环境水体中肠道病原细菌定量PCR检测与膜过滤分析方法的比较

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5个地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行了分析.检测水样体积为100mL,分别于2006年3～6月取自水源水(黑河)、景观娱乐用水(大唐芙蓉园北湖和兴庆湖)、纳污河(浐河)和未消毒的二级出水(北石桥污水处理厂),并将QPCR检测结果与滤膜法(MF)测得的细菌总数、大肠菌群和粪大肠杆菌CFU结果进行了比较分析.5个水体(n=60)检测结果显示,QPCR检测结果是大肠菌群CFU的2.2～5倍,是粪大肠杆菌CFU的7～14倍.病原细菌检测的几何平均值范围,QPCR法在25～67000 CCE·100mL-1之间,MF法大肠菌群在3～45000 CFU·100mL-1之间,粪大肠菌群在0～3000 CFU·100mL-1之间(n=60).两种方法的检测结果使用Spearman秩相关法来计算,结果显示,QPCR检测结果与大肠菌群、细菌总数以及粪大肠杆菌CFU均呈现显著正相关,秩相关系数分别为r=0.983、r=0.908和r=0.948.     

应用FCM-qPCR方法定量检测水中常见病原体

以往对水体病原体的研究主要是通过监测粪大肠杆菌作为指示,然而研究表明粪大肠杆菌与水中病毒和细菌病原体呈现出较差的相关性.因此,选取水中典型病原体并对其进行定量检测是当前需要解决的技术问题.为此本研究建立了流式细胞术和定量PCR联合使用方法,用于快速获取水环境中总病毒、细菌以及几种典型病原体(大肠杆菌、军团菌、腺病毒、贾第虫和隐孢子虫等)的浓度水平,并将该方法应用到污水处理厂进出水及受纳河流上下游的病原体检测中.结果表明,该污水处理厂对总细菌和总病毒以及几种典型病原体都具有较高的去除率(93%);污水处理厂排水对受纳水体病原体浓度水平基本没有负面影响.研究为评估污水处理厂处理效果及排水对受纳水体的生态影响提供了技术支持.     

逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术同时检测水中多种肠道病毒

建立了一种利用通用引物RT-PCR技术检测水中肠道病毒的方法.利用脊髓灰质炎病毒1～3型,柯萨奇病毒B3型作为参考病毒株,根据肠道病毒RNA5′非编码区中具有高度同源性的序列来设计通用引物.比较了M-MLV酶和AMV酶的逆转录效果,AMV酶能够成功地从地表水和生活污水中逆转录病毒RNA,更适于实际应用.对比研究了PCR过程中的退火温度,c(Mg2＋)等因素对RT-PCR检测结果的影响,选择退火温度55　℃,c(Mg2＋)为2　mmol/L的反应条件,优化了RT-PCR检测方法.通过检测水样中接种的连续稀释的病毒,确定了该检测方法的灵敏度为38　CCID₅₀.考察人工污染的地表水、污水、二级处理出水样品发现,检测灵敏度基本一致.该方法可应用在实际环境的肠道病毒检测中.      

啤酒废水处理系统高效菌株的分离筛选与分析

从啤酒废水处理系统SBR池中取得的水样,分离纯化得到菌株35株,分别以进站原水和水解酸化池出水作为污水培养基,进行COD降解试验,复筛后分别得到3株COD降解率高且降解效果稳定的细菌12#,15#,23#与15#,25#,31#。将高效菌株与SBR池的活性污泥混合,考察其对啤酒废水的处理效果,结果表明,23#与活性污泥交互作用时在原水污水培养基中摇床培养16h COD降解率达到75.13%;25#与活性污泥交互作用处理水解酸化池出水120h时降解率达到82.40%。对4株高效菌株15#,23#,25#,31#进行16S rDNA序列测定,将所得序列与GenBank中已登录的相近细菌种群的DNA序列对比,得到高度同源性的细菌菌种。     

水环境中大肠杆菌PCR快速检测体系的研究

应用聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术,建立能在12 h内快速检测大肠杆菌的体系.把环境水样过滤浓缩后,将截留在膜上的细菌直接或8 h增菌后提取DNA模板,以大肠杆菌Uid A基因设计引物,经过PCR扩增、凝胶电泳检测,水环境样品在不增菌条件下和增菌条件下检出限分别为1.52×104个/L,1个/L.与滤膜法比较,PCR法时间缩短、灵敏度和准确度提高,适宜于水环境中大肠杆菌的快速检测.     

