国外给水管网中大肠杆菌类的控制与预测

永·回球给尜管厕守奶管埴颓勘鬻誓同济大学环境工程学院胡涛摘要解释大肠杆菌类在管道系统中的生存与水处理和管网运行方面有关的原因，以及国外的研究工作者为控制和预测管网中的大肠杆菌类．作出的一些努力和研究成果。关键词：饮用水质大肠杆菌类水质预测模型1大肠杆菌类成为细菌学指标的原因和背景总大肠杆菌类的密度．是饮用水的一项重要的、用来控制病原微生物的细菌学水质指标。原水中病原体由于种类繁多．又容易死亡．所占份额又极微，在经过水处理特别是消毒过程后．一般已不复存在。所以．就要找到一种指示微生物作为替代参数．以便在例行的检验中应用。由于病原微生物仅存在于传染病患者的粪便中．而大肠杆菌类是人类粪便中共有的含量最大的细菌f每克粪便中约含一亿个)，因此当天然水中只受到极其轻微的粪污染．即使绝大多数微生物都已检验不出．仍有可能检出大肠杆菌来：当水中的大肠杆菌类的浓度极低时．可以认为水中的其它微生物的数量微乎其微．这正是选择总大肠杆菌类作为替代参数的原因。但用大肠菌类作为水质的细菌学指标有令人怀疑的地方，因为当检测到有大肠杆菌类时．并不总是同时检测到病原微生物的存在，反之亦然。在美国，Craun跟踪研究了从1983年到1992年的水传染疾病案例的水样，发现在由细菌、病毒引起的水传染疾病的水样中，有64％被检测到大肠杆菌，然而在由原生动物引发的疾病的水样中只有35％检测到大肠菌。英国也有类似报道。还有研究指出，即使饮用水质达到了规定的细菌学指标，人们仍有可能感染肠道疾病。尽管有以上不足之处，目前总大肠杆菌类作2003年第17卷第6期为世界通用的衡量饮用水质量的细菌学指标．具有不可替代的作用。我国的饮用水水质标准规定：每升水被检出的大肠杆菌群数不得超过3个。世界卫生组织的规定是：每百毫升不得检出大肠杆菌类。美国规定：当给水系统每月取水样数不少于40个时最多允许有5％的水样呈阳性；而当水样数少于40个时，最多只允许一个呈阳性。显然，供水企业的一项重要职责就是控制自来水中的总大肠杆菌群的数量．使水质满足规定的标准。然而．导致水中大肠杆菌类生长繁殖的动因很多。在国外，特别是欧洲和北美，已经研究出一些理论方法．把产生大肠杆菌类的各项动因综合成预测大肠杆菌类的数学模型．用于反映水中存在大肠杆菌类的可能性的大小。2供水系统大肠杆菌存活的原因2，1水处理工艺本身不够完善通常净水厂的消毒工艺作为防止病原体进入饮用水的最后一道屏障．会杀死水中的病原体和其它微生物(包括大肠杆菌类)。但由于过滤工艺本身存在的局限性，滤料表面总会附着一些悬浮物，而悬浮物中含营养物，这就提供了微生物存活的环境。在活性炭处理工艺中也存在类似情况。当悬浮物(尽管是少量)被水流带出时．消毒工艺并不能完全杀死聚集成团的并附着在悬浮物上的微生物。这些微生物包括大肠杆菌类、其它细菌、病毒、原生动物的胞囊。维普资讯http://www.cqvip.com在德国Schoenen、Hoyer等检测到滤料上甚至附着昆虫的幼虫。并测出幼虫与大肠菌群的比例为l：2x10。而且实验研究表明大肠杆菌可能藏在原生动物的体内从而逃过消毒工艺存活下来。原水水质的突然变化也会引起出厂水的总大肠菌群数的增加。例如大雨后地表水中的细菌会增加很多，而水厂的工艺并不能有效地处理这样的水质．导至出厂水检测到的大肠杆菌群的增加。在加拿大的Walke~on供水系统。由于水厂的消毒工艺无法完全杀死暴雨后水中过量的病原微生物。导致了6人死亡。所以，当没有检测到出厂水中含有大肠杆菌时。除了与检测方法本身有关外，还有可能是因为它们藏匿在悬浮颗粒、生物微粒、原生动物体内。2．2从管道系统外侵入大肠杆菌除了可以利用水处理工艺的缺陷进入管网外，还可以直接从供水管道外部进入。Clark等从1993到1996年连续检测华盛顿的供水系统，除了在刚经过净化处理的新鲜水中发现大肠杆菌超标外，指出调蓄水设施和管网中存在的运行和维护缺陷可能导致外来污染物的入侵。外来污染物的入侵主要有以下途径：①当某段管道出现负压时，如果管道同时存在泄漏缝隙，管外的带有病原微生物、大肠杆菌的污水会被吸入管内。管线出现负压的突发原因有水泵的开停、阀门的快速启闭、停电、水锤等。而位置较高、管径较细的管线中，会出现经常性的负压区。在英国，McMath和Casey在2000年曾测量管网高处的放气阀的负压时发现，在雨季。阀门井淤积着大量的污水，这正好解释了为什么放气阀附近的管线中存在着较高浓度的大肠杆菌群。②当干管发生泄漏和进行维修时，当维修后没有进行恰当的清洗和消毒措施时。污染物会进入管网。③当外接管道发生回水现象时，例如生活用水设备、消防设备。④当输配水系统中的水池、水箱等储水构筑物或设备的水没有遮蔽措施时。3管网中大肠杆菌类的生长环境因素一旦大肠杆菌类等微生物进入输配水系统，会随水流转移到管网