大肠杆菌

关于大肠杆菌

大肠杆菌是一类广泛存在于各种环境中的细菌。它们可以在土壤、地表水以及皮肤上找到。人类和动物的排泄物中也含有大量某些类型的大肠杆菌。虽然大多数大肠杆菌对人类是无害的，但少数可能引起轻微感染，有些则可能导致灾难性的食源性疾病。

大肠杆菌也称为指示微生物，因为它们存在于受污染的水中，因此它们是引起食源性疾病的原因。只有当它们在水中的数量增加时，才会造成危害。但是，水中存在大肠杆菌并不意味着饮用这种水就会生病。相反，它意味着水已被细菌污染，并且细菌源与供水之间存在明显的传播途径。

可以使用各种测试来确定水样中是否存在大肠杆菌。一旦大肠杆菌检测呈阳性，还可以进行其他测试，以识别水中存在的特定类型的大肠杆菌。大肠杆菌的两个最常见的亚组是粪便大肠杆菌和埃希氏菌（E. coli）。粪便大肠杆菌存在于温血动物（即人类和其他动物）的肠道中。需要进行污水检测或动物粪便污染检测来识别这些粪便大肠杆菌的存在。E. coli 是一种粪便大肠杆菌，可能存在于动物和人的肠道中。

如果 E. coli 检测呈阳性，则意味着水被高度污染，因为水中存在 E. coli 意味着动物或人类的排泄物已进入供水。有许多 E. coli 菌株可能进入供水。虽然大多数菌株存在于人类和动物的小肠和大肠中，并且它们是安全的，但有些菌株仍然会产生强烈的毒素，导致严重的疾病甚至死亡。

大肠杆菌对健康的影响

正如本文前面所述，水中存在大肠杆菌并不意味着会导致疾病。引起疾病的细菌有一些非常常见的迹象。其中一些是发烧、腹泻、流感样症状、胃肠不适和腹部绞痛。大多数这些微生物对人类完全安全。

儿童和老年家庭成员最容易出现症状。居住在该地区并习惯饮用该地区水源的人们有可能会对饮用水中的细菌产生免疫力。因此，他们不会表现出疾病的迹象。然而，不是该地区居民的人没有产生任何免疫力，因此饮用该水后可能会感到不适。另一个问题是，由大肠杆菌引起的疾病的体征和症状与许多人类疾病非常相似。因此，在分析水之前，很难确定问题的根源。

饮用水标准

大多数大肠杆菌不会引起疾病，但它们的数量越多，就越有可能存在致病菌。缺乏大肠杆菌会让人们认为供水在细菌学上是安全的，可以供人类饮用。因此，饮用水标准规定不得存在大肠杆菌。饮用水也应不含粪便大肠杆菌和 E. coli 细菌。

水中的大肠杆菌检测

为了正确检测水中的微生物，必须从实验室获取无菌样品瓶，并按照其说明正确收集样品。如果样品不是在无菌容器中收集的，则在收集过程中可能会引入微生物。

实验室开发了不同的技术来检测水中的大肠杆菌。最常见的方法是收集细菌，并将 100 毫升水通过膜过滤器。然后将同一过滤器与琼脂一起放入培养皿中过夜以培养细菌。如果水样中存在细菌，它们会在过滤器纸上显示出可见的、可计数的菌落；如果没有细菌，则不会有可见的菌落。

大肠杆菌的发现可以简单地表示为“存在”(P) 或“不存在”(A)。“存在”一词简单地意味着在 100 毫升水样中，至少存在一种细菌。其他细菌检测方法包括在培养水样后寻找试管中的颜色变化。这些水质分析方法比其他方法简单、快速且成本较低，因此这些解释细菌存在或不存在的方法已日益普及。然而，它们对细菌问题的严重性提供的信息较少，而这在确定病因和治疗方法方面可能很有用。

其他大肠杆菌检测方法依赖于颜色变化，并产生细菌计数。它们主要依赖统计结果，根据多个试管中的颜色变化来估算水样中存在的细菌数量。一个非常常见的术语“最可能数”通常与这些方法一起使用。

