地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)分析的方法設(shè)計(jì)

王霞

（山西省長治市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山西長治046000）

1 地表水糞大腸菌群的監(jiān)測(cè)分析方法設(shè)計(jì)

1.1 地表水監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及水樣采集

正確合理的布局監(jiān)測(cè)點(diǎn)是全面真實(shí)地了解一個(gè)區(qū)域地表水糞大腸菌群情況的重要前提，因此首先需要對(duì)地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理布置。地表水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置需要根據(jù)待監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)嶋H情況確定，如果待監(jiān)測(cè)地表水水面寬度小于50m，在水域上游處布置一條垂線，垂線上布置至少10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)間隔5m，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置區(qū)域需要避開污染帶；如果待監(jiān)測(cè)地表水水面寬度在50~100m，需要布置兩條垂線，垂線需要靠近流域兩岸有明顯水流處區(qū)域，垂線上布置至少15個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距在8~15m之間，以此保證地表水?dāng)嗝嫠|(zhì)均勻；如果待監(jiān)測(cè)地表水水面寬度超過100m，需要在該斷面左、中、右各布置一條垂線，每條垂線至少布置20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距在10~18m之間[1]。在布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處利用100mL黑色玻璃瓶采集水樣（黑色玻璃瓶可以避免水樣中糞大腸菌群生物在自然光照下發(fā)生反應(yīng)，從而影響到最終監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[2]），每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集至少10個(gè)水樣，并且采集水樣的時(shí)間需要間隔30min，在裝有水樣的玻璃瓶表面標(biāo)注采樣地點(diǎn)、采樣時(shí)間等信息，待后續(xù)水樣處理。

1.2 地表水水樣處理

將采集到的水樣進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。首先將水樣中的漂浮物及雜質(zhì)過濾掉，然后在水樣中添加硫酸錳和堿性KI，硫酸錳和堿性KI的添加是為了對(duì)水樣起到活化作用[3]。在活化后的水樣中加入氯化氫溶液，使水樣pH≤2。最后在水樣中加入蒸餾水進(jìn)行稀釋，并將稀釋后的水樣在15~20℃環(huán)境中進(jìn)行保存。

1.3 水樣中糞大腸菌群含量檢測(cè)

將處理后的水樣利用發(fā)酵法對(duì)其中的糞大腸菌群進(jìn)行測(cè)定。首先以無菌操作等量抽取15mL水樣充分搖勻，將該水樣加入到裝有7.5mL的兩倍濃縮乳糖蛋白培養(yǎng)液的試管中；再在試管中加入9.35mL蛋白酶，搖勻；然后將搖勻后的溶液放入30℃的環(huán)境中培養(yǎng)糞大腸菌群，培養(yǎng)時(shí)間為20-24h；最后在培養(yǎng)期間觀察裝有溶液的試管的顏色是否發(fā)生變化。如果試管顏色變?yōu)榈S色，則表示溶液為陽性，且水樣中含有糞大腸菌群；如果試管顏色沒有發(fā)生變化，則表示溶液為陰性，水樣中不含有糞大腸菌群。利用儀器法對(duì)含有糞大腸菌群的水樣進(jìn)行含量測(cè)定，選擇山東博科科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)生物電解質(zhì)分析儀作為測(cè)定儀器，將測(cè)定儀器功率設(shè)定為650W，載氣流量設(shè)定為0.56 mL/min，觀測(cè)高度設(shè)置為15mm，霧化器壓力設(shè)定為0.65MPa，輔助氣流量設(shè)定為0.25ml/min，提升量參數(shù)設(shè)定為0.85mL/min。設(shè)定完儀器參數(shù)后，將測(cè)量?jī)x器預(yù)熱5min，然后選取5mL試管溶液放入到檢測(cè)儀器內(nèi)對(duì)其進(jìn)行電離，讀取溶液中糞大腸菌群等離子放射強(qiáng)度。根據(jù)儀器分析法測(cè)定出的地表水水樣中糞大腸菌群電解質(zhì)離子濃度，運(yùn)用公式計(jì)算試管溶液中糞大腸菌群含量，并將每個(gè)水樣糞大腸菌群含量測(cè)定結(jié)果進(jìn)行標(biāo)記，為后續(xù)地表水糞大腸菌群污染等級(jí)分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。其計(jì)算公式如下：

