生物膜 PPT

饮用水中微生物的再生长的原因
细菌在管网中的再生长包括两方面：水溶液中的悬浮 生长和管壁的附着生长，即生物膜。由于饮用水为贫营养 环境，细菌在管壁的附着生长比在水溶液中的悬浮生长占 优势，原因在于： （1）大分子物质容易在固液表面沉积，构造一个营养相对 丰富的微环境； （2）即使管网中有机物浓度较低，高水流速度仍能输送较 多的营养到固定生长的生物膜表面； （3）固定生长的细菌能有效躲过管网余氯的杀伤； （4）由于边界层效应可使管壁处水流的冲刷作用减小。 基于类似原因，管网水中悬浮或胶体颗粒上也会附着 生长一定数量的细菌或其他微生物，而且在常规的对饮用 水中细菌或大肠杆菌的检测中不易被检出。管壁生物膜的 生长，容易引起管道腐蚀、长粘垢，促使更多细菌生长， 生物膜不定期的膜老化脱落还会引起水的色度、浊度上升 4/7 及水中悬浮细菌数的增加，导致水质恶化。因此，必须设 法控制细菌在管网中的再生长。
重管段的生物膜活菌数越多,金属管段比石棉 管段的生物膜活菌数要高。与管材和使用年 限因素相比,水中AOC浓度对生物膜的影响较 小。水中悬浮菌含量在一定程度上和生物膜 活菌数呈正相关关系。
管材对于内壁生物膜的发育速度影响很大,
当生物膜发育日趋成熟时则管材的影响作用 减小。管壁生物膜的发育成熟时间>6 个月, 定期更新管段可以有效阻止生物膜的发育。
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生物膜对给水管道的影响
及其生长影响因素
姓名：王岱
学号：1303240473
给水管壁生物膜会降低饮用水的微生物安全
性， 如引起管壁结垢和腐蚀， 造成管网过
水能力下降， 影响给水系统的运行和用户端
水质。
给水管壁生物膜的结构

在生物膜的发展初期， 沿着水流方向，挂片上生物 膜呈梯度分布，挂片上部生物膜越来越厚，下部越 来越薄。当生物膜达到稳定状态，形成了平行的凸
造成了新的威胁。第三，由于长期生物在余氯环境中，生物膜中部分
微生物已经具备了耐氯性能能够抵御一定浓度的余氯。
②控制生物膜微生物再次生长的方法：
通过改善水源水质及增加深度处理的方法来改善 饮用水的生物稳定性。 Park 等人的研究证明了 RO 膜处理工艺能够有效
的提高供水管网中饮用水的生物稳定性。
道过流面积减少增加水头损失。第三，生物膜中可能存在
少量的水生致病菌给人们的健康造成巨大的威胁。
3.怎样对供水管网中的生物膜进行控制？
①对于控制生物膜微生物再次生长所遇到的问题：目前，控制微生物再 次生长的主要途径仍然是投加消毒剂。液氯是目前使用最广泛的消毒 剂。传统观念认为管网中余氯浓度大于 0.05mg/L 能够有效的抑制微 生物的二次生长。但是，随着水源不断受到污染，水厂出水中有机物 浓度不断升高，这给氯消毒带来了新的挑战。首先，当源水中有机物 浓度很低，余氯的消耗量很低或者不需要投加氯，而在高有机物浓度 下，需要更高浓度的氯浓度才能控制微生物的生长。其次，在高有机 物浓度、高余氯浓度下会形成大量的消毒副产物，给居民的身体健康
生物膜细菌致病的机制
（一）抗生素抗性:
与浮游细菌相比,BF细菌对抗生素的抗性可提 高10～1000倍。BF细菌抗药性主要取决于其多细 胞结构。 （二）对抗机体免疫防御: 减少细胞因子的产生或酶解细胞因子 抵抗单核巨噬细胞的吞噬作用 BF 产生的粘液多糖可抑制中性粒细胞的趋化作用 BF 细菌可刺激机体产生损伤周围的机体组织抗体
参考文献
[1] Smeets, PWMH，Medema, G. J.，Van Dijk, J. C. The Dutch secret: how to provide safe drinking water without chlorine in the Netherlands[J]. Drinking Water Engineering and Science, 2009，2：P1-P14. [2] Simões, Lúcia Chaves，Simões, Manuel，Vieira, Maria João. Influence of the diversity of bacterial isolates from drinking water on resistance of biofilms to disinfection[J]. Applied and environmental microbiology, 2010 ， 76(19) ：6673-6679. [3] Park, Se-keun，Hu, Jiang Yong. Assessment of the extent of bacterial growth in reverse osmosis system for improving drinking water quality[J]. Journal of Environmental Science and Health Part A, 2010，45(8)：968-977. [4] Cole, J. R.，Wang, Q.，Cardenas, E.，et al. The Ribosomal Database Project: improved alignments and new tools for rRNA analysis[J]. Nucleic acids research, 2009 ，37(suppl 1)：D141-D145.
黏液型铜绿假单胞菌生物膜 形成的研究进展
姓名：白雪蕊 学号：1303240426
内容：

