福州市城市生活饮用水水源地水质状况及大肠杆菌生长影响因素的研究

2022-11-24

九五开始, 福州城市建设步伐的加快。福州实施“东扩南进”战略, 加快金山、鼓山、新店新区建设, 同时加快市政基础设施建设, 完成城门水厂一期, 西区水厂扩建二期工程, 续建第二水源供水工程、马尾白眉水库供水工程。随着经济和工业的发展, 环境问题也日益突出。水是生命的源泉, 人类生存的基础。提供符合卫生标准的生活饮用水是人们健康的重要保障, 为了保证生活饮用水卫生安全, 了解福州市周边水源的的水质情况, 加强水质检测, 非常重要。我们对福州市6家水厂的源水中的大肠杆菌进行了分析监测 (每月进行一次监测) , 并对废水中洗衣粉来源的磷源对大肠杆菌的影响进行了研究。研究结果对于福州市进一步提高水源的质量, 制定水源的保护措施, 具有一定的参考价值。

1 材料与方法[1,2]

1.1 水源地采样

分别于2004年—2007年对福州市6家水源地的源水进行采样。每月监测1次。

1.2 检测内容与方法

对水源水主要进行28项生活饮用水水质常规指标的检测。评价标准按照国家《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 。

1.3 大肠杆菌及培养

大肠杆菌采用DH5a。培养基组成:水1000ml, 葡萄糖1.0g, MgSO4·7H201g, (NH4) 2SO40.05g。采用洗衣粉为唯一磷源, 添加量按实验要求添加。大肠杆菌测定采用分光光度法 (OD 600) 。

2 结果

2.1 主要水质分析

水厂出厂水水质共检测28项, 项次数9216项, 根据国家《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 中表1地表水环境质量标准基本项目标准限值中的Ⅲ类标准, 合格项次数9216项, 合格率100%。福州市6个主要水厂的水质分析结果表明, 毒理学指标全部符合国家饮用水标准, 并且随季节无明显的变化。因此福州市的水源可保证饮用水的安全。对几个水厂的水质进行比较发现, 主要差异在化学耗氧量和粪大肠菌群两项指标。指标较高的水厂全部集中在鳌峰州、城门和义序3个水厂 (表1) 。虽然COD小于规定的20mg/L的要求, 但所有COD值都维持在3-5 mg/L左右, 大于原厝和塘坂水库的COD值。

另一个主要差异的指标是粪大肠菌群, 从分析结果看出 (表2) , 除马尾水厂外, 其他的5个水厂都有粪大肠菌群检出, 并且有的水厂, 如鳌峰洲和城门水厂, 虽然小于标准的10000个/L, 但菌落总数有时大于1000个/L, 菌落数还处于较高的水平。

2.2 不同季节水质指标的对比

各项参数随着季节的变化趋势不一致, 除温度外, 大部分指标随季节变化不明显, 如化学耗氧量无季节性差异 (P=0.2166) 。但是菌落总数有季节性显著的差异, 且差异有统计学意义 (P<0.05) , 超标季节主要在11月到次年的1、2月份。这与不同时期的降水量可能有一定关系, 枯水季节, 水库水量降低, 自然水体的稀释效果变低, 水体中氮、磷等有机质浓度变高, 为微生物生长提供了营养条件, 此季节微生物含量偏高。

测试结果分析看出, 水体中氨氮和总磷含量与菌落总数的变化有一定的对应关系。虽然无直接的对应关系, 但氨氮水平和总磷水平较高的水体, 其菌落数总体偏高。以2006年福州鳌峰州水厂和马尾水厂的氨氮水平和总磷水平与菌落数的对比可以看出 (图1、2) , 水体中总磷和氨氮水平较高, 则相应水体中的细菌总数明显较多。控制水体中氨氮和总磷的水平, 应是目前福州市提高供水质量需要考虑的首要目标。

2.3 磷源对大肠杆菌生长的影响

据联合国环境规划署等机构对全球水质监测的报告, 目前全世界约有30%～40%的湖泊水库出现富营养化的现象。在我国, 长江、淮河、太湖、巢湖等很多江河湖泊都不同程度地存在富营养化问题。据专家对巢湖水污染的调查, 水中的磷含量超过标准的3-4倍, 而含磷量的增加主要源于含磷的洗衣粉。南京玄武湖水中的磷70.8%来自生活污水;太湖蓝藻爆发, 主要原因之一也因为洗衣粉的排入, 使水中含磷量剧增。

含磷洗衣粉中的磷主要以三聚磷酸钠的形式存在, 为了研究废水中洗衣粉中的磷对大肠杆菌生长的影响, 本研究采用市售的某品牌含磷洗衣粉作为唯一磷源, 通过在基础培养基中添加不同洗衣粉的量, 研究来源于洗涤用品中磷对大肠杆菌生长的影响。

实验结果表明 (图3) , 菌体的生长量与对洗衣粉的添加量呈正相关, 符合菌体生长曲线。培养初期, 菌体处于对数生长期, 淀粉利用率快速, 菌体生长迅速, 此时为菌体直线生长阶段;6d后, 随着培养基消耗的增加, 菌体的生长开始变慢, 菌体进入稳定期。

实验结果还可看出, 菌体对磷的降解, 与菌体的生长同步, 不存在明显迟滞现象, 这表明大肠杆菌极易利用洗衣粉中的磷。

实验结果分析表明:洗衣粉中的磷源对菌体生长有促进作用。这表明菌体比较容易利用洗衣粉中的磷, 洗衣粉中磷源, 可以容易的满足大肠杆菌生长的需要, 促进菌体的生长, 进而在水中造成大肠杆菌浓度升高。

3 结语

通过近四年水质检测结果的对比, 福州市的主要供水水源的水质结果稳定可靠, 合格率高。特别是马尾水厂, 供水水质各项指标合格、稳定。相比而言, 城门、义序、鳌峰洲水厂的微生物指标较高, 分析而言可能与水源地的氨氮水平和总磷水平较高有关, 较高的氨氮和总磷水平为微生物的生存和维持提供了有利的条件。水体中氨氮水平和总磷水平, 与当地的生活垃圾和人畜粪便可能存在一定关系, 因为这三个水厂周围的居民密度较高。四年的对比表明, 化学和毒理指标无明显改变, 合格率高, 但是细菌指标虽合格, 但数值仍偏高, 没有明显改观, 说明该部分地区水源存在污染的可能性。同时, 洗衣粉磷的污染, 对于饮用水中的细菌含量的多少可能有重要的影响。因此强化生活污水的分类排放处理, 水处理厂加强对水质的后处理管理和检测, 是水质合格的重要保证。

摘要：为了解福州市城市生活饮用水水源水质状况, 于2004年～2007年分别对福州市主要的6个水源地的水质状况每月进行一次取样, 进行化学指标及毒理学指标的检测分析。监测结果表明, 福州市主要供水的原厝、义序、鳌峰洲、马尾、城门、塘坂水源水质合格率较高, 毒理学指标和化学指标全部达标。城门、义序、鳌峰洲水厂的部分指标数值较高, 主要项目为大肠杆菌。水体中细菌数量的变化与有机磷含量有一定的相关关系。本文进一步就洗衣粉中的磷对大肠杆菌的生长影响进行了研究, 结果表明洗衣粉中的磷对大肠杆菌有明显的促生长效果。

关键词：生活饮用水水源,水质检测,大肠杆菌,磷