这些被称为“最可能数”(MPN) 方法。它们依赖于统计学联系，通过多个试管中的颜色变化来估算样本中的细菌数量。

大肠杆菌的发现有时被称为“TNTC”（太多而无法计数）或“融合”。TNTC 指细菌浓度过高而无法计数（通常高于每 100 毫升 200 个菌落）。融合表示平板上出现了大量非大肠杆菌，使得大肠杆菌的识别变得困难。在这两种情况下，都应将第二个样本送往实验室进行更精确的分析。

大肠杆菌有多常见？

大肠杆菌是世界各地水污染的主要来源。没有水不含大肠杆菌，因此大肠杆菌被称为无处不在，存在于各个地方。根据 2006 年的数据，在美国的一个州，对 450 口私人井进行了大肠杆菌检查，其中 15% 的井中存在 E. coli，35% 的井中含有大肠杆菌。土壤和岩石自然会过滤掉水中的大肠杆菌。

当表层水渗透到地下时，大肠杆菌在泉水和浅井中比在深井中更为常见。深井（超过 100 英尺）如果设计不当，仍然可能被大肠杆菌污染，因为它们会使地表水直接流入地下深处，或者周围的土地利用污染了深层地下水。

去除饮用水中的细菌

大肠杆菌阳性的井或泉水问题有时可以通过相对简单的措施来解决。如果供水检测出大肠杆菌呈阳性，请采取以下步骤来解决问题。

• 确认检测结果： 在对水源做出任何昂贵的决定之前，请确保您得到的大肠杆菌检测结果是正确的。使用合格的水质检测机构，并使用无菌样品瓶仔细遵循样品采集方法。您可能希望提交第二个样本以验证第一个样本。此外，如果您只进行了存在/不存在测试，您可能希望请实验室技术人员对水样中的细菌进行计数。如果水样被发现大肠杆菌呈阳性，则额外的 E. coli 细菌测试有助于确定细菌问题的严重程度。
• 系统维护： 供水的简单维护有时可以消除细菌污染的原因。为防止地表水进入井中，您可能希望将埋入地下的井筒延伸到地面以上，并将地面坡度从井筒移开。此外，确保井筒顶部有一个密封、卫生的井盖，以防止昆虫和地表水进入。如果您有一个松散的基本井盖，请考虑更换为卫生井盖。如果您有一个泉水，请确保泉水箱密封良好，以防止昆虫和动物进入。如果发现 E. coli 细菌，请检查您的化粪池系统，并清除或重定向泉水或井周围可见的动物粪便来源。
• 冲击氯化： 在罕见情况下，大肠杆菌可能由于一次性或短暂的污染事件而进入井或泉水，例如强降雨或新潜水泵系统的安装。可以通过在非常短的时间内向水中添加大量氯来对井或泉水进行消毒。这被称为冲击氯化，并且已被证明非常有效。加氯后，在 10 到 14 天内以及几个月后再次对水样进行大肠杆菌检测。如果后续的大肠杆菌检测呈阴性，则表明污染是一次性事件，并且得到了妥善处理。如果细菌再次出现，您应该选择一个持续消毒系统，如以下所述。
  根据宾夕法尼亚州立大学的研究，大约 15% 的大肠杆菌感染的井可以通过冲击氯化井并安装卫生井盖来治愈。这对于大肠杆菌浓度较低（每 100 毫升少于 10 个菌落）的井尤其如此。
• 持续消毒： 如果冲击氯化方法未能将大肠杆菌从供水中清除，可以考虑购买一个不断处理进入家庭的所有水的消毒处理系统。有几种市售的消毒处理系统使用了这里提到的技术。

持续消毒方法

氯化

为了确保水不含细菌，市政当局会不断地向其供水系统添加氯。为此，有一个进料注入系统，在该系统中，他们将氯溶液或干粉氯注入处理系统储水箱之前的集水池。其他系统可能使用吸入式氯化器或颗粒滴管来分配氯。