细菌生物膜
铜绿假单胞菌生物膜（PA）


黏液型PA生物膜的耐药机制
细菌生物膜
1、定义：细菌生物膜(BF) ,即生物被膜,是指附着于有生命 或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌 群体。 2、组成：水份含量可高达97% 细菌分泌的大分子多聚物 吸附的营养物质和代谢产物 细菌裂解产物 3、动态过程：包括细菌起始粘附、BF 发展和成熟等阶段 ,BF 细菌在各阶段具有不同的生理生化特性。
形成介导的耐药性为黏液型PA较为特别的机制如下： （1）弥散屏障： 独特的三维结构→不同的渗透活性→阻挡抗菌药物渗 透→药物浓度降低→作为保护屏障表现出耐药性。 （2）微环境梯度： 生物膜中的营养成分、代谢产物浓度、渗透压和氧浓 度等，由外向内呈梯度下降；生物膜内部的细菌处于“饥 饿状态”，生长缓慢或停止，对药物的敏感性也下降。 （3）抵抗表型： 生物膜产生后，细菌可表达一些特殊的、具有保护性 的生物表型，从而导致耐药；有研究发现，成熟生物膜中 PA的抗菌药物最低抑菌浓度比悬浮菌高1000～2000倍。
分析结果表明，管网中存在潜在一些致病菌如蜡 状芽孢杆菌、假单胞菌和溶血不动杆菌。
上表中列出了给水管网管壁微生物测序结果： 蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus)为革兰氏染色阳性 菌。产生芽孢、需氧或兼性厌氧、无荚膜、多数溶血、 通常过氧化氢酶阳性。如果这类细菌在人体内、通常 是在肠道内生长, 会导致人生病, 即感染性食物中毒。 假单胞菌（Peudomonas sp.yged143)为革兰氏阴性杆 菌。以极生鞭毛运动、不形成芽孢、好氧、呼吸代谢。 广泛存在于土壤、水、污物及空气中, 大多数种不需 要有机生长因子。有的种对人、动物或植物有致病性。 溶血不动杆菌（A cinetobacter haemolyticus strain AR-46)为需氧, 粗短或球形的革兰氏阴性菌。 广泛分布于外界环境, 主要是水和土壤中, 为机会性 感染致病菌, 常引起医院内感染。由于其对多种抗生 素耐药,一旦感染, 病情多较严重。
研究了 PVC、PE、灰口铸铁、有水泥砂浆涂层的铸铁
等对生物膜的影响，结果表明灰口铸铁管壁生物膜密
度最大，其次为有涂衬的铸铁管道，PVC 以及 PE 管
材生物密度最小。 余氯浓度越高管壁受到的腐蚀越厉害，形成的生长 环更厚能为更多的微生物提供栖息的场所，最后管壁 细菌密度就越大。
铸铁管材极易发生腐蚀，形成锈蚀物或者生长环 后，一方面可以增加比表面积为微生物提供更多的 粘附空间，另外还能够阻止余氯向生物膜内部扩散， 为微生物生长提供了一个免受余氯影响的相对封闭 的环境。而 PE 管材表面光滑、平整且不会发生腐 蚀，很难形成一定厚度的生长环或锈蚀物供微生物 栖息，因此，微生物粘附于管壁后由于没有能够躲 避余氯侵蚀的场所，微生物仍然受到余氯的伤害， 以致微生物繁殖、生长速度很慢。与 PE 管材相比， 不锈钢管材更加光滑、平整，更加不利于微生物的 粘附生长，因此不锈钢管材管壁生物膜细菌密度更 低。
中国科学院邬卓颖等以 AR 反应装置为研究对象， 以管材、营养元素和环境温度等因素为变量，研究 其对供水管网管壁生物膜的影响。实验结果表明： PVC 和铝质管材单位面积最大细菌数最少，生物膜
成熟速度也最慢；铸铁管材单位面积最大细菌数最
大，生物膜成熟最快。

Patrick Niquette 等以地表水和地下水为实验用水
提取成分，发现其中含有茶多酚、锌、氟离子以
及抗黏附能力的物质，这些成分的发现使天然抗 生物膜制剂的制备成为可能。
生物膜的控制方法
金属离子，益生菌和天然成分都对口腔环境中形
成的生物膜有抑制或阻断作用，可成为致龋微生 物生物膜的控制方法，以减少其危害。
A Case of Hazardous Biofilms --供水管网中生物膜的控制

饮用水中微生物的再生长的危害
给水管网中细菌的重新生长和繁殖能引起许多不
良后果，包括微生物代谢引起的管网腐蚀、致病 微生物和非致病微生物、嗅味和颜色的产生等。 国内外均有报道在给水管道生物膜检测到致病菌 和条件致病菌。 国内因供水二次污染而引起介水传染病的爆发流 行屡有发生。
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刘小琳等对北京市饮用水管网管壁微生物膜群落
起和凹陷的三维立体结构， 其中广泛地分布着单个
的细菌和菌落。生物膜并不是光滑和均匀的， 而是 由各种各样的结构形式呈现， 包括片状、丝状、彗 星状的平行线、螺纹状菌落。