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【转帖】饮用水微生物安全风险控制

  • 【四季风】
    2010/01/21
  • 私聊

食品毒素/微生物检测

  • 吴清平研究员:饮用水微生物安全风险控制
    饮用水的安全,国内外面均有资料报道。WHO认为,全球有88%的疾病应该归咎于不安全的用水和缺乏相关的卫生设施。WHO的饮用水准则已经证实了与饮用水有关的卫生问题大多来自微生物,比如说细菌、病毒、原生动物或其他生物来源。从国内外来看,饮用水微生物的问题也比较多,无论是国内外的品牌都有这种情况。

      我们即将执行的新的矿泉水国家标准,2003年2004年就开始讨论了,一直下不来,最后因消毒副产物溴酸盐的问题,一下子就推出来了,但是还是有一些不完善。我们跟CAC有一些微生物指标不完全一样,至少它还是比较不错的,比如说粪链球菌就是粪便污染的一个指标,产气荚膜梭菌是微生物抗消毒剂的一个指标,跟国际接轨了。这次国标最大的一个改变,把细菌总数不作为产品质量控制指标,我们国家大桶装的饮用水不设细菌总数作为微生物污染的控制指标,没有经验数据,桶是回收的,跟国外的情况不一样,当时我们建议,这不可以完全的参照CAC。我们国家以前不把致病菌作为出厂检测来做,现在就把铜绿假单胞作为出厂检测的基本标准。

      饮用水中微生物污染状况

      最近我们调查了16家矿泉水厂,主要是在南方地区。45份水源水中11份样品检出铜绿假单胞;在成品水中也存在这个问题,30份有问题成品水中铜绿假单胞阳性率为10%。说明当时做这个标准的时候还是对的,应该把它作为一个基本标准。瓶装饮用水有一个很大的问题,就是桶的重复利用。现在新国标中新增了溴酸盐指标,在满足溴酸盐限量标准时,往往会暴露出微生物的安全问题。工厂原来采用比较简单的办法,就是把臭氧浓度都打到很高,这样就把微生物问题给掩盖了,但现在增加了溴酸盐指标,限制臭氧用量,就会暴露微生物问题。管网水、高层水箱中霉菌检出率在66.7%和75%之间。饮用水受到微生物污染是世界性的问题,不单单是我们国家的问题。

      饮用水相关标准中的微生物指标

      在标准里面,国际标准中微生物的指标,上午介绍得比较多,我不进行详细介绍。刚才我已经把矿泉水原来的标准跟今年10月1号将要执行的的标准的差别讲了一下。上午叶教授讲了标准跟CAC里面有一点点不一样。从专业角度判断,这个准则还是比较符合国情,而且对目前的国情还是适合的。

      纯净水第六届卫生部的卫生标准化委员会会议的时候提到了,纯净水这部分饮用水不准备增加溴酸盐的指标,但是山泉水,包括桶装饮用水都要加这个指标。

      饮用水中污染的微生物

      水里面污染的微生物,有细菌、病毒和原生动物,当然真菌也有一些。近些年来,诺如病毒也非常严重,我的一个学生做这个调研的时候,发现在水体里面有污染,尤其是在城市周边的河涌,污染还是相当严重的。

      我们团队瓶(桶)装饮用水中污染的微生物的调查数据显示,不同工厂,微生物区系不一样,感染微生物的指标也不一样。因为长期使用消毒剂等等,革兰氏阳性杆菌和霉菌的污染也是比较厉害的。

      这几年我们也做了自来水O3/BAC安全性的分析。首先用臭氧来氧化水里的微生物,把水里有机大分子氧化成小分子,然后采用生物活性炭进行降解。我们采用电子显微镜观察发现,空白的活性炭是看不到微生物的,而BAC的炭样就看到了微生物;在生物滤池中可以看到2到5公分,50到53公分的BAC表面,微生物都非常丰富;这表明活性炭在降解有机小分子方面有非常大的帮助,断面100厘米以上都含有微生物;而运行了18个月以后不同深度BAC,大量的微生物附着在表面。叶教授跟杨教授演讲时提到,它的除去比较困难,以后我们在溴酸盐控制也会选择性的应用。