为了使系统在进入氯化器之前有效地发挥作用，水必须不含任何悬浮沉淀物或浑浊。通常在氯化器之前安装沉积物过滤器，以去除少量悬浮颗粒。

持续氯化的目的是产生足够的氯来满足氯需求，同时仍在水中留下约 0.3 至 0.5 毫克的余氯。这种余氯可以用来破坏进入氯化器后水中的微生物。

接触时间是指氯破坏微生物所需的时间。所需的接触时间将根据水的性质而变化，但一个合理的经验法则是允许 30 分钟的接触时间。标准的压力罐通常不足以提供足够的接触时间。因此，可能需要一个更大的替代储水罐。水通过一串盘管也可以提供足够的接触时间。增加氯剂量（过氯化）可以缩短接触时间。但是，这可能需要使用活性炭过滤器来消除不令人愉悦的氯味和气味。

持续氯化处理系统需要大量的维护。必须定期检查氯化器以确保其正常运行，并且必须定期补充氯源。液态和固态氯都具有毒性，并且刺激性物质必须极其小心地处理。

紫外线

由于不向水中添加任何化学物质，紫外线 (UV) 光正成为一种有用的消毒处理解决方案。然而，对于总大肠杆菌计数高于每 100 毫升 1,000 个菌落或粪便大肠杆菌计数高于每 100 毫升 100 个菌落的水源，不建议使用紫外线 (UV) 光系统。

该装置由一个封装在石英玻璃套管中的紫外线灯泡组成。当水流过玻璃套管时，会受到紫外线照射。为了让光线到达所有细菌，进入装置的未处理水必须完全干净，并且不含任何总悬浮固体或浊度。通常在紫外线装置上游安装沉积物过滤器，以去除可能进入装置的任何沉淀物或有机碎屑。石英玻璃套管也应保持清洁。可以过夜使用清洁溶液来保持玻璃套管清洁，或者可以购买带有该装置的附加刮刀手动清洁玻璃。高硬度（钙和镁）的水甚至可能在套管上形成水垢（一层黄色的硬度层），需要经常清洁或加入软水器。该装置还需要电力，这可能会导致您的月度电费略微但明显地增加。

紫外线系统维护量很小。然而，灯泡的强度会随着时间逐渐减弱，大约一年需要更换一次。某些型号配有紫外线强度传感器，用于检测灯泡是否产生的紫外线不足。这些传感器会提高装置的初始成本，但可能在延长灯泡寿命后就能收回成本。这项技术的缺点是它只能在装置内杀死细菌，并且不会为可能逃逸或在紫外线装置关闭后重新进入管道的细菌提供任何残留消毒。

其他选项

可以使用各种替代处理方法对水进行消毒。出于多种原因，不建议将其用于持续消毒。

沸腾

将水煮沸约一分钟可以成功杀死细菌。此方法广泛用于紧急情况或露营期间净化水。然而，煮沸需要时间和能源，并且只能生产少量水。它不是一种长期或持续的供水消毒解决方案。

臭氧化

近年来，臭氧化作为解决细菌滋生等水质问题的一种方法，受到了越来越多的关注。与氯一样，臭氧也是一种强大的氧化剂，用于杀死细菌。然而，臭氧是一种相对不稳定的气体，必须在现场使用电力生产。一旦成功生产出臭氧，它就会被注入水体，在那里杀死有害细菌。臭氧化装置通常不建议用于消毒，因为它们比氯化或紫外线系统昂贵得多。如果同时解决多个水质问题，例如消毒与除铁除锰结合，它们可能会有效。

碘化

过去，碘也像氯一样被用于消毒水。然而，由于长期暴露于碘（即使是低剂量）的各种健康问题，这一想法被放弃了。现在，氯取代了碘。碘化不再被视为消毒水的策略，但如果发生紧急情况，碘化消毒可以在很短的时间内被优先考虑。碘片是露营者和徒步旅行者中常见的清洁水选择。