前言

近年來，隨著水源水中營(yíng)養(yǎng)物（氮、磷、有機(jī)物）的增多，不但造成傳統(tǒng)的水處理工藝（混凝、沉淀、過濾、消毒）礬耗和氯耗的增加、過濾周期的縮短，而更為嚴(yán)重的是會(huì)引起配水管網(wǎng)中細(xì)菌繁殖的突然暴發(fā)，從而造成管網(wǎng)水質(zhì)的惡化和配水系統(tǒng)的腐蝕[1]等。據(jù)資料介紹，占全國(guó)總供水量42.44％和36個(gè)城市自來水公司調(diào)查，出廠水平均濁度為1.3度而管網(wǎng)水增到1.6度，色度由5.2度增到6.7度，鐵由0.09mg/L增到0.11mg/L，細(xì)菌由6.6個(gè)/L增到29.2個(gè)/L。
所謂生物穩(wěn)定的飲用水是指在配水系統(tǒng)中不會(huì)引起大腸桿菌和異養(yǎng)菌再繁殖，從而引起水的色味和濁度上升的飲用水。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)配水系統(tǒng)中飲用水水質(zhì)的惡化和管網(wǎng)腐蝕的研究大都停留在常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)和對(duì)腐蝕現(xiàn)象的宏觀觀測(cè)這一水平上，但對(duì)出廠水中殘留的營(yíng)養(yǎng)與管網(wǎng)水的水質(zhì)惡化以及配水系統(tǒng)的腐蝕的研究尚未深入報(bào)道，而且對(duì)營(yíng)養(yǎng)的監(jiān)測(cè)尤其是對(duì)可生，化有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的監(jiān)測(cè)缺乏有效手段。本研究從以下幾個(gè)方面對(duì)蚌埠市飲用水的生物穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。

1 管網(wǎng)水與出廠水的比較

根據(jù)1998年蚌埠市自來水公司管網(wǎng)水的監(jiān)測(cè)資料，正常情況下管網(wǎng)水較出廠水的濁度上升0～0.7NTU，色度上升0～2度，鐵0.02～0.08mg/L，細(xì)菌總數(shù)增加2～4個(gè)/L，水味也有所加重。目前對(duì)其水質(zhì)的監(jiān)測(cè)正在進(jìn)一步進(jìn)行。

2 自來水管道管垢成份的分析

2.1 理化分析
我們?cè)鴮?duì)已使用21a的管道垢樣進(jìn)行分析，該管道直徑33mm，壁厚10mm，經(jīng)觀察，管道內(nèi)壁有黃色銹瘤，最大瘤高40mm，直徑為40～50mm，管壁最薄處為7.5～8.0mm，說明有一定的垢下腐蝕。
取管垢進(jìn)行分析，垢樣表面（水側(cè)）為棕紅色，附著在管壁一側(cè)為黑色，垢樣可研磨、疏松。樣品在加熱過程中有腐臭味，為沉積腐化的腐植類物質(zhì)和生物膜，樣品在550℃加熱30nin后為棕紅色，可揮發(fā)性物質(zhì)為13％左右（在550℃減重）。管道垢樣分析結(jié)果見表1所示。

2.2 生物學(xué)分析
管道垢樣的掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)管道中細(xì)菌的繁殖已極為嚴(yán)重，有桿菌、球菌、絲狀菌等，它們藏匿。附著并棲息于管垢的顆粒物之中，細(xì)菌對(duì)氯的抵抗能力大大增強(qiáng)屈此在氯消毒時(shí)生存的可能性較大。

管道內(nèi)的結(jié)垢和腐蝕的產(chǎn)物以及管道的粗糙內(nèi)壁是細(xì)菌繁殖基地。水中的余氯只會(huì)殺死殺傷水側(cè)一定深度處的細(xì)菌，而當(dāng)水中余氯不足時(shí)藏匿于顆粒物和生物膜內(nèi)的細(xì)菌又會(huì)見機(jī)再起，造成水中細(xì)菌總數(shù)的增加，從而引發(fā)大腸桿菌的突然增加甚至暴發(fā)。細(xì)菌的溶解性分泌物（SMP）會(huì)腐蝕管壁，細(xì)菌及其SMP的吸附和絮凝作用會(huì)造成水中殘留礬花在管道內(nèi)壁的沉積，這就加速了管道的結(jié)垢和腐蝕，造成水的色度。濁度的升高。

本研究重點(diǎn)對(duì)垢樣中的異養(yǎng)菌進(jìn)行了鑒定，發(fā)現(xiàn)了兩種革蘭氏陰性桿菌，一種為粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens），這種細(xì)菌為機(jī)會(huì)病源菌，另一種為乙酸鈣不動(dòng)桿菌產(chǎn)堿亞種（Aceinetobater cal-coaceticusssubsp.alcaligenes）。其中粘質(zhì)沙雷氏菌，革蘭氏陰性、桿狀，以稀周毛運(yùn)動(dòng)，是細(xì)菌中最小的一種，長(zhǎng)僅0.5～1μm；見于土壤、水和食品中，可能分布廣泛，一般認(rèn)為是非致病菌；近年來報(bào)告，可引起肺部感染、腦膜炎、心內(nèi)膜炎、尿道感染及燒傷后的敗血癥等，特別在化療和激素造成機(jī)體免疫力降低時(shí)，容易發(fā)病，因此屬于機(jī)會(huì)病原菌。

