Đánh giá mức độ nhiễm vi sinh vật trong nước giếng khoan và nước máy trên địa bàn thành phố thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ THỊ THÙY
Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NHIỄM VI SINH VẬT TRONG NƯỚC
GIẾNG KHOAN VÀ NƯỚC MÁY TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: CNSH

Lớp

: K45 - Công nghệ Sinh học

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2013 – 2017

Thái Nguyên – năm 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ THỊ THÙY
Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NHIỄM VI SINH VẬT TRONG NƯỚC
GIẾNG KHOAN VÀ NƯỚC MÁY TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: CNSH

Lớp

: K45 Công nghệ Sinh học

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2013 – 2017

Ngƣời hƣớng dẫn

: ThS. Nguyễn Thị Lan Hƣơng
ThS. Bùi Đình Lãm

Thái Nguyên – năm 2017


i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành báo cáo tốt nghiệp này, tôi xin gửi lời cám ơn chân
thành và sâu sắc tới ThS. Nguyễn Thị Lan Hương - Khoa xét nghiệm, trung
tâm y tế dự phòng Thái Nguyên đã tận hình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời chân thành cám ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS. Bùi Đình
Lãm giảng viên ngành Công nghệ sinh học, khoa Công nghệ sinh học và
Công nghệ thực phẩm, trường Đại hộc Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên đã
tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực tập này.
Tôi xin chân thành cám ơn tập thể cán bộ - Khoa xét nghiệm, trung tâm
y tế dự phòng Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cũng như giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian thực tập.
Tôi xin chân thành cám ơn tập thể cán bộ, giảng viên Trường Đại học
Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo và Ban chủ nhiệm Khoa
Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, Ngành Công nghệ sinh học đã

ủng hộ và tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành báo cáo tốt nghiệp này.
Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên,
ủng hộ tôi trong suốt quá trình thực tập này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 5 năm 2017
Sinh viên

Ngô Thi Thu
̣
̀y


ii

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

MCK

: MacConkey

EAGGEC

: Enteroaggregative E. coli

EHEC

: Enterohaemorrhagic E. coli

EPEC

: Enteropathogenic E. coli

ETEC

: Enterotoxigenic E. coli

EIEC

: Enteroinvasive E. coli

EMB

: Eozin Methylen Blue

KIA

: Kliger Iron Agar

BGBL

: Brilliant Green Lactose Bile salt

C

: Vi khuẩn Coliform

E

: Vi khuẩn E. coli

BYT

: Bộ y tế

KIA

: Kligler Iron Agar

BGA

: Brilliant green agar


iii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Tính chất sinh hóa của Coliforms..............................................................12
Bảng 3.1. Xác định đặc tính sinh vật, hóa học của Coliform và E. coli..................27
Bảng 4.1. Tình hình sử dựng nước của các hộ dân ...................................................31
Bảng 4.2. Kết quả xác định chỉ tiêu Coliform..........................................................32
Bảng 4.3. Kết quả xác định chỉ tiêu E. coli ..............................................................35


iv

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Hình ảnh vi khuẩn E. coli ........................................................................... 14
Hình 2.2. Vị trí các kháng nguyên trên vi khuẩn E. coli .......................................... 17

Hình 3.1. Máy lọc vi sinh ............................................................................................ 24
Hình 3.2. Sơ đồ phát hiện và đếm vi khuẩn Coliform fecal và E. coli giả định ..... 26
Hình 3.3. Thuốc thử Indol ........................................................................................... 27
Hình 3.4. Thuốc thử Oxidase ...................................................................................... 28
Hình 4.1. Đồ thị mức độ nhiễm Coliiform trong nước giếng khoa ......................... 33
Hình 4.2. Đồ thị mức độ nhiễm Coliiform trong nước máy .................................... 33
Hình 4.3. Vi khuẩn Coliform trên môi trường TTC…………………………34

