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1、敏感微生物作指示菌用于环境监测的研究现状敏感微生物作指示菌用于环境监测的研究现状摘要摘要：随着人类对环境污染影响研究的不断深入 , 污染的生物学效应和人群健康影响受到更多的重视 , 人们逐渐认识到单一地依赖理化监测难以反映出污染物对生物体及生态系统影响的综合效应 , 不能对污染影响作出综合评价。因此 , 利用敏感微生物对环境污染进行监测 , 从不同层次上分析污染危害程度 , 为环境评价、污染预报和污染物危险性提供依据 , 受到越来越多的关注并应用到实际的污染监测和预报中。关键词关键词：敏感微生物；指示菌；环境监测；正文正文：1微生物指示菌微生物指示菌1.1指示菌指示菌所谓指示生物又叫做生物指示
2、物 (biological indicator) , 就是指那些在一定地区范围内 , 能通过其特性、数量、种类或群落等变化 , 指示环境或某一环境因子特征的生物。传统上 , 生物监测通过采用测量生物体内蓄积的污染物浓度的方法 , 揭示环境污染的程度和状况。近几十年来 , 生物监测概念的范畴已明显扩大 , 包括测量生物体暴露于污染环境中的生理、生态、遗传等参数变化 , 以获得污染的有关信息及暴露所造成的影响。而指示菌（indicator bacteria）则是指对某种特定的噬菌体有敏感性的细菌。用这种细菌将该噬菌体与另外的噬菌体相区别，或是用它来测定噬菌体的粒子数。例如，B/2是噬菌体T2h+的
3、抗性菌。但却容许该噬菌体寄主区突变株T2h的增殖。指示菌B则两种噬菌体都可以增殖。如果将此二种噬菌体的悬浮液适当稀释，并分别以B和B/2作为指示菌进行分辨，则B所产生的溶菌斑数表示整个噬菌体量；而B/2所产生的噬菌体数只表示T2h的量。此外，如果将大致等量的B和B/2混合作为指示菌，而T2b+因B能增殖B/2不能增殖，而形成混浊的噬菌斑。另一方面由于T2h任何菌都可以增殖而形成透明的噬菌斑。因此，可以分别测定T2h+和T2h。把二种菌混合作为指示菌时，称为混合指示菌。1.2指示菌应用于环境监测的优越性指示菌应用于环境监测的优越性20世纪初人们就以微生物、化学分析与野外调查等手段来综合考察环境污
4、染程度，并逐渐认识到用微生物方法较化学分析法更方便。与传统的理化监测方法相比 , 指示菌监测的优越性表现在: 1. 在环境中 , 生物接触到的污染物不止一种 , 而几种污染物混合起来 , 有可能发生协同作用 , 使危害程度加剧 , 生物监测能较好地反映出环境污染对生物产生的综合效应;2.一些低浓度甚至是痕量的污染物进入环境后 , 在能直接检测或人类直接感受到以前 , 生物即可迅速作出反应 , 显示出可见症状。因此 , 可以在早期发现污染 , 及时预报; 3. 对于那些剂量小、长期作用产生的慢性毒性效应 , 用理化方法很难进行测定 , 而生物监测却可以做到;4. 生物监测克服了理化监测的局限性和
5、连续取样的繁琐性。1.3敏感微生物作指示菌的条件敏感微生物作指示菌的条件由于环境污染涉及面广故作为污染的指示菌应具备下列条件：1.当有病原菌时指示菌应存在，在清洁环境中指示菌不应存在;2.指示菌在数量上必须大大超过病原菌;3.指示菌必须能经受有关病原菌所经受的外环境如水处理过程，化学污染物在大气、水体及土壤中的存在、分解过程等;4.指示菌应易于分离、监定和计数。2指示菌在环境监测中的应用指示菌在环境监测中的应用利用指示微生物开展生物监测, 能在一定程度反映出环境污染的综合生物学效应, 是环境监测行之有效的手段之一。如有色自养菌类在污水中较清水环境生长旺盛，可用作水质变化的初步指标。在污水微生物
6、生态分布上，如果假单孢菌，产气球菌，弧菌，克氏杆菌等属类的数量过多则可说明有机物污染太重。光合细菌的数量多寡可以表达水中有机物被降解的程度。生活污水可用粪大肠菌，粪链球曲作为病原菌、病毒的存活指示。某些细菌、真菌可用以检测环境中致畸致癌物。其他如用假丝醉母属指示镰刀菌T-2毒素的存在以及用大肠菌作为植物缺绿病病原菌产毒的指征，用枯草杆菌来指示环权乙烷消毒效果等。2.1指示菌在监测水体污染过程中的应用指示菌在监测水体污染过程中的应用由于早已认识到经口腔一肛门感染的许多微生物源疾病，人畜粪便中常常 带有大量的微生物，其中有些属于正常的、对人体无害的肠道微生物，有些则 是病原微生物，进入水体后，可造
