糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

李滿英

(廣東省水文局梅州水文分局， 廣東 梅州 514071)

糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

李滿英

(廣東省水文局梅州水文分局， 廣東 梅州 514071)

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與進(jìn)步，我國逐漸進(jìn)入了轉(zhuǎn)型階段，對(duì)于環(huán)境的關(guān)注度也越來越高，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的開展成了當(dāng)前環(huán)境研究中的重要內(nèi)容之一。環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)也被稱為環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)，通過對(duì)污染情況進(jìn)行客觀、快速的分析，幫助決策人決定控制污染的范圍和時(shí)間。環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中有許多種方法，其中，糞大腸菌群酶底物法受到了較多的關(guān)注，關(guān)于糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用成了當(dāng)前學(xué)者關(guān)注的重要內(nèi)容之一。本文首先對(duì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)和酶底物法的基本內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作探究糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

糞大腸菌群； 酶底物法； 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)

近年來人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)逐漸增強(qiáng)，關(guān)于環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的研究也逐漸受到較多的關(guān)注。生活中的污染物在自然環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生較大的影響，有的還可能生成持久性有機(jī)污染物，毒性高、持續(xù)時(shí)間長，有的污染物還具有遠(yuǎn)距離遷徙性，這對(duì)于人類的生存環(huán)境是非常不利的。因此，關(guān)于污染物的檢測(cè)分析成了廣大學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)問題之一。從目前的情況來看，糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)，能夠快速掌握污染的情況并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理和控制，對(duì)于環(huán)境資源的改善有重大意義。本文通過實(shí)驗(yàn)研究來探究糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

1 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)

隨著我國經(jīng)濟(jì)科技與能源可持續(xù)的共同發(fā)展，越來越多的人在關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，對(duì)環(huán)境有了更多的重視，而關(guān)于突發(fā)污染事件中污染物的萃取、檢測(cè)、處理等問題，也受到了多方面的關(guān)注。環(huán)境的改善情況，直接與人類未來的生存相掛鉤，根據(jù)我國提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，要實(shí)現(xiàn)人類的“可持續(xù)”發(fā)展，保護(hù)環(huán)境是非常必要的，因此，切實(shí)做好應(yīng)急監(jiān)測(cè)的分析工作成了廣大專家學(xué)者需要重視的問題，通過更加直觀有效的觀察方式來對(duì)有機(jī)物污染情況進(jìn)行分析，進(jìn)而調(diào)整對(duì)新型樣片前處理技術(shù)的運(yùn)用。應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的開展成了當(dāng)下非常重要的環(huán)境問題，而一些傳統(tǒng)的萃取、檢測(cè)技術(shù)并不能完全將自然界中的突發(fā)污染事件處理好，需要有更多準(zhǔn)確、有效的方法來加以完善。

隨著近幾年環(huán)境問題的尖銳化，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的地位也與日俱增。從法律層面上來說，我國出臺(tái)了眾多的法律來應(yīng)對(duì)環(huán)境污染、環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境改善、環(huán)境保護(hù)問題，如《中華人民共和國水污染防治法》《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》等。這些法律條文很好地為環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)提供了工作方向和工作平臺(tái)，使環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作得到了較大的發(fā)展，關(guān)于環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的研究也越來越多。與此同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物技術(shù)地位的提升，都推動(dòng)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的進(jìn)一步完善和規(guī)范，如環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的布點(diǎn)與采樣，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析方法，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理與上報(bào)，監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證等都有了系統(tǒng)的發(fā)展。總而言之，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作不僅僅能夠?qū)Ψ侨藶橥话l(fā)環(huán)境問題進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，還能夠?qū)τ谝恍┤藶榈沫h(huán)境問題展開應(yīng)急監(jiān)測(cè)，在源頭上解決環(huán)境污染問題。出現(xiàn)突發(fā)性的環(huán)境污染后，需要及時(shí)采取針對(duì)性的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)對(duì)污染狀況進(jìn)行了解，然后結(jié)合監(jiān)測(cè)的結(jié)果對(duì)環(huán)境加以保護(hù)，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)問題已經(jīng)成為我國目前亟待解決的問題，從近年來的研究中發(fā)現(xiàn)，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的技術(shù)還有待完善和整理。因此，做好環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的分析，改善社會(huì)環(huán)境和資源問題，才能從根本上實(shí)現(xiàn)發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)兼顧生態(tài)效益和社會(huì)效益。