Hình 4.4. Đồ thị mức độ nhiễm E. coli trong nước giếng khoan ............................ 35
Hình 4.5. Đồ thị mức độ nhiễm E. coli trong nước máy .......................................... 36
Hình 4.6. Vi khuẩn Coliform trên môi trường TTC……………………………….37
Hình 4.7. Biểu đồ mức độ nhiễm tổng số Coliform trong nước máy và
nước giếng khoan ..................................................................................... 37
Hình 4.8. Biểu đồ mức độ nhiễm E. coli trong nước máy và nước giếng khoan... 38


v

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT ..............................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. iii
DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................iv
MỤC LỤC ......................................................................................................... v
PHẦN I. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề......................................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu....................................................................................................2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu.....................................................................................................2
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài....................................................................2

1.4.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................... 2
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3
2.1. Tài nguyên nước ngầm ................................................................................................3
2.1.1. Nước giếng khoan ................................................................................... 3
2.1.2. Nước máy ................................................................................................ 4
2.2. Hệ sinh vật trong nước .................................................................................................5
2.3. Vai trò của tài nguyên nước.........................................................................................6
2.3.1. Vai trò của tài nguyên nước đối với con người ...................................... 6
2.3.2. Vai trò của tài nguyên nước đối với môi trường..................................... 7
2.3.3. Vai trò của tài nguyên nước đối với hoạt động kinh tế - xã hội ............. 7
2.4. Các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước ……………………………………... 8
2.4.1. Nước uống ............................................................................................... 8
2.4.2. Nước máy ................................................................................................ 9
2.4.3. Nước giếng .............................................................................................. 9
2.5. Sơ lược về những vi khuẩn gây bệnh phổ biến trong môi trường nước .................9


vi

2.5.1. Sơ lược về Coliforms ............................................................................ 10
2.5.2. Sơ lược về E. coli .................................................................................. 13
PHẦN III. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................. 20
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................20
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 20
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu ............................................................20
3.3. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất nghiên cứu ................................................................20
3.3.1. Các thiết bị nghiên cứu ......................................................................... 20
3.3.2. Dụng cụ nghiên cứu .............................................................................. 21

3.3.3. Các hóa chất nghiên cứu ....................................................................... 21
3.3.4. Các loại môi trường............................................................................... 22
3.3.5. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 22
3.3.6. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 22
3.3.7. Phương pháp định lượng vi sinh vật trong nước................................... 23
PHầN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 31
4.1. Khảo sát tình hình sử dụng nước giếng và nước máy của các hộ dân trong thành
phố thái nguyên. .......................................................................................................31
4.2. Xác định tổng số Coliform trong nước giếng và nước máy ...................................32
4.3. Xác định vi khuẩn E. coli trong nước giếng và nước máy .....................................34
4.4. So sánh mức độ nhiễm tống số Coliform trong nước giếng và nước máy ...........36
4.5. So sánh mức độ nhiễm của tống số E. coli trong nước giếng và nước máy.........38
PHầN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 39
5.1. Kết luận .......................................................................................................................39
5.2. Kiến nghị .....................................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 41
PHỤ LỤC


1

PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng
và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt
của đất đá, được tạo thành từ giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu,
thấm của nguồn nước mặt, nước mưa… nước ngầm có thể tồn tại cách mặt
đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét. Đối với các hệ thống cấp nước
cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước được ưa thích. Nguồn

nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động con người. Chất lượng nước
ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt.Trong nước ngầm hầu như không
có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp. Nhưng
ngày nay, tình trạng ô nhiễm và suy thoái nước ngầm đang phổ biến ở các khu
vực đô thị và các thành phố lớn trên Thế Giới. Trong đó, việc ô nhiễm nguồn
nước ngầm ở các thành phố của Việt Nam cũng đã và đang diễn ra.
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quan trọng đối với đời
sống con người là môi trường trong đó diễn ra các quá trình sống, có vai trò
quan trọng đối với đời sống nhưng trước đây do nhận thức còn hạn chế con
người chỉ chú ý đến việc khai thác và sử dụng mà không quan tâm đến việc
bảo về môi trường sự tác động vô ý thức của con người đã và đang gây ô
nhiễm nghiêm trọng tới các nguồn nước.
Thành phố Thái Nguyên là một trong những đô thị lớn với nền kinh tế
phát triển quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở các huyện ngày càng gia
tăng, việc phát triển mạnh về nền kinh tế đồng nghĩa với việc các khu công
nghiệp, khu chế xuất, khu đô thị, cơ sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ… mọc
lên ngày càng nhiều, làm tăng nhanh số lượng các nguồn gây ô nhiễm, tác
động xấu đến môi trường đất, nước, không khí. Nguồn nước ngầm cũng
không nằm ngoài sự tác động này. Điển hình chất lượng nước ngầm ở gần