南京市4个污水处理厂的活性污泥中细菌的分离鉴定和抗生素耐药性分析

通过16S rDNA序列分析对南京CN、CE、JN和JM这4个污水处理厂的活性污泥中分离的细菌进行鉴定,采用Kirby-Bauer纸片琼脂扩散法分析细菌的抗生素耐药性,目的是阐明该地区污水处理厂活性污泥中细菌抗生素耐药性现状,探索污水及污泥的潜在环境风险.4个污水处理厂分别分离到7、9、8和11株菌落形态不同的细菌,上述35株细菌分属25个种,17个属.抗生素耐药性分析显示,97.1%的菌株具有抗生素耐药性,80%菌株具有多重耐药性.分离菌株对氨苄西林、卡那霉素、氯霉素、链霉素、庆大霉素、四环素、红霉素和大观霉素的耐药率分别为71.4%、37.1%、37.1%、57.1%、34.3%、68.6%、94.3%和65.7%.结果表明活性污泥中细菌耐药性严重;不同菌株间的耐药性分析显示,危害水产养殖业的病原菌气单胞菌具有严重的多重耐药性,所有芽孢杆菌对氯霉素、链霉素和庆大霉素敏感;污水处理厂应加强出水的消杀工作,避免二次污染.     

次氯酸钠消毒在城市污水处理的应用探讨

近年来,随着国家对污水处理厂出水标准的提高,对城市污水处理厂出水中粪大肠杆菌要求也由一级B提高到一级A,消毒已成为污水处理环节的重要组成部分。对城市污水处理厂而言,不仅要确保出水达标还要考虑消毒工艺的经济性,本文以16.5万吨城市污水处理厂为例,探讨次氯酸钠消毒工艺运行的经济性和可行性。     

城市污水中人类星状病毒的检测及变化规律

人类星状病毒是典型的水媒病毒,可引起腹泻等疾病. 为了明确污水中人类星状病毒的分布及去除规律,利用常规PCR和定量PCR方法对西安市3个污水处理厂的进水和出水进行了为期1 a的监测;采用特异性引物,确立了人类星状病毒在环境水体中的定性PCR和荧光定量PCR的检测方法. 结果表明,人类星状病毒在进水和未消毒二级出水中呈较高的阳性率,分别为91.5%和36.6%. 经过核苷酸测序鉴定,人类星状病毒的主要血清型为HAst V-1和HAst V-4. 人类星状病毒在进水和未消毒二级出水中的平均浓度分别为1.47×104和1.03×103 copies/mL,污水处理厂对人类星状病毒的去除率为93.15%. 污水处理厂进水中人类星状病毒浓度呈季节性变化,春季和冬季较高,夏季和秋季较低,这一分布规律与该地区历年人类星状病毒的流行规律相似.      

Quantitative Detection of Virulence Genes eaeA and rfbE of Pathogenic Escherichia coli in Municipal Wastewater by Real-Time PCR

针对病原性大肠埃希氏菌EHEC和EPEC的毒力基因eaeA和rfbE,选用特异性引物,建立了实时荧光定量PCR检测方法.利用从污水中分离出的目的核酸片段构建重组质粒,通过测序和BLAST比对分析,确定了PCR扩增的特异性.将重组质粒作为模板,分别测定标准曲线,在eaeA基因模板量8.77～8.77×105 copy,rfbE基因模板量4.98 ～4.98×105copy的范围内,Ct(循环阈值)与模板量的对数值具有良好的线性关系[ R2为0.997( eaeA)和1.000(rfbE)].结合膜吸附洗脱浓缩方法,对于实际水样,eaeA和rfbE基因的检测限分别为1.75×102和9.96×101copy/100 mL.利用该方法对城市污水处理厂进、出水进行检测的结果显示,污水二级处理工艺对这2种毒力基因的去除效果明显.     