      我们对活性炭表面的微生物进行分离鉴定发现,在活性炭上面主要是阴性杆菌占主体,未检测出常见的食源性致病菌,但是发现存在嗜水气单胞菌等条件致病菌。

      分离鉴定了19个属的细菌,优势菌属包括食酸菌属、短波单胞菌属、短杆菌属、丛毛单胞菌属、金黄杆菌属和鞘氨醇单胞菌属。泄露的细菌对供水管网中污染微生物指标有影响,今后要注意这个问题。我们在注意的同时,另一方面也有很多的潜力可以挖,在BAC上面的微生物应该有效地选择它们,现在我们是自然的富集;如果我们可以找到占主流的可降解特定有机物的的细菌的话,分离培养增菌后,再挂膜;如果不可以分离培养,我们可以按照环境治理那样,采用定向人工富集方法来解决这个问题,这样的效果可能会更好。

      致病微生物对人体的危害

      对健康危害较大的水源性致病细菌,为主要引起消化道传染病的肠道类致病菌。现在军团菌,特别是冷冻系统的军团菌还是相当严重,我们在广东进行了调查,情况很严重。对于今后高层楼层的饮用水来说,应该引起比较大的重视。现在没有小区的,楼顶上有水池的,问题就特别大。新小区的搞了集中的二次供水工程,这样还好一点,如果是老居民区,问题就更大了。

      现在讲一下矿泉水新的国家标准里面的三种致病菌。铜绿广泛存在于土壤里面,这类致病菌,地下水抽上来的时候一定要检测,水源水这块还是比较严重。它会引起呼吸道感染、心内膜炎。不是食源性致病菌,是条件致病菌。粪链也是一个致病菌,这个感染也是比较严重。产气荚膜梭菌是一种革兰氏阳性菌,主要是检测消毒后的耐药性。

      饮用水微生物污染的控制

      饮用水实际上主要有两种。一个是现在的自来水,第二是瓶装饮用水,相同点要建立水源保护区,水处理系统的控制、工厂卫生管理与个人卫生以及质量检验方面的管理。但是瓶装水和自来水水源不一样,控制也不一样。我比较赞成张岚教授提出的,我们做标准指标的时候,检测指标要根据我们国家的国情是来做。矿泉水为什么不需要这么多呢?因为有水源保护区,是地下水,不需要这么多,做标准的时候必须汲取前面调查出来的经验数据。刚刚王教授说的国际上已发现水中有2221种化学污染物,那我们随便筛选都做不完,我们只有发现问题了就不断的加,如溴酸盐指标。所以,饮用水源有比较良好的控制,就不一定需要有这么多的指标来控制。

      比较典型的矿泉水工艺,说起来也不是很复杂。主要是原水,曝气,微滤,臭氧混合塔,罐装等等。这里面有很多要做的,现在工厂长期没有对自己的水井进行消毒,矿泉水水源尤其很多南方地区是在地下接近100米的岩层,你怎么消毒呢?对底下水量多大,地下的水池多大容量可以抽干它,你会保留多长时间?还有一个打井的时候套管,是新井还是老井,套管如何消毒呢?消毒对锰砂的破坏作用应该是毁灭性的,二氧化氯也好,过氧乙酸也好,整个锰砂都失效,基本上所有工厂都没有消毒。如果你把臭氧降了以后,原来污染存在的地方也没有找出最有效的办法,那后面的微生物安全问题就很严重了。

      纯净水比较容易做的是反渗透,一般都是管网的自来水,然后反渗透,它没有营养,这对微生物的控制比较有利。溴酸盐的问题基本不存在。2007年抽查的时候,发现一、两家有,不知道怎么带进去的,或者说整个反渗透的效果不好,或者是桶没有洗干净,可能是这些环节带进来的。
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  • 【四季风】

    第1楼2010/01/21

    自来水的生产工艺,自来水上午杨教授已经介绍了。通过前面所有的预处理以后,再采用臭氧接触塔和后面的BAC处理,水质就比较好。

      作为饮用水微生物污染的控制,自来水和桶装水应该有这几个方面的相同点,水源水处理,工厂卫生管理和监督质量管理。

      水源控制。这要有技巧,并且要非常专业。对水井用二氧化氯和过氧乙酸进行消毒时,要考虑套管的材质。最早80年代用的是炭钢管,这样的处理由于材质问题难度就很大。一定要在短时间浸泡以后,在一天以内排除清洗干净。

      水处理系统。饮用水微生物控制是最重要、最严峻的,我们要从水源一直到过滤系统建立一个很好的消毒方法。二氧化氯具有强氧化性,会造成锰砂和过滤系统的严重损害,因此,大家从水源一直到过滤末梢都不消毒。我做了20年的饮用水安全研究,前面的时候大家还比较注意的去做消毒,后期大家就靠臭氧来解决这个问题。现在臭氧碰到新问题了,就是溴酸盐的问题,那怎么办呢?这个问题不在前面解决的话,会比较严重。