2

khu công nghiệp ngày càng bị ô nhiễm, trong khi đó việc sử dụng nguồn nước
sinh hoạt của người dân chủ yếu là nước ngầm.
Vì vậy để bảo vệ môi trường nguồn nước tại địa bàn tỉnh Thái Nguyên
cũng như bảo vệ sức khỏe con người, thúc đẩy phát triển kinh tế bền vững của
thành phố Thái Nguyên gắn liền với bảo về môi trường việc nghiên cứu thực
tế hiện trạng ô nhiễm vi sinh nguồn nước tại Thái Nguyên, từ đó tìm ra các
giải pháp thích hợp khắc phục tình trạng ôi nhiễm. Vì vậy tôi đã chọn đề tài

“Đánh giá mức độ nhiễm vi sinh vật trong nước giếng khoan và nước máy
trên địa bàn thành phố Thái Nguyên”.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Đánh giá mức độ nhiễm vi sinh vật trong nước giếng khoan và nước
máy trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
Tìm hiểu về thực trạng nhiễm tổng số vi khuẩn Coliforms, Escherichia
coli trong nước giếng và nước máy trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
- Giúp sinh viên trau dồi kiến thức đã học và bước đầu làm quen với
nghiên cứu khoa học.
- Nghiên cứu đưa ra các con số về mức độ nhiễm các loại vi sinh vật gây
hại chủ yếu trong nước.
- Đề xuất được các phương án để đảm bảo nguồn nước.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Nghiên cứu ra các con số về mức độ nhiễm các loại vi sinh vật gây
hại chủ yếu trong nước giếng và nước máy để khuyến cáo người tiêu dùng về
mức độ an toàn khi sử dụng nước, nhằm góp phần nâng cao ý thức an toàn vệ
sinh thực phẩm và bảo về sức khỏe con người.
- Kết quả nghiên cứu phục vụ cho các nghiên cứu sau này.


3

PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tài nguyên nước ngầm
Không giống như nước mặt, trước đây nước ngầm không được quan
tâm nhiều và công tác nghiên cứu, khảo sát đánh giá nguồn nước ngầm cũng

có nhiều hạn chế hơn nước mặt. Nhưng hiện nay, việc khảo sát đánh giá hiện
trạng nước ngầm đã và đang được quan tâm và cũng như các thành phố lớn
khác của cả nước Thái Nguyên cũng xem vấn đề khảo sát, đánh giá hiện trạng
nước ngầm của thành phố là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách đặc biệt là
khảo sát những khu vực gần khu công nghiệp với lượng chất thải tương đối
lớn. Bên cạnh đó hiện nay cũng đã có nhiều hơn những công trình nghiên cứu
về nguồn nước ngầm đã được triển khai.
Nước ngầm là một bộ phận của chu trình thủy văn xâm nhập vào các hệ
đất đá từ mặt đất hoặc bộ phận nước mặt, và trong một thời gian dài nước
ngầm được xem là “nguồn nước sạch” – có thể sử dụng cho ăn uống sinh
hoạt. Thực tế thì nguồn nước này thường chứa nồng độ các nguyên tố cao hơn
hẳn so với tiêu chuẩn nước uống được, đáng kể là Fe, Mn, H2S, …vì thế nước
ngầm cần phải được xử lý trước khi phân phối sử dụng.
Việt Nam là một quốc gia có trữ lượng nước ngầm khá phong phú và
tốt về mặt chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt
của đất đá, hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt, nước mưa.
2.1.1. Nước giếng khoan
Hiện nay, mặc dù nước máy đã đến với người dân nhưng nhiều hộ gia
đình vẫn còn thói quen sử dụng nguồn nước ngầm với suy nghĩ nước nào
cũng là nước nhưng nước tự khoan thì không phải trả tiền. Ít ai nghĩ đến
những nguy cơ tiềm ẩn khi sử dụng nguồn nước ngầm chưa qua xử lý.