二级处理出水中肠道病毒的PCR检测研究

建立了二级处理出水中肠道病毒的巢式PCR检测方法。在2006年7月至2007年2月期间分别用第一次PCR和巢式PCR方法对西安市北石桥污水净化中心的二级处理出水中的肠道病毒进行了检测,两种检测方法的阳性率分别为12．5％和87．5％。另外,还对二级处理出水中的肠道病毒含量和温度、pH值等理化指标的关系作了分析。     

城市河流异养菌耐药状况及微生物群落结构特征

为深入了解城市河流中细菌的耐药状况和微生物群落结构特征,在西安市浐河和灞河河段8个采样点以及某污水处理厂二级出水排放口采集水样,利用细菌培养技术、PCR检测和DGGE(变性梯度凝胶电泳)分析技术,对河流中异养菌耐药率、四环素抗性基因以及微生物群落结构进行研究. 结果表明:浐河和灞河水样中异养菌对SMZ(磺胺甲恶唑)、TET(四环素)、CIP(环丙沙星)和CTX(头孢噻肟)的平均耐药率分别为18.3%、6.2%、2.7%和1.3%,耐药率高低顺序与污水厂排放水中的异养菌相同. 城市河流中异养菌浓度与其耐药率并不存在显著的相关性. 与上游河段相比,污水厂排放口下游河段的异养菌浓度没有明显增加,但对多种抗生素的耐药率却有所升高. 浐河和灞河中四环素抗性基因主要是tetA和tetB,检出率分别为100%和75%,这意味着城市河流中异养菌对TET的耐药性可能主要通过编码外输泵蛋白的抗性机制来实现. 污水厂排放水进入城市河流,并未显著影响河流中的微生物群落结构,但却使某些原有的敏感物种消失,而病原菌或条件致病菌在邻近污水厂排放口的下游河段则有所增加.      

城市污水二级处理出水中沙门氏菌的PCR检测

建立了一种利用PCR检测城市污水二级处理出水中沙门氏菌的方法.采用膜吸附-洗脱法浓缩二级出水水样中的沙门氏菌,通过选用一对涵盖性和特异性均较强的引物139和141,对浓缩后的沙门氏菌进行PCR检测.利用正交试验法,对沙门氏菌PCR体系进行五因素四水平的试验,建立了沙门氏菌PCR的最佳体系.通过梯度PCR考察了退火温度对检测结果的影响,选择65℃作为退火温度,优化后沙门氏菌PCR体系的检测灵敏度可达0.314ngL.通过对已知细菌浓度的水样进行检测,确定了该法检测水样中沙门氏菌的灵敏度为2130CFUL.与传统MPN法的相比,该法在检测效果和检测效率上都优于MPN法.     

环境样品中亚硝酸细菌amoA基因的克隆与测序

对从环境样品中分离的亚硝酸细菌(Ammonia oxidizingbacteria)amoA基因进行克隆与测序,为构建基因工程菌打下基础。采用亚硝酸细菌选择性培养基,从4个不同的畜牧养殖污水处理厂采集的样品(分别编号为1,2,3,4)在室温下富集培养2个月后,采取酚氯仿抽提的方法提取DNA。根据已报道的亚硝化单胞菌(Nitrosomonassp.)amoA基因序列,设计引物AMOB AMOE,并在AMOB,AMOE的5′-端分别加上了BamHⅠ和HindⅢ的限制性酶切位点,以利于进一步酶切和克隆。用AMOB AMOE对4种样品的DNA进行PCR扩增,PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳分析。结果表明,4种样品中1号和3号样品扩增得到预期长度的DNA片段,2号和4号样品扩增没有得到预期片段。回收纯化PCR产物与pGEM-T载体连接,构建amoA基因测序载体,并转化E.coliM15。测序结果提交GenBank进行Blast分析。结果显示,扩增得到的DNA片段均与Nitrosomonassp.GH22的amoA基因有99 7%的同源性,可从环境中分离的亚硝酸细菌中克隆出amoA基因。      

