微生物與環境保護（2）

三、微生物與環境監測

    環境監測是測定代表環境質量的各種指標數據的過程。它包括環境分析、物理測定和生物監測。所謂生物監測就是利用生物對環境汙染所發生的各種信息作為判斷環境汙染狀況的一種手段。生物長期生活在自然界中，不僅可反映多種因子汙染的綜合效應，而且還能反映環境汙染的曆史狀況。故生物監測可以彌補物理、化學分析測試的不足，特別是微生物具有得天獨厚的特點，與環境關係極為密切，因此微生物學方法在生物監測中占有特殊的地位。

( 一 ) 糞便汙染指示菌

    糞便汙染指示菌的存在，是水體受過糞便汙染的指標。根據對正常人糞便中微生物的分析測定結果，認為采用大腸菌群及糞鏈球菌作為指標較為合適，其中以前者較為廣用。

    大腸菌群是指一大群與大腸杆菌相似的好氧及兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽孢杆菌，它們能在 48h 內發酵乳糖產酸產氣，包括埃希氏菌屬、檸檬酸杆菌屬、腸杆菌屬、克列氏菌屬等。測定大腸菌群的常用方法有發酵法和濾膜法兩種。

    大腸菌群數量的表示方法有兩種，其一是“大腸菌群數”，亦稱“大腸菌群指數”，即 1L 水中含用的大腸菌群數量。其二是“大腸茵群值”是指水樣中可檢出 1 個大腸菌群數的最小水樣體積（ mL 數 ) 。該值越大，表示水中大腸菌群數越小。

    我國生活飲用水衛生標準規定， 1L 水中總大腸菌群數不得超過 3 個，即大腸菌群值不得小於 333mL 。

( 二 ) 水體汙染指示生物帶

    一般的生物多適宜於清潔的水體，但是有的生物則適宜於某種程度汙染的水體。在各種不同汙染程度的水體中，各有其一定的生物種類和組成。根據水域中的動、植物和微生物區係，可推該水域中的汙染狀況，汙水生物帶便是通過以上檢測而確定的。通常把水體劃分為多汙帶、中汙和寡汙帶。中汙帶又分為甲型中汙帶和乙型中汙帶。

( 三 ) 致突變物與致癌物的微生物檢測

    人們在生活過程中不斷地與環境中的各種化學物質相接觸，這些物質對人類影響與危害怎樣，特別是致癌效應如何，是人們普遍關心的問題。

    據了解， 80 ％一 90 ％的人類癌症是由環境因素引起的，其中主要是化學因素。目前世界上常見的化學物質有 7 萬多種，其中致癌性研究較充分的僅占 1 ／ 10 ，而每年又至少新增千餘種新的化合物。采用傳統的動物實驗法和流行病學調查法己遠遠不能滿足需要，至今世界上已發展了上百個快速測試法，其中以致突變試驗應用最廣，測試結果不僅可反映化學物質的致突變性，而且可住推測它的潛在致癌性。應用於致突變的微生物有鼠傷寒沙門氏菌、大腸埃希氏菌、枯草杆菌、脈胞菌、釀酒酵母、構巢曲黴等。目前以沙門氏菌致突變試驗應用最廣。

    Ames 試驗，全稱沙門氏菌／哺乳動物微粒體試驗，亦稱沙門氏菌／ Ames 試驗，是美國 Ames 教授於 1975 年研究與發表的致突變試驗法。其原理是利用鼠傷寒沙門氏菌組氨酸營養缺陷型菌株發生回複突變的性能，來檢測物質的致突變性。在不含組氨駿的培養基上，它們不能生長。但當受到某致突變物作用時，因菌體 DNA 受到損傷，特定部位基因突變，由缺陷型回複到野生型，在不含組氨酸的培養基上也能生長，其關係如下：

    Ames 試驗常用紙片法和平板摻入法。

    Ames 試驗，準確性較高、周期短、方法簡便，可反應多種汙染物聯合作用的總效應。通過對亞硝胺類、多環芳烴、芳香胺、硝基吱喃類、聯苯胺、黃曲黴毒素等 175 種已知致癌物進行 Ames 試驗，結果陽性吻合率為 90 ％；用 108 種非致癌物進行測定，其陰性吻合率為 87 ％。有人將 180 種物質進行 Ames 試驗，其中已知致癌物有 26 種，經 Ames 試驗測得 25 種為陽性，其吻合率達 95 ％。人們稱此法是一種良好的潛在致突變物與致癌物的初篩報警手段。