4

Theo các chuyên gia, người sử dụng thường xuyên nước giếng tự
khoan chưa qua xử lý sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe. Hậu quả
đầu tiên của tình trạng này là người sử dụng đối mặt với rất nhiều nguy cơ
mắc bệnh. Các chất độc tồn tại trong nước giếng ở mức độ nhẹ có thể gây dị
ứng da, nhiễm trùng đường ruột, gây bệnh tiêu chảy, nếu tích tụ lâu ngày có

thể gây ung thư và thậm chí dẫn đến tử vong.
Nước giếng khoan tầng nông (dưới 60m) hay tầng sâu (thường hơn 250m)
có ưu điểm là ít nhiễm vi khuẩn gây bệnh. Nhưng nhiều giếng khoan thường
chứa chất hoà tan làm chất lượng nước không tốt cho sinh hoạt và ăn uống.
2.1.2. Nước máy
Nước máy hay nước vòi là những loại nước đã qua xử lý thông qua
một hệ thống nhà máy lọc nước với các phương pháp công nghiệp và dùng để
cung cấp cho các khu vực đô thị trên thế giới. Loại nước này sau khi qua xử
lý tại các nhà máy lọc nước sẽ được đưa vào các đường ống dẫn đước đến nơi
tiêu thụ, thông thường điểm cuối cùng của nước máy là các vòi nước. Loại
hình nước máy được hình thành và phát triển từ cuối thế kỷ 19, và phổ biến
trong thế kỷ 20. Việc áp dụng các công nghệ liên quan trong việc cung cấp
sạch cho sinh hoạt, sản xuất và các công trình công cộng là mưột trong những
bước tiến lớn trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống [21].
Nước máy đã mang lại nhiều lợi ích về sức khỏe cộng đồng nó thường
làm giảm nguy cơ mắc các bệnh truyền qua nước. Cung cấp nước máy cho
người dân đô thị, ngoại ô lớn đòi hỏi một hệ thống phức tạp và phải được thiết
kế cẩn thận, việc thu thập, lưu trữ, xử lý và phân phối, và thường là trách
nhiệm của các cơ quan, chính phủ, thường là cơ quan cùng chịu trách nhiệm
cho việc loại bỏ và xử lý nước thải. Hợp chất hóa học thường được thêm vào
để khai thác nước trong quá trình chuyển hóa để điều chỉnh độ pH hoặc loại
bỏ các chất gây ô nhiễm, cũng như dùng Clo để tiêu diệt các độc tố sinh học.


5

2.2. Hệ sinh vật trong nước
Phần lớn vi sinh vật xâm nhập vào nước là từ đất trong thời gian mưa
hoặc từ bụi trong không khí rơi xuống. Ngoài ra nước còn nhiễm bẩn do các
chất thải công nghiệp, chế biến nông phẩm, chất thải sinh hoạt cùng phân gia

súc và từ nguồn nước tưới tiêu nông nghiệp.
Số lượng và số loài vi sinh trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhất
là số lượng chất hữu cơ trong nước, các hoá chất độc, tia tử ngoai, pH môi
trường, những yếu tố có tính chất quyết định đến sự tăng khối luợng vi sinh
vật như các chất dinh dưỡng. Nước càng bẩn, càng nhiều chất hữu cơ, sự phát
triển của vi sinh vật trong nước càng nhanh. Trong nước có nhiều loại vi sinh
vật: vi khuẩn, nấm men, xoắn thể, nhưng chủ yếu vẫn là vi khuẩn. Nói chung
trong nước số vi khuẩn không bào tử chiếm ưu thế gần 87%.
Nước sông luôn thay đổi theo dòng chảy. Vì thế, hệ vi sinh vật và số
lượng vi sinh vật luôn thay đổi. Ở vùng gần thành phố nước sông có số lượng
vi khuẩn lớn, còn ở xa thành phố thì số lượng của chúng giảm nhanh. Trong
nước sông chảy qua vùng dân cư đông đúc hoặc các xí nghiệp thì có hàng
trăm đến hàng triệu vi khuẩn trong 1cm3.
Nước biển có số lượng vi sinh vật nhỏ hơn nước ao hồ và nước sông.
Số vi khuẩn ở gần bờ thường nhiều hơn ở xa bờ. Mặc dù nồng độ muối trong
nước biển khá cao nhưng số vi khuẩn cũng không phải ít. Thường trong 1 lít
nước biển thay đổi từ 35 đến vài nghìn vi khuẩn.
Nước mưa, tuyết và băng có rất ít vi khuẩn. Số lượng vi sinh vật thay
đổi tuy theo mùa tuyết rơi trên các vùng khác nhau của trái đất.
Nước mạch, nước ngầm có số lượng vi sinh vật tương đối ít. Bởi vì đã
thấm qua đất làm màng lọc rất tốt, nên hầu hết vi khuẩn bị giữ lại qua màng
lọc thiên nhiên đó. Thành phần hệ vi sinh vật của nước ngầm phụ thuộc vào
chính độ sâu của lớp nước dưới độ sâu tầng đất.