2 糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的實(shí)驗(yàn)操作

糞大腸菌群是大腸菌群的一種，又名耐熱大腸菌群。糞大腸菌群是生長于人和溫血?jiǎng)游锬c道中的一組腸道細(xì)菌，隨糞便排出體外，約占糞便干重的1/3以上，故稱為糞大腸菌群。糞大腸菌群生長適宜的溫度是37℃左右，空氣中也能夠生存。糞大腸菌群屬于兼性厭氧菌。受糞便污染的水、食品、化妝品和土壤等物質(zhì)均含有大量的這類菌群。生活污水中糞大腸菌群數(shù)的日最高允許排放濃度為一級(jí)A標(biāo)的103個(gè)/L、一級(jí)B和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的104個(gè)/L，三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)沒有要求。原廢水中的糞大腸菌群數(shù)為多少需要具體水樣化驗(yàn)測(cè)得，化驗(yàn)個(gè)體不同，所測(cè)值也不同，沒有固定值。糞大腸菌群是生長于人和溫血?jiǎng)游锬c道中某些特性的一組細(xì)菌，它不代表某一個(gè)或某一屬細(xì)菌。 因此，糞大腸菌群不含有對(duì)人體危害的某些細(xì)菌或不超標(biāo)，則不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生直接的危害。

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

類大腸菌群細(xì)菌能夠在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作中起到媒介的作用，主要是由于固定底物酶底物法，即大腸菌群細(xì)菌能產(chǎn)生特異性的β-半乳糖苷酶(β-D-galactosidase)分解MMO-MUG培養(yǎng)基中的色原底物ONPG(Ortho-nitrophenyl-β-D-glucuronide)使培養(yǎng)液呈黃色，以及大腸埃希氏菌產(chǎn)生特異性的β-葡萄糖酸酶(β-glucuronidase)分解MMO-MUG培養(yǎng)基中的熒光底物MUG(4-methyl-umbelliferyl-β-D-glucronide)，使得培養(yǎng)皿中出現(xiàn)熒光反映，因而可以分析水中、土壤中等其他介質(zhì)中是否存在大腸菌群、糞大腸菌群(耐熱大腸菌群)及大腸埃希氏菌。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料

實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料如下：

a.恒溫培養(yǎng)箱：44.5±1℃。

b.冰箱：2～5℃。

c.高壓滅菌器1臺(tái)。

d.DIEXX程控定量封口機(jī)。

e.無菌吸管：1mL(具0.01mL刻度)、10mL(具0.1mL刻度)或微量移液器及吸頭。

f.IDEXX專用無菌采樣瓶100ml(內(nèi)含1.5%硫代硫酸鈉)。

g.97定量盤。

h.科立德試劑。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)方法為固定底物技術(shù)(Defined Substrate Technology，DST)之酶底物法。DST技術(shù)的原理就是采用和目標(biāo)細(xì)菌特異性反應(yīng)的培養(yǎng)基，并使之量最小化，比一般酶底物法假陽性/陰性的發(fā)生率更低。

在Minimal Medium ONPG-MUG (MMO-MUG) 培養(yǎng)基上能產(chǎn)生β-半乳糖苷酶(β-D-galactosidase)分解ONPG(Ortho-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside)使培養(yǎng)基呈黃色的細(xì)菌群組。使用的培養(yǎng)基為 MMO-MUG培養(yǎng)基，[每1000mL MMO-MUG培養(yǎng)基所含基本成分為: 硫酸銨(NH4)2SO4、硫酸錳Mn(SO4)2、硫酸鋅ZnSO、硫酸鎂MgSO4、氯化鈉NaCl、氯化鈣CaCl2、亞硫酸鈉Na2SO3、兩性霉素B等]將干粉培養(yǎng)基加入到100mL水樣中，并使用專用壓膜機(jī)進(jìn)行壓膜和分裝，然后在36℃±1℃的環(huán)境下培養(yǎng)24h，24h培養(yǎng)后顏色變成黃色判斷為陽性反應(yīng)；培養(yǎng)24h后判讀，為可疑陽性(見圖1)，可延長培養(yǎng)到28h判讀，超過28h之后出現(xiàn)的顏色反應(yīng)不作為陽性結(jié)果。