這里需要指出的是，雖然在管垢中未發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的繁殖，但是良性和機(jī)會(huì)病源菌的繁殖會(huì)導(dǎo)致有利于病源菌生長(zhǎng)的環(huán)境，同時(shí)大量異養(yǎng)菌存在會(huì)干擾大腸桿菌的檢出，因此蚌埠市飲用水存在著大腸肝菌暴發(fā)的潛在危機(jī)。

3 AOC的檢測(cè)結(jié)果
水中的營(yíng)養(yǎng)物是細(xì)菌賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是管網(wǎng)中細(xì)菌繁殖的內(nèi)因。目前，國(guó)際上大都采用測(cè)定飲用水AOC（Assimilable Organic Carbon）的方法來判斷管網(wǎng)中大腸桿菌等異養(yǎng)菌的再生繁殖潛力。一般認(rèn)為：在不加氯時(shí)AOC小于10～20μg/L的飲用水為生物穩(wěn)定的飲用水；而在加氯時(shí)，AOC在50～100μg/L的飲用水為生物穩(wěn)定的飲用水；而當(dāng)AOC大于100μg/L，則要把水中余氯控制在較高的水平上，但是大量投氯將會(huì)引起水中消毒副產(chǎn)物濃度的升高，致突變活性增強(qiáng)等。

AOC為生物可同化的有機(jī)碳，是微生物極易利用的基質(zhì)。盡管AOC僅為飲用水中溶解有機(jī)碳（DOC）的0.1％～9％，但是它使細(xì)菌獲得酶活性進(jìn)而對(duì)有機(jī)物進(jìn)行共代謝最為重要的基質(zhì)，因此AOC的濃度與細(xì)菌的繁殖有著密切的關(guān)系。

AOC的測(cè)定所用細(xì)菌是從水中分離出來的P17（熒光假單胞菌）和NOX（螺旋菌），這兩個(gè)菌種利用的量質(zhì)不同，P17不能利用草酸類基質(zhì)，而NOX可利用草酸類基質(zhì)，所以AOC為AA－P17和AOC－NOX之和。因?yàn)?μg/L的乙酸碳可產(chǎn)生1×104個(gè)/mL菌落，所以此方法具有很好的檢出精度，最低檢出可達(dá)1μg/L乙酸碳，這在目前最先進(jìn)的TOC測(cè)定儀上也是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，AOC不但具有明確的生物學(xué)意義，也是一種很好的生物一化學(xué)檢測(cè)方法。本研究采用快速的AOC測(cè)定方法，此方法對(duì)Van der Kooij的經(jīng)典方法進(jìn)行了某些改進(jìn)，大大縮短了測(cè)定的時(shí)間。

將水樣收集于500mL經(jīng)無碳化處理的磨口具塞瓶中，在65℃水浴中進(jìn)行巴氏消毒，以滅活水中的浮游生物和無芽抱細(xì)菌，加冰于24h內(nèi)運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室。取50mL水樣放到50mL無碳玻璃瓶中，每瓶加P17菌株和NOX菌株使小瓶中細(xì)菌濃度達(dá)到104個(gè)/mL菌落，放在25℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2d后從每瓶取100μL涂布平板，置于25℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2～4d進(jìn)行平板計(jì)數(shù)。平板培養(yǎng)2d后可見2～3mm的淡黃色P17菌落，NOX在第3d方可出現(xiàn)，為直徑0.5～1mm左右的乳白色菌落。對(duì)濁度較高的水樣，在接種前需用1.2μm的玻璃纖維膜過濾，以防止顆粒物的干擾。根據(jù)平板計(jì)數(shù)減去空白對(duì)照后，利用下式可計(jì)算水樣的AOC濃度：
M=[N1÷(4.1×106)+N2÷(1.2×107)]×103
式中：M－AOC濃度，μg/L；
　N1－P17，個(gè)/mL；
　N2－NOX，個(gè)/mL。
對(duì)蚌埠二水廠傳統(tǒng)工藝的出水的AOC進(jìn)行了檢測(cè)，其出廠水的AOC濃度在不同季節(jié)的波動(dòng)范圍為105.3～306.4μg/L，平均值：237.8μg/L，所以其出廠水為生物不穩(wěn)定的飲用水，必需在工藝上采取措施降低AOC，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)出廠水余氯的控制，防止管網(wǎng)中大腸桿菌等異養(yǎng)菌的繁殖。

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