6

Số lượng vi khuẩn trong nước phụ thuộc trực tiếp vào nguồn nước cung
cấp. Nếu lấy từ nguồn nước ngầm thì sẽ ít vi khuẩn. Nếu lấy từ nguồn nước
sông, hồ… thì dù qua hệ thống lọc vẫn còn sót lại một số vi khuẩn đáng kể.

Khi dùng nước để sản xuất nước uống và thực phẩm nếu trong 1ml
nước chứa số vi khuẩn nhỏ hơn 100 là nước tốt, 100 – 500 vi khuẩn dùng tạm
được, trên 500 vi khuẩn thì hoàn toàn không dùng được [4].
Các chỉ tiêu đánh giá trong nguồn nước:
- Chỉ tiêu về cảm quan: màu sắc, mùi vị, trạng thái.
- Chỉ tiêu lý hóa
- Chỉ tiêu vi sinh và các chỉ tiêu đặc thù khác
Các tác nhân gây ôi nhiễm nguồn nước:
- Tác nhân sinh học: vi sinh vật
- Tác nhân hóa học: kim loại nặng, chất phụ gia ngoài danh mục cho
phép của Bộ Y tế hoặc trong danh mục nhưng sử dụng quá giới hạn quy định.
- Tác nhân lý học: thủy sinh, các tạp chất.
2.3. Vai trò của tài nguyên nước
2.3.1. Vai trò của tài nguyên nước đối với con người
Nước là chất tham gia thường xuyên, không thể thiếu trong quá trình
sinh hóa trong các cơ thể sống. Phần lớn các phản ứng hóa học có liên quan
đến sự trao đổi chất trong cơ thể sống đều có dung môi là nước. Không có
một loại sinh vật nào mà trong thành phần cấu tạo của nó mà lại không có
nước. Nhờ đó mà nước trở thành tác nhân mang sự sống cho con người và
sinh vật trên trái đất chúng ta. Nước chiếm tới 80 – 90% trong cơ thể thực vật
và khoảng 70% trong cơ thể động vật. Trong cơ thể con người trưởng thành
thì nước chiếm tới 65% trọng lượng, trong cơ thể trẻ chiếm 70%. Con người
có thể thiếu ăn trong vài ngày nhưng không thể thiếu nước trong vài ngày.
Mỗi ngày nhu cầu sinh lí của con người đòi hỏi 1,83 lít nước, có khi cần đến


7

2,5 - 2,8 lít nước/ngày đêm tùy theo điều kiện tính chất môi trường xung
quanh và theo cường độ lao động mỗi người.

