供水PE和PPR塑料管内表面生物膜群落组成及其代谢特征

饮用水管道材料可以影响管壁生物膜群落组成,其代谢功能的差异又会导致不同的微生物风险.以PE管和PPR管为实验对象,结合16S rRNA测序、非靶向代谢组学、流式细胞仪和激光共聚焦扫描显微镜等方法,探究不同塑料管材对管壁生物膜微生物群落组成、代谢过程和微生物量的影响.结果表明,PPR管生物膜中微生物多样性和丰富度明显高于PE管.PPR管生物膜中变形菌门和拟杆菌门相对丰度高于PE管,PE管生物膜中放线菌门和酸杆菌门相对丰度高于PPR管.PE管壁生物膜中微生物代谢产物主要为十五烷酸、棕榈油酸和乙底酚等物质,PPR管生物膜中微生物代谢产物主要有13-氧化ODE、间香豆酸、7-羟基香豆素和松三糖等物质.相比于PPR管,PE管生物膜中与微生物代谢产物相对应的代谢通路包括核苷酸代谢、脂肪酸的生物合成和嘌呤代谢等表达量显著上调.与PPR管相比,PE管生物膜厚度更厚、微生物量更多,活菌比例更高,容易导致更强的微生物风险.因此,建议以后深入探究不同材质的塑料管对生物膜形成的影响机制并提出相应控制措施,以确保饮用水塑料管网水质微生物安全.     

管道特征对给水管网中锰释放的影响

针对南方某市历年来与锰相关的多次黄水问题,在当地黄水多发区域挖取10年管龄的旧PE管和20年管龄的镀锌钢管,搭建中试装置,开展了管网中锰释放行为的中试研究,并以新PE管做对比,探讨了微生物对管网内锰的氧化沉积的影响。实验结果表明,在进水锰浓度很低时,镀锌钢管与旧PE管的管壁沉积物中均会出现锰的释放。镀锌钢管中释放的锰主要为溶解性锰,释放量大;而旧PE管中释放的锰主要为不溶态的锰,且释放量小。同时,镀锌钢管管道浸泡结果表明,随着余氯浓度的提高,镀锌钢管中溶解锰的释放会显著降低,但即使余氯浓度高达15 mg·L-1仍会有25.3 μg·L-1的溶解锰的释放。新旧PE管的对比实验表明,当提高进水Mn（Ⅱ）浓度时,旧PE管中Mn（Ⅱ）在6.67 h内的氧化量低于新PE管,这可能是旧PE管生物膜中的锰还原菌含量较多导致的。     

微量磺胺甲恶唑对饮用水管网生物膜群落及抗性基因的影响与控制

针对饮用水管网系统可能存在的微生物风险问题,采用模拟不同处理条件下的输配水管道系统,通过宏基因组学分析探究微量磺胺甲恶唑以及次氯酸钠消毒对管道中生物膜与抗性基因组成的影响。结果表明,2 μg·L⁻¹磺胺甲恶唑的添加对微生物群落以及抗性基因组成无明显影响,而浮霉菌门细菌表现出很强的抗次氯酸钠消毒能力。在未消毒条件下丰度前十的抗性基因与携带差异性抗性基因的细菌在消毒后丰度均明显有所下降,次氯酸钠消毒使ARGs总量下降了91.9%,因此,次氯酸钠消毒通过控制携带抗性基因物种从而有效控制群落抗性基因的传播。同时,通过组间显著性差异的功能基因与组间显著性差异的抗性基因相关性分析,功能基因的变化情况与抗性基因变化情况一致,因此,长期消毒改变了细菌群落组成及其功能,并最终影响抗性基因传播。这项研究有助于控制长期运行的饮用水管网输配系统中可能存在的包括抗药基因在内的微生物相关风险问题。