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随着畜禽养殖业的发展,病原微生物肠杆菌随污水排放和畜禽粪便随便堆放进入到天然水体中,危害了人畜健康。这些病原微生物对人畜的危害作用与其存活规律有关。微生物在水体中的存活与水的理化性质、物质组成和气候有关。目前国内外在关于微生物存活与水的理化性质和物质组成之间关系方面已经进行的一些研究,然而在气候与微生物存活方面的研究还少见报道,尤其是在冻融循环作用下微生物的存活及其与水的理化性质和物质组成之间的关系。这属于微生物存活的重要组成内容之一。所以有必要开展此部分研究,通过此研究不仅可以揭示北方地区河水中微生物的存活规律,而且为河水中微生物的污染防治和保障人体健康提供理论依据。所以本论文采用室内模拟实验和Weibull模型相结合的方法,以未冻融循环条件为对照,研究了冻融循环作用下大肠埃希氏菌(Ec10538)、肠沙门氏菌肠亚种(sd-51)和阴沟肠杆菌阴沟亚种(Ec7256)存活规律及其与水的理化性质和物质组成之间的关系。在此基础上,再采用单因素实验方法和Weibull模型相结合的方法进一步探讨了水中物质组成及其浓度与这三株细菌存活之间的关系。最后对比分析冻融和未冻融体系中pH、EC以及SOD酶活性和CAT酶活性的变化,初步探究了冻融循环引起肠杆菌细胞损伤的原因。获得以下结论:(1)三株细菌在12种河水水样中的存活实验显示:冻融循环作用使同一时间下Ec10538、sd-51和Ec7256细菌的存活数量明显下降,改变了它们在河水中的的存活规律,这种变化与水的理化性质和物质组成有关。在冻融循环作用下,三株细菌在河水中的存活拟合时间(ttd)与TOC、Na+、K+、Ca2+、SO42-、NO3-、Mg2+、F-、TP浓度以及EC值呈现显著负相关,然而受pH值以及Fe3+和Cl-浓度的影响较小。此外,Ec10538、sd-51和Ec7256细菌在河水的存活规律受水质影响很大,均显示出在不超标水中的存活优于超标水。(2)Ec10538的单因素实验结果表明:金属阳离子都呈现存活抑制作用,K+和Ca2+抑制作用与浓度有关,然而离子态和络合态的铁都与浓度无关;Cl-对Ec10538存活有促进作用,其他阴离子有抑制作用,Cl-、SO42-、NO3-的作用与浓度有关,F-与浓度关系不显著;葡萄糖、蔗糖和富里酸对Ec10538存活呈抑制作用,浓度的作用不显著;乙酸和乳酸均为促进作用,随浓度增大促进作用增强。sd-51的单因素实验结果表明:金属阳离子都呈现存活抑制作用,与浓度之间的规律与Ec10538 一致;阴离子对sd-51存活都有抑制作用,Cl-、SO42-抑制作用与浓度有关,NO3-、F-浓度影响不显著;富里酸对sd-51存活呈抑制作用,其余有机碳均呈促进作用,浓度越大存活时间越长。Ec7256的单因素实验结果表明:金属阳离子都呈现存活抑制作用,铁和Ca2+抑制作用随浓度增强,K+与浓度无关;Cl-促进Ec7256的存活,其余阴离子均呈现抑制作用,四种阴离子浓度的作用都不显著;有机碳对Ec7256的作用与sd-51类似。拟合结果显示,乙酸乳酸可以延长Ec7256的存活时间;葡萄糖、蔗糖、乙酸、乳酸、CL-可以延长sd-51和Ec7256的存活时间。(3)随着时间的延长,在未冻融循环条件下添加细菌水样的EC值随之上升,然而在冻融循环条件下添加细菌的EC则先升后降。在未冻融循环条件和冻融循环条件下添加细菌水样的pH值都较稳定,无规律性变化。在未冻融循环条件下和冻融循环条件下添加细菌的SOD和CAT的活性均随之逐渐增加,而且SOD活性的增幅大于CAT,在冻融循环条件下的SOD和CAT的最终活性整体大于在未冻融循环条件下的活性。