酶底物法的優(yōu)勢(shì)在于能夠有效減少雜菌干擾，也不會(huì)受到培養(yǎng)基的干擾(如消毒劑、鹽、抗生素等會(huì)對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)方法產(chǎn)生干擾)，并且能夠減少假陽性反應(yīng)和假陰性反應(yīng)(見圖2和圖3)，能夠快速得到檢測(cè)結(jié)果。

圖1 MUG的陽性反應(yīng)

圖3 假陰性比較

2.4 計(jì)算分析

證實(shí)為糞大腸菌群的陽性管數(shù), 群MPN值。查(MPN)表, 報(bào)告每克(毫升)樣品中糞大腸菌。國家規(guī)定“糞大腸菌群數(shù)”一級(jí)排放A標(biāo)準(zhǔn)為103個(gè)/L，一級(jí)排放B標(biāo)準(zhǔn)為104個(gè)/L，二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)為104個(gè)/L，三級(jí)不做規(guī)定。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)來分析環(huán)境的污染狀況。

3 分 析

雖然如今環(huán)境問題得到了更多的重視，但仍然有許多關(guān)于環(huán)境保護(hù)的問題得不到解決，一些企業(yè)為了追求利益，全然不顧對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，在生產(chǎn)過程中，隨意排放“三廢”，嚴(yán)重危害人類的生存環(huán)境。我國已經(jīng)成為世界上污染非常嚴(yán)重的國家，尤其是我國的水資源和大氣環(huán)境，受到的污染情況非常嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國流經(jīng)城市95%以上的河流都受到了不同程度的污染，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作對(duì)于國家發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定都有著非常重要的意義，比如在2015年的天津?yàn)I海新區(qū)瑞海公司所屬危險(xiǎn)品倉庫發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，需要工作人員及時(shí)乘坐監(jiān)測(cè)車趕赴天津應(yīng)急監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)當(dāng)?shù)氐幕瘜W(xué)品基本性質(zhì)、危害、監(jiān)測(cè)方法、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行檢測(cè)。關(guān)于環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的開展已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注，并且能夠進(jìn)行環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的方法也較多，其中，糞大腸菌群酶底物法的效果較好，操作簡(jiǎn)便且準(zhǔn)確率較高，能夠快速檢測(cè)出水中糞大腸菌群。本文對(duì)糞大腸菌群酶底物法在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。結(jié)合上文來看，運(yùn)用酶底物法檢測(cè)糞大腸菌群，能夠快速了解環(huán)境污染狀況，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，操作較為簡(jiǎn)便，值得推廣應(yīng)用。

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Application and analysis of fecal coliform bacteria enzyme substrate technique in environmental emergency monitoring

LI Manying

(Guangdong Hydrology Bureau Meizhou Hydrology Branch, Meizhou 514071, China)

China enters the stage of transformation gradually with rapid development and progress of national economy. The concern for the environment is higher and higher. Environment emergency monitoring work becomes one of the important contents in current study of environment. Environment emergency monitoring is also known as emergency monitoring of environment pollution accidents. Pollution situation is analyzed objectively and rapidly, thereby assisting decision-makers to determine the scope and time of pollution control. There are many methods in environment emergency monitoring, wherein people pay more and more attention to the fecal coliform bacteria enzyme substrate technique. Application of fecal coliform bacteria enzyme substrate technique in environment emergency monitoring becomes one of the important contents focused by current scholars. In the paper, basic contents of emergency monitoring and enzyme substrate technique are briefly overviewed firstly, then, experiment operation is combined for discussing the fecal coliform bacteria enzyme substrate technique in environment emergency monitoring.

fecal coliform bacteria; enzyme substrate technique; environment emergency monitoring

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.05.006

TV213.4

A

2096-0131(2017)05- 0024- 04