哈希HACH-工业和环境水分析里微生物负荷的监测 附加资料.pdf

微生物负荷监测 萤火虫照亮了过程水监测的未来 工业和环境水分析里微生物负荷的监测 在诸如饮用水、原水取水、冷却水系统和反渗透除盐等的应用中，水中的生 物污染对工厂、设备和人体健康都构成了潜在的风险。因此，供水设施、油气设 施、化学品制造商、脱盐工厂、数据中心、装瓶工厂和发电站都会测量微生物负 荷，以帮助减少腐蚀、优化工厂性能并防止军团杆菌等病原体爆发。传统意义上， 这会涉及到实验室分析取样，但是一种新的在线技术（基于萤火虫用来吸引配偶 的化学过程）正在显著提高监测的效率、速度及其价值。 在下面的文章中，我们概述了监测的原因、新技术的机制原理，以及它相较 于传统方法的优势。接下来将进行三个简短的案例研究，以此用来探究用户使用 HACH®的EZ7300 监测仪（世界上第一个使用ATP 荧光分析的微生物分析仪）连续 监测微生物负荷的好处。 监测微生物负荷的原因 水中微生物的存在是很多工业行业都要面对的问题，其中水的纯度是要优先 考虑的问题。因为微生物的生长扩散会影响工厂设备的效率，传播到空气中时会 影响到人体健康。 水处理系统尤其是那些涉及到再循环的系统为微生物的生长提供了有利环 境，从而导致细菌生物膜和黏液的产生、发展。生物膜是指附着于有机或无机， 有生命或无生命物体表面的细菌群体。 标准的微生物检测法耗时较长，当结果出来时再采取措施已经太晚。 这些生物膜会减少消毒剂残留物，扩大细菌规模，降低溶解氧水平，还会在 人们用水时产生气味和味道问题。生物膜中的微生物可以包括细菌、真菌和高等 微生物负荷监测 生物，如线虫、幼虫，甚至甲壳类动物。 生物膜会集聚并造成过滤器和其他系统的堵塞。然而，生物膜的存在改变了 被污染表面的环境，导致并产生厌氧和阳极条件。这会在定殖和非定殖位点之间 产生差异，从而促进可引起腐蚀的电化学差异。生物膜通常会在局部区域产生低 氧区，其中发酵微生物会产生有机酸并降低酸碱度。厌氧菌（例如硫酸盐还原菌） 的增殖可以氧化在阴极处形成的氢并使阴极去极化。然而，硫化物副产物可能具 有腐蚀性，或者可能进一步促进污染区和未污染区之间的电化学差异。 高水平的微生物负荷可能会导致含有有害细菌（如军团杆菌）的微小水滴（气 溶胶）的消散。军团杆菌在大自然水系统中分布广泛，但很少会导致疾病。然而， 如果冷却塔和蒸发冷凝器管理不善就会导致军团菌的暴露和感染，并进一步导致 军团菌病的爆发。军团菌病是一种潜在的致命疾病，在大多数国家法规要求雇主 对一些工作环境和员工健康风险进行适当和充分的评估，要评估的风险包括可能 使员工暴露于有害物质的工作风险和其他有可能受工作活动影响的非受雇人员 的健康风险。 在许多应用中，杀菌剂会被添加到水中以防止微生物的积聚，并且必须监测 这个过程的有效性——不仅要确保它具有预期的效果，而且还要优化给药频率和 浓度。对水源微生物污染的早期监测为进行进一步调查创造了条件，即通过特定 的检测方法来确定污染源以便及时采取纠正措施。 也许进行监控的主要原因是不监控就会有风险。微生物的增殖会造成一定的破坏， 甚至导致工厂关闭并造成重大经济损失。然而，它也对人类健康造成威胁，并能 带来巨大的声誉风险。 连续监测微生物负荷—工作原理 ASTM D4012-81 “荧光法”是一种比传统微生物测试方法（如细胞标记，平 板计数和浊度）更快、更有效的替代方法。它通过监测三磷酸腺苷（ATP）的水 平，快速、灵敏地测定清洁卫生水和废水中的细菌活生物量。 三磷酸腺苷是生命的能量通货，它提供了一个关于有机生命体的可靠指标。 ATP 的测量模拟了萤火虫体内的化学反应，即ATP 和荧光素在荧光素酶的催化下 反应并产生光。产生的光强与样品中的ATP 含量成正比例关系。 EZ7300 以 10-15 分钟的分析周期连续提取样品，每个分析仪最多可以有 8 微生物负荷监测 个样品流。在测量过程的第一阶段会测量“原始”样本中的ATP 水平——这些是 细胞外（或“死亡”）ATP。在第二阶段使用超声波（非化学方式）裂解细胞并释 放其中的活性ATP。然后进行