公式中，K為水樣中糞大腸菌群含量；α為糞大腸菌群等離子放射強(qiáng)度；?為地表水水樣溶液體積，mL。

1.4 地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

將所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)水樣中的糞大腸菌群含量檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出監(jiān)測(cè)區(qū)域地表水糞大腸菌群平均含量。并依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3614-2008，對(duì)該區(qū)域地表水糞大腸菌群污染等級(jí)進(jìn)行判斷，下表為地表水糞大腸菌群等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

依據(jù)表1，確定監(jiān)測(cè)區(qū)域糞大腸菌群污染等級(jí)，等級(jí)越高，說明該區(qū)域地表水糞大腸菌群污染程度越高，需要立即采取相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行治理；等級(jí)越低，說明該區(qū)域地表水糞大腸菌群污染程度越低，也就是地表水中糞大腸菌群含量越少，水質(zhì)比較好，可以滿足人類生活用水要求。按照以上程序?qū)Φ乇硭S大腸菌群進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，監(jiān)測(cè)分析周期以及監(jiān)測(cè)分析標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)地表水實(shí)際情況確定。

表1 地表水糞大腸菌群污染等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以某區(qū)域地表水為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該區(qū)域地表水面積約2643km2，居民生活用水均來自于區(qū)域內(nèi)的五個(gè)自來水廠，而這五個(gè)自來水廠約有95%以上的水均取自該區(qū)域地表水，所以該區(qū)域地表水水質(zhì)的優(yōu)劣一定程度上關(guān)系著城鎮(zhèn)居民的健康水平。實(shí)驗(yàn)利用此次設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法對(duì)該區(qū)域地表水中糞大腸菌群進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在該區(qū)域內(nèi)布置100個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)地表水糞大腸菌群含量進(jìn)行檢測(cè)，并記錄糞大腸菌群檢測(cè)結(jié)果，將所有的監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)記錄在電子表格中，并從中隨機(jī)抽取10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將其與實(shí)際地表水糞大腸菌群情況進(jìn)行差值比較，計(jì)算出這10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均相對(duì)誤差。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)以兩種方法的平均相對(duì)誤差作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)兩種地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)分析方法進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

從表2中可以看出，此次設(shè)計(jì)方法對(duì)于地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)具有較低的平均相對(duì)誤差，平均相對(duì)誤差可以控制在0.004~0.025mg/L之間；而傳統(tǒng)方法平均相對(duì)誤差在0.267~3.164mg/L之間，監(jiān)測(cè)精度具有較大的不確定性和不穩(wěn)定性，平均相對(duì)誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此次設(shè)計(jì)方法。證明此次設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)分析方法可以滿足地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)分析基本需求。

表2 兩種方法平均相對(duì)誤差對(duì)比（mg/L）

3 結(jié)束語

本文針對(duì)目前地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種新的監(jiān)測(cè)方法。該方法的應(yīng)用能夠更加全面地反映出地表水糞大腸菌群實(shí)際情況，有效提高了地表水糞大腸菌群監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性，為地表水環(huán)境治理以及地表水環(huán)境改善提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)，有助于完善地表水環(huán)境保護(hù)和治理機(jī)制，提高地表水環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)為有效保護(hù)地表水環(huán)境以及地表水資源的可持續(xù)利用提供參考依據(jù)。地表水作為人類生產(chǎn)生活的主要淡水資源，其污染物不僅僅包括糞大腸菌群一種。此次設(shè)計(jì)的方法僅適用于地表水中糞大腸菌群監(jiān)測(cè)，研究?jī)?nèi)容具有一定的局限性，因此今后還會(huì)對(duì)地表水中其他污染物的監(jiān)測(cè)分析方法進(jìn)行研究，以促進(jìn)地表水資源可持續(xù)發(fā)展及利用。