      质量检测。桶装水很重要的一个特征是现在量非常大,如果要减少厂家的储存空间和储存时间,就要求有快速的检测方法。广东有的大桶水厂,一天就生产2万桶,它没有这么大的仓库堆在那,对以前的国家标准,有一些大的跨国公司半开玩笑的说,标准做出来,全中国的水厂都不按标准做,为什么呢?不可能等水检测出结果再出厂。现在最需要做的问题就是快速检测,这几年我们也建立了一些方法。比如抗干扰微生物培养基技术,现在水里面很重要的问题是臭氧的残留,它必须是一天以后才可以检测出来,抗干扰微生物培养基技术不会让微生物检测的时候干扰它。不然的话,微生物你现在检,检出率非常低,最后还是会出问题。而且,原有国家标准是1毫升,要检出来比较困难。我们现在新的国标就增加到250毫升,可以提高检出的机率。这是我们应对臭氧研制的一些新的方法。

      还有生物发光法微生物数量快速检测。致病菌铜绿假单胞类,如果你要验证它最快也要3天。比如说国标的方法是24小时,再用其他的方法可能是70多个小时。生物发光方法,对总数的问题,通过30分钟的过滤后立刻检测就可以解决这个问题。

      针对微生物致病菌的检测非常慢,近年来我们把特异性生化显色技术建立起来,我们在相关基团挂上一个特异的显色基团,在特异性酶作用下被打断,之后在培养基中显示。一般在24小时到36小时就可以判断出来了,这样整个的检测时间会比较快。

      我们还有分子检测试剂盒和水质快速检测试剂盒。可以对水里面余氯、臭氧等消毒剂浓度及一些其他有害物质的进行快速监测。

      我还要讲一个新型产品的研究开发问题。工业食品安全从狭义来讲在微生物部分是涉及到三个领域:第一,是快速检测;第二,如何在生产过程中杀灭它;第三,在食品储存过程中防腐,不要变质。消毒剂为什么我们一直在做?现在它跟抗菌素一样细菌抗性质粒一定会转移,现在的产品生产过程中,一定不要长期使用单一的消毒剂,否则会出比较大的问题。微生物污染控制,除了前面所说的问题以外,还有一些问题我们要进一步研究,比如刚才说的井口的控制,水处理系统。现在滤芯也没有消毒,原来是用甲醛,后用过氧乙酸,几千元一支的小滤芯,用几次就没有用了。所以,工厂采用甲醛溶液消毒,但毒性比较大。因此,要不断研究开发新型消毒剂。

      臭氧消毒副产物的问题,溴酸盐是消毒副产物,当水源水有一定量的溴离子存在时,投加臭氧就会出现这个问题。自来水用的臭氧浓度不大,溴离子不是很高,水质相对复杂一些。现在我们发现,实际上每升20微克以下的溴离子都可以产生超过每升10微克的溴酸盐。我们调查饮用水中的溴酸盐发现,去年有的饮用水中溴酸盐含量超过了每升150微克。溴酸盐的问题目前比较严重,其控制只有采用比较综合的方法,不可以采用单一的。原来采用单一下降PH值的方法,溴离子超过了50微克升,绝对就解决不了这个问题了,到后面会产生很多的问题。

      还有回收桶清洗消毒。工业上清洗消毒要建立一整套的消毒技术。比如说现在清洗剂和消毒剂不匹配,清洗剂多数是碱性的,消毒剂多数是酸性的,处理不好的话,最后的消毒剂基本没有用,我们调查的工厂这个方面都存在问题。

      天然饮用水罐装的环境、成品运输、饮用饮水机二次污染的问题一直没有解决。快喝,不要放在太阳下问题就可以减少许多。自来水的管网,二次管网的消毒都要注意。余氯量要注意控制好,水质比较差的时候,要注意消毒副产物的问题。

      饮用水微生物安全面临的挑战。

      第一,水质不断的恶化造成食源性致病微生物污染严重的问题。因为现在水体富营养化较严重,非常有利于微生物的生长、发育和繁殖。

      第二,食源性治病病毒污染状况不清楚。

      第三,新的消毒副产物不断发现。要控制微生物,加强消毒处理是一个重要手段,但是消除副产物,如何控制它呢?需要有一个新的认识。

      第四,缺乏系统的微生物安全性风险评估和预警体系。

      第五,基础性研究缺乏持续性和系统性。没有专门的团队和人来做。

      第六,应用性研究还处于比较分散的状态。

      今天的机会特别好,做饮用水研究的同行交流饮用水安全问题,谈今后的工作如何开展,这肯定对大家将来的工作有所帮助,以上是我跟大家做的一些交流,谢谢大家!

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