2.3.2. Vai trò của tài nguyên nước đối với môi trường
Nước có nhiệt dung rất lớn, quyết định lên yếu tố khí hậu của toàn trái
đất, làm cho đại dương tích lũy nhiệt lượng vào mùa hè và sưởi ấm khí quyển
vào mùa đông bằng chính nhiệt lượng ấy. Các dòng hải lưu mang nhiệt năng
từ các vùng biển nhiệt đới lên phía bắc làm cho khí hậu của hành tinh dịu đi.
Hơi nước trong khí quyển cùng một số “khí nhà kính” đã quyết định lên thế
cân bằng nhiệt của trái đất vì nó khả năng cho tia tới của mặt trời đi qua và
giữ lại một phần đáng kể các tia phản xạ.
Trong quá trình hình thành địa chất của trái đất, nước là nhân tố tạo
thành bề mặt của trái đất. Ở nhiệt độ 40°C thì nước có tỉ trọng lớn nhất, làm
cho các tảng băng nổi lên và trôi bồng bềnh trên bề mặt, hạn chế sự xáo trộn
theo chiều thẳng đứng của các tầng có tỉ trọng khác nhau trong lòng môi
trường nước. Ở những nơi lạnh giá hoặc nóng gay gắt không thể phá được
các núi băng đá khổng lồ thì nước sẽ hoàn thành tốt việc đó. Một khi nước
đã đóng thành băng thì hầu như không loại đá nào mà không chịu tác động
của nước.
Nước là dung môi hòa tan và là vật mang các khoáng trên bề mặt trái
đất. Các chất bị hòa tan và các hạt bị vỡ vụn của lớp đất từ nơi này sẽ được
mang đi để rồi tích tụ lại và tác động vào nơi khác.
2.3.3. Vai trò của tài nguyên nước đối với hoạt động kinh tế - xã hội
- Nước dùng trong sản xuất nông nghiệp:
Trong nông nghiệp nước có ý nghĩa quan trọng. Ông cha ta thường
nói: “nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống”. Nếu không có nước thì các
khoáng chất không hòa tan, không có dung dịch đất và rễ cây sẽ không có
gì để hấp thụ.


8

Bất cứ loài thực vật nào cũng phải cần nước, chỉ có điều là lượng nước

đó cần nhiều hay ít phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất sinh học của
từng loại cây nhiệt độ, độ ẩm, khí tượng, thủy văn…
- Nước dùng trong công nghiệp:
Nhu cầu nước dùng trong công nghiệp cũng rất lớn. Nước dùng để làm
nguội các động cơ, làm sạch sản phẩm, làm quay tuabin, là dung môi hòa tan
các chất màu và các phản ứng hóa học…
- Nước dùng cho nhu cầu giao thông vận tải:
Các sông, kênh rạch, biển đông, đại dương… là môi trường thuận lợi
để phát triển giao thông thủy. Ngày nay nhu cầu phát triển giao thông đường
thủy ngày càng gia tăng vì những thuận lợi của nó như khối lượng vận
chuyển, chi phí giá thành thấp.
- Các hoạt động khác:
Hoạt động du lịch cũng gắn liền với nguồn nước. Nước để cung cấp
sinh hoạt du lịch hàng ngày đồng thời là môi trường để phát triển các loại
hình du lịch dã ngoại trên sông, du lịch đường biển…
2.4. Các chỉ tiêu vi sinh vật trong nƣớc
2.4.1. Nước uống
Theo tiêu chuẩn TCVN 6187 - 1 : 2009 [3].
Chỉ tiêu

Mức tối đa cho phép
(QCVN 06-1:2010/BYT)

Colifrom (CFU/100ML)

0

E.coli (CFU/100ML)

0

9

2.4.2. Nước máy
Chỉ tiêu

Mức tối đa cho phép
(QCVN 01:2009/BYT)

Colifrom (CFU/100ML)

0

E.coli (CFU/100ML)

0

2.4.3. Nước giếng
Chỉ tiêu

Mức tối đa cho phép
(QCVN 02:2009/BYT)

Colifrom (CFU/100ML)

0 - 10

E.coli (CFU/100ML)

0

2.5. Sơ lược về những vi khuẩn gây bệnh phổ biến trong môi trường nước
Vi sinh vật có mặt khắp mọi nơi trong nguồn nước. Sự phân bố của
chúng không đồng nhất mà rất khác nhau tùy thuộc vào đặc trưng của từng
loại môi trường. Các yếu tố môi trường quan trọng quyết định sự phân bố của
vi sinh vật là hàm lượng muối, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ và ánh sáng. Nguồn
nhiễm vi sinh vật cũng rất quan trọng vì những nhóm chuyên sống ở nước,
còn có những nhóm nhiễm từ nguồn môi trường khác vào. Ví dụ từ đất, chất
thải của người và động vật.
Nước nguyên chất không phải là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật
phát triển, vì nước nguyên chất không phải môi trường giàu dinh dưỡng.
Trong nước thiên nhiên có hòa tan nhiều chất hữu cơ và muối khoáng khác
nhau. Những chất hòa tan này tất thuận lợi cho vi sinh vật sinh trưởng và
phát triển.


