确定结果，需要将分解了色原底物而使培养基变成黄色的水样放置在没有光线的地方，然后使用波长为366 nm 的紫外光灯进行照射，如果水样内有蓝色荧光产生，表明水样中存在大肠埃希氏菌，即发生了阳性反应[9]。

4 结语

多管发酵法、滤膜法和酶底物法作为常用的检测技术，在不同的应用场景中具有独特的优势。例如，多管发酵法适用于微生物代谢产物检测，滤膜法适用于颗粒物或微生物的分离与定量，酶底物法适用于目标物质与酶之间的特异性反应。未来，希望相关研究能进一步优化微生物检测技术，提高其准确性、快速性和灵敏度，并发展出智能化的微生物检测设备和系统，形成多维、全面的饮用水检验体系，以提高检测的自动化程度，降低人为误差。