7、成水体的污染，从而引发各种肠道疾病。因 此，水质的卫生学检验，对于保护人群健康，具有重要意义。人们认识到粪源 污染的重要性，因此便用检查粪源菌的办法代替直接分离病原菌以说明污染程 度。应用大肠菌总数（包括沙门氏菌，志贺氏菌及粪大汤菌）监测水质虽早已 为各国采用，但现认为以粪大肠菌或粪链球菌做为指示菌更恰当。分析标准认 为：在检验中如未发现粪大肠菌但有产气荚膜杆菌存在时亦认作粪源污染。再 进一步明确粪便污染来源时如在样品中有双歧分支杆菌即可肯定有人粪便污染 ，因此菌为人粪便所特有但对氯离子敏感，不适用于含氯废水。 2.2指示菌在监测大气污染过程中的应用指示菌在监测大气污染过程中的应用 大气中各种
8、化学污染物与气挟菌类之间关系复杂，常表现为拮抗或协同作 用。空气中的菌主要来自于地面并以飘尘或气溶胶形式存在，使用单一菌反映 复杂大气危害度不易，但选用敏感菌可监测空气中某些特殊组分含量。 可利用艾姆斯法检测空气中的“三致”（致癌、致突变、致畸变）物质。艾姆斯试验（Ames test）作为致癌物质的筛选法而被广泛应用, 可以检测许多物质的致癌性。原理是用遗传学方法培植一种不能自行制造组氨酸的鼠伤寒沙门氏菌的变异体，这种菌株在无组氨酸的培养基中不能生长。如果将这种菌株与化学致癌物一起培养，则可使其DNA（脱氧核糖核酸）再次突变，恢复到能制造组氨酸的原型（野生型），即在无组氨酸的培养基中也能生长。
9、利用这一特征性变化来测试化学物质有无致突变作用，并根据生长的菌落数目还可以判定其致癌性的强弱。具有灵敏度高，实验周期短的特点。2.3指示菌在监测土壤污染与检查农药残留过程中的应用指示菌在监测土壤污染与检查农药残留过程中的应用土壤为人、畜粪便及垃圾的处理场地，也是大气、水体的汇合点。近年来对化学污染物、致畸致癌物经土壤转移进入食物链的事实已广泛引起人们关注。粪源菌类可在垃圾中存活一年以上，由于大量使用农药及抗生素类而导致土壤中出现大量抗药、耐药的动植物病原菌株。不同性质的农药可以引起土壤微生物组成的明显变化。大肠菌及沙门氏菌埋在不同的海拔地面下10cm处经8周后，其数量明显减少，而粪链球菌却可存
10、活12周以上，且经过土壤冻融交替后仍存活95%。污泥厌氧发酵时大肠菌及粪大肠菌均先后消失而粪链球菌不易死亡，且与粪源病毒在土壤中的存活率有一致性。由于粪链球菌耐力强，故在土壤远期污染指示上有参考价值，有报告认为从卫生学角度考虑应以该菌作为土壤污染指示菌。但土壤中的链球菌尚可来自植物、野生动物及淤泥沉淀物。区别其来源尚较难，但由于广泛使用抗菌素结果导致土壤中各种来源的链球菌株抗药性也不同，试验表明污泥源的粪链球菌菌株的典型抗药性者占试验的16/25株，而在植物源及土壤源的典型抗药株分别为11/25株及7/25株。用鼠伤寒沙门氏菌变异株检测美国34个城市污水处理厂的污泥，结果发现33个城市污泥中均
11、含有不同程度的致畸致癌物。综上述，在污染的环境中为追踪粪源污染及考查致畸致癌物的无害化程度，应用指示菌的办法是经济简便且有实用价值的。我国农药用量大，品种类型多，蔬菜、水果的农药残留日益严重。一些蔬菜生长周期短，采收至出售间隔期短，农药残留严重超标，每年因农药残留超标造成人员中毒现象在全国各地时有报道。一些不具有急性毒性，而具有慢性毒性的农药，人类长期低剂量吸收，可能造成慢性中毒，导致癌症、畸变等病变。对农副产品上市前进行农药残留快速检测，确保入市产品安全无害，具有重要意义。目前，农药残留检测技术可分为常规色谱仪器分析法和快速检测技术两大类，而生物检测法是农药残留快速检测方法之一，即利用敏感生
12、物在一定时间内对农药的反应确定产品中是否有农药残留。生物检测法检测农药残留，检测成本低，耗时少，方法简单，易于操作。运用敏感菌株测定农药残留量是否超标，首先使用多种农药，大量筛选菌株，筛选出同时对多种药剂敏感的菌株，其次是研究标准检测方法和操作规程。酵母菌生长迅速，易于分离培养，标准菌株易于保藏，酵母菌中易筛选出高度敏感的菌株，是农药残留量测定的首要菌株。苹果腐烂病菌，属于子囊菌亚门黑腐皮壳属，易于生长，在适宜温度下，24小时就可以得到结果，多年的室内生物测定知，室内多年保存的菌种对某些杀菌剂敏感性很高，也是用于农药残留检测的较好菌株。3展望展望利用敏感的微生物作指示菌，以检测环境的污染程度，利用艾姆斯法检测“三致”（致癌、致突变、致畸变）物质，利用EMB培养基检测饮用水中的大肠杆菌。这种方法实验周期短，操作简便，提高了检测的效率，在环境检测方面有很高的应用价值。参考文献：参考文献：1张宗礼.用指示菌监测环境污染的研究现状J.微生物学通报.1989,16(01):29-302李江平,李雯.指示生物及其在环境保护中的应用J.云南环境科学.2001,20(1):51-533董向丽,高晓明,邢小霞,李桂舫,才秀华,王思芳.敏感指示菌用于农药残留检测初探J. 莱阳农学院学报(自然科学版).2006,23(4):323-325