硝化细菌在氨氮深度处理中的应用研究

通过使用硝化细菌增养液挂膜，用生物接触氧化法对生活污水处理厂出水以及富营养化河水中的氨氮进行了处理。试验结果表明：在很短的水力停留时间条件下（１ｈ），污水厂出水经处理后ＮＨ３－Ｎ全部达标并小于８ｍｇ／Ｌ，其去除率达７０％；ＮＯ＾－２－Ｎ小于４ｍｇ／Ｌ。富营养化河水在ＨＲＴ为１．２ｈ时，出水ＮＨ３－Ｎ与ＮＯ＾－２均小于１ｍｇ／Ｌ。试验出水中的氮主要以ＮＯ＾－３－Ｎ的形式存在。     

环介导等温扩增(LAMP)技术检测水源病原菌

微生物指标是水质安全的重要指标之一,但是由于技术原因,大部分病原微生物并未被纳入水质监测中。目前各类水质标准中只有病原指示微生物的指标,然而这些指标与病原微生物的相关性并不理想。因此,开发快速简便的病原微生物检测技术是改进水质生物检测和监测的关键。环介导等温扩增技术是一种快速检测DNA且不依赖昂贵检测设备的PCR技术。尝试利用该技术检测水中的8种常见指示菌和病原菌:总大肠杆菌、沙门氏菌、鲍氏志贺氏菌、大肠埃希氏菌O157∶H7、小肠耶尔森氏菌、嗜肺军团菌、绿脓杆菌和结核杆菌,获得了针对其中5种细菌的毒力基因的特异性引物和最优等温PCR条件。环介导等温扩增技术的灵敏度可在45min内检测出100个基因拷贝,并能在原污水中对病原菌进行定性检测。     

Analysis of bacterial community structures in two sewage treatment plants with different sludge properties and treatment performance by nested PCR-DGGE method

The bacterial community structures in two sewage treatment plants with different processes and performance were investigated by denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） of nested polymerase chain reaction （nested PCR） amplified 16S rRNA gene fragments with group-specific primers. Samples of raw sewage and treated effluents were amplified using the whole-cell PCR method, and the activated sludge samples were amplified using the extracted genomic DNA before the PCR products were loaded on the same DGGE gel for bacterial community analysis. Ammonia-oxidizing bacterial and actinomycetic community analysis were also carried out to investigate the relationship between specific population structures and system or sludge performance. The two plants demonstrated a similarity in bacterial community structures of raw sewage and activated sludge, but they had different effluent populations. Many dominant bacterial populations of raw sewage did not appear in the activated sludge samples, suggesting that the dominant bacterial populations in raw sewage might not play an important role during wastewater treatment. Although the two plants had different sludge properties in terms of settleability and foam forming ability, they demonstrated similar actinomycetic community structures. For activated sludge with bad settling performance, the treated water presented a similar DGGE pattern with that of activated sludge, indicating the nonselective washout of bacteria from the system. The plant with better ammonium removal efficiency showed higher ammonia-oxidizing bacteria species richness. Analysis of sequencing results showed that the major populations in raw sewage were uncultured bacterium, while in activated sludge the predominant populations were beta proteobacteria.     

不同特征污染源中指示性药物和个人护理品识别与筛选

通过分析我国地表水中药物和个人护理品（PPCPs）主要污染源排放特征,识别和筛选出咖啡因、卡马西平和磺胺嘧啶为我国地表水环境中的指示性PPCPs（i-PPCPs）,分别指征城镇生活污水、城镇污水处理厂出水和养殖废水三类特征污染排放源.同时,基于筛选的i-PPCPs开展了初步应用研究,结果表明,生活污水是北运河和黄浦江流域地表水中PPCPs的主要来源.研究结果为构建更综合和有效的PPCPs的溯源体系,识别我国城市地表水环境中PPCPs的主要排放源提供了理论依据.