10

Vi sinh vật trong nước được đưa từ nhiều nguồn khác nhau:
- Có thể từ đất do bụi bay lên, nguồn này chủ yếu bị nhiễm vi sinh vật
trên bề mặt.
- Có thể do nước mưa sau khi chảy qua những vùng đất khác nhau
cuốn theo nhiều vi sinh vật nơi nước chảy qua.
- Có thể do nguồn nước ngầm hoặc nguồn nước khác qua những nơi
nhiễm bẩn nghiêm trọng.
- Số lượng và thành phần vi sinh vật có trong nước mang đặc trưng
vùng đất bị nhiễm mà nước chảy qua.
- Ở môi trường nước ngọt, đặc biệt là những nơi luôn có sự nhiễm
khuẩn từ đất hầu hết các nhóm vi sinh vật có trong đất đều có mặt trong nước,

tuy nhiên với tỷ lệ khác biệt. Nước ngầm và nước suối thường nghèo vi sinh
vật do những nơi này nghèo chất dinh dưỡng.
- Ở ao, hồ và sông do giàu chất dinh dưỡng hơn nước ngầm nên số
lượng và thành phần vi sinh vật phong phú hơn nhiều. Ngoài những vi sinh
vật dị dưỡng còn rất nhiều vi sinh vật tự dưỡng có khả năng phân hủy các chất
hữu cơ. Hầu hết các nhóm vi sinh vật trông đất đều có mặt ở đây. Ở những
nơi bị nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt còn có các vi khuẩn đường ruột và các vi
khuẩn gây bệnh khác .
Ngày nay các nguồn nước ngay cả nước ngầm và nước biển ở những
mức độ khác nhau đã bị ôi nhiễm do các nguồn chất thải khác nhau. Do đó
khu hệ vi sinh vật bị ảnh hưởng rất nhiều và khả năng tự làm sạch các nguồn
nước do hoạt động phân giải của vi sinh vật cũng bị ảnh hưởng.
2.5.1. Sơ lược về Coliforms
2.5.1.1. Khái niệm
Coliforms được xem là những vi sinh vật chỉ thị an toàn vệ sinh, bởi vì
số lượng của chúng hiện diện trong mẫu chỉ thị khả năng có sự hiện diện của


11

các vi sinh vật gây bệnh khác trong thực phẩm. Các nhà nghiên cứu cho rằng
số lượng Coliforms trong thực phẩm càng cao thì khả năng hiện diện các vi
sinh vật gây bệnh khác cũng rất lớn. Tuy vậy mối liên hệ giữa số lượng vi
sinh vật chỉ thị và vi sinh vật gây bệnh còn đang được tranh cãi về cơ sở khoa
học, cho đến nay mối liên hệ này vẫn không được sự thống nhất trong các hội
đồng khoa học [2].
2.5.1.2. Phân loại
Dựa vào nhiệt độ tăng trưởng, Coliforms được chia làm 2 nhóm nhỏ là
Colifroms và Colifroms phân. Coliforms phân được quan tâm nhiều hơn có
nguồn gốc từ ruột người và các động vật máu nóng bao gồm các giống:

- Escherichia với một loài duy nhất là: E. coli
- Citrobacter
- Klebsiella
- Enterobacte

Coliforms có nguồn gốc từ phân phát triển nhanh khoảng 16 giờ, trong
môi trường dinh dưỡng ở 44°C.
Coliforms không có nguồn gốc từ phân, chúng có nguồn gốc từ thủy
sinh hay từ đất, mọc nhanh ở 4°C trong 3 - 4 ngày và trong 10°C trong 1
ngày. Không mọc ở 41°C, 44°C bị ức chế hoàn toàn.
2.5.1.3. Đặc điểm
a. Đặc điểm chung
Coliforms là nhóm những trực khuẩn đường ruột gram âm không sinh
bào tử, hiếu khí hoặc kị khí tùy nghi, có khả năng sinh acid, sinh hơi do lên
men lactose ở 37°C trong vòng 24 giờ [6,7].
b. Đặc điểm sinh hóa
Coliforms có khả năng lên men sinh hơi trong môi trường canh BGBL.
Coliforms chịu nhiệt là những Coliforms có khả năng lên men lactose sinh hơi


