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基于科学探究的饮用水及饮料中细菌数量及其变化的研究
摘 要:本文通过活动课题的提出,活动方案的设计与实施,开展实践研究活动,培养学生动手能力,养成严谨的科学思维和勇于探索的科学探究精神。
关键词:科学探究;实践活动
1.问题的提出
水是生命之源,饮用水水质与健康息息相关。而细菌无处不在,包括日常饮用的自来水、桶装水、矿泉水等。将饮用水接种于普通培养基中,在适合的条件下培养,通过观察和统计培养基中的菌落数,可以反应水中细菌的数量,或定期取水接种,跟踪统计,还可以得到细菌数量随时间增加的变化。以此探究饮用水及饮料中细菌数量,以及放置饮料中细菌的变化。
2.研究现状
人们研究饮用水中的微生物,最主要目的是探究饮用水中是否有致病菌,在曾晓琮,苏妙贞[1]等人在桶装水中铜绿假单胞菌耐药性的研究中提出,抗生素的滥用使铜绿假单胞菌的耐药性增强,桶装水厂家须从水处理工艺、水桶清洁、生产过程控制等方面加强监管,防止铜绿假单胞菌污染。而在2012-2013 年徐励琴[2]对惠州市 80 份桶装水中分离出的 8 株铜绿假单胞菌则对多种抗生素的耐药率达 100%,表明市售的桶装水存在安全隐患,应加强对本地区饮用瓶装水的监督管理。
除了桶装水、矿泉水本身水源携带细菌、霉菌外,饮水机等器具也容易滋生细菌、霉菌等。在韦镇萍[3]的饮水机水污染情况分析研究中发现,即使卫生合格的桶装饮用纯净水经饮水机处理后,从冷、热水开关管口放出时其卫生状况却截然不同。“冷水”的水质在任何月份均存在细菌乃至霉菌污染问题,且开瓶后,随着水从管口流出,室内空气进入瓶中,空气中微生物如细菌、霉菌被带入瓶,进行繁殖,从而影响水质。
3.研究目的
3.1了解水样的采取方法。
3.2学会普通培养基的配制方法、灭菌、接种、培养、观察菌落等微生物培养的基本操作。
3.3了解细菌数量与水质状况及人体健康的关系。
4.研究意义
探究饮用水及饮料中细菌数量,以及放置饮料中细菌的变化试验中,将微观世界的细菌“放大”成菌落来观察,对我们的日常生活习惯和日常饮水具有指导意义。
5.研究内容
5.1试验材料1000mL容量瓶、酒精、消毒棉球、三角烧瓶、饮水机、全新瓶装水、七喜、蛋白胨、NaCl、琼脂、培养皿、平板涂布器、无菌操作台、灭菌锅、酒精灯、恒温箱等。
5.2水样的采取
饮水机水:装上全新桶装水后,定时用酒精棉球擦拭冷水口和热水口,再用灭菌三角烧瓶分别接取冷水水样和热水水样。
饮料(七喜):全新瓶装饮料,酒精擦拭瓶口,摇动混合均匀后灭菌三角烧瓶接取样,24h后再用同样方法取样。
自来水:先将水龙头用火焰灼烧3min,再开放水龙头水流5min,灭菌三角烧瓶接取水样。
矿泉水:全新矿泉水,酒精擦拭瓶口,摇动混合均匀后灭菌三角烧瓶接取水样。
综上共有饮水机冷水、饮水机热水、新开七喜、放置24h的七喜、自来水、新开矿泉水等6种水样。
5.3培养基的配置
按照所需用量称量,用热水溶解后,用蒸馏水定容至1000ml,调节PH为7.6 ,100KPa温度121°C , 灭菌30分钟。培养基冷却至60°C , 摇匀后立即倒平板。
5.4 接种
将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中,取1-2滴菌液(上述6种菌液与空白对照,每种重复3次,共有21个培养基)滴加到培养基表面,将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s,用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面,涂布时可转动培养皿,使菌液分布均匀,48h后统计菌落数。
6.研究结果与分析
研究可知,新开七喜培养基与空白对照培养基中均无菌落繁殖;隔夜七喜平均每个培养基中有3.3个菌落;自来水平均每个培养基中有4.6个菌落;矿泉水只有1号培养基中出现1个菌落;而饮水机取出的水样中细菌较多,其中饮水机热水平均每个培养基中有4个菌落,饮水机冷水平均每个培养基中有20.3个菌落。
从空白对照无菌落可知本次试验培养基灭菌成功,各培养基中出现的菌落种类有细菌和霉菌。根据国家规定的饮用水微生物指标,菌落总数每毫升不得超过100个,新开七喜的菌落总数约每毫升0个,隔夜七喜的菌落总数约每毫升66个,自来水的菌落总数约每毫升92个,新开矿泉水的菌落总数约每毫升6个,饮水机热水的菌落总数约每毫升80个,饮水机冷水的菌落总数约每毫升406个。只有饮水机冷水不符合饮用水标准,但隔夜七喜、自来水、饮水机热水含有的菌落总数也较高,建议经过灭菌处理再饮用。
7.研究结果讨论和建议
7.1饮水机冷水2号培养基变黑的原因
饮水机冷水2号培养基中有5个菌落,并且培养基变黑,变黑有可能是因为某种菌在繁殖或新陈代谢过程中菌丝体产生的黑色素,查阅资料发现某些与口腔感染性疾病有关的细菌,如普氏菌属,能够产生黑色素。
7.2饮水机中取出的水样含菌落数较高的原因
饮水机热水的菌落总数约每毫升80个,饮水机冷水的菌落总数约每毫升406个,其中饮水机冷水不符合国家饮用水标准,其菌落总数远远大于其他水样菌液,很大原因可能是饮水机较旧,长时间未消毒清洁,导致饮水机冷水管道滋生较多细菌和霉菌,为避免病从口入,保持健康的生活习惯,应按时对饮水机进行清洁消毒。
7.3 建议在日常生活中做到以下几点
(1)自来水建议煮沸灭菌后饮用。
(2)包装饮用水和饮料开封后应尽快饮用,避免细菌、霉菌大量繁殖。
(3)饮水机或热水壶等煮水机器应定时清洁消毒,避免细菌、霉菌滋生。
综上所述,通过以上实践研究活动,培养了学生的动手能力,激发了学生的学习兴趣,培养了学生勇于探索的精神,提高了生物学学科核心素养。
参考文献
[1]曾晓琮,苏妙贞,韩志杰,陈丹霞,周露.桶装水中铜绿假单胞菌耐药性分析及RAPD-PCR分型研究[J].现代食品科技,2017,33(04):114-119+314.
[2]徐励琴,薛计泉,罗泽燕,等.桶装饮用水铜绿假单胞菌检测及耐药性分析[J].海峡预防医学杂志,2015,21(3):56-57.
[3]及耐药性分析[J].海峡预防医学杂志,2015,21(3):56-57韦镇萍.饮水机水污染情况分析[J].江苏预防医学,2001(03):50-51.
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