12

trong khoảng 4 giờ khi được ủ ở 44° C trong môi trường EC. Coliforms phân
( Faecal Coliforms hay E. coli giả định ) là Coliforms chịu nhiệt có khả năng
sinh indole khi được ủ khoảng 24 giờ ở 44,5°C trong canh Trypton. E. coli
chính là Coliform phân cho kết quả thử nghiệm IMViC [6,7].
Bảng 2.1. Tính chất sinh hóa của Coliforms
Phản ứng

Indol

Methyl red

Voges
Proskauer

Citrate

Escherichia

+(-)

+

-

-

Citrobacter

-(+)

+

-

+

Klebsilla

-(+)

-

+

+

Enterobacter

-(+)

-

+

+

Ghi chú : + phản ứng dương tính, - phản ứng âm tính, +(-) đa số là phản ứng
dương tính, -(+) đa số là phản ứng âm tính.
c. Đặc điểm nuôi cấy
Coliforms có khả năng lên men sinh hơi trong trong khoảng 48 giờ khi
được ủ ở 37°C trong môi trường canh BGBL. Coliforms chịu nhiệt là những
Coliform có khả năng lên men lactose sinh hơi trong khoảng 24 giờ khi được
ủ ở 44°C trong môi trường canh EC. Coliforms phân (Faecal Coliforms hay
E. coli giả định) là Coliforms chịu nhiệt có khả năng sinh indole khi được ủ
khoảng 24 giờ ở 44,5°C trong canh Trypton. Coliforms phân được làm chỉ thị
mức độ vệ sinh trong quá trình chế biến bảo quản.
Coliform phát triển tốt trên nhiều loại môi trường, nhiều loại thực
phẩm. Có những nghiên cứu cho thấy chúng phát triển ở nhiệt độ thấp đến

-2°C và cao đến 50°C. Trong thực phẩm chúng phát triển yếu và rất chậm ở
5°C và cũng có tài liệu ghi nhận chúng phát triển từ 3-6°C [7].


13

Ngưỡng pH để Coliforms có thể phát triển là 4,4 – 9 E. coli có thể phát
triển trên môi trường tối thiểu chỉ chứa một nguồn carbon hữu cơ duy nhất
(chẳng hạn glucose) và một nguồn nito duy nhất cùng vài loại kháng khác.
2.5.2. Sơ lược về E. coli
2.5.2.1. Khái niệm
Escherichia coli (E. coli) là vi sinh vật hiếu khí tùy nghi hiện diện trong
đường ruột của người và các loại động vật máu nóng, ở phần cuối của ruột
non và ruột già. Hầu hết các dòng E. coli không gây hại và đóng vai trò quan
trọng trong việc ổn định sinh lí đường ruột.
Chúng hiện diện rộng rãi trong môi trường bị ô nhiễm phân hay chất
thải hữu cơ, phát triển và tồn tại rất lâu trong môi trường. E. coli dễ dàng
nhiễm vào thực phẩm từ nguyên liệu hoặc nguồn nước trong quá trình sản
xuất, chế biến.
2.5.2.2. Phân loại
Dựa vào đặc điểm gây bệnh gồm các đặc tính độc lực, sự tác động khác
nhau lên màng ngày ruột, hội chứng lâm sàng của bệnh và sự khác nhau về
mặt dịch tễ của bệnh E. coli chia làm 5 nhóm [8]:
- EAGGEC, (E. coli) kết tập ở ruột
- EHEC, (E. coli) gây xuất huyết ở ruột
- EPEC, (E. coli) gây bệnh đường ruột
- ETEC, (E. coli) sinh độc tố ruột
- EIEC, (E. coli) xâm lấn niêm mạc ruột

2.5.2.3. Đặc điểm

a. Đặc điểm chung
E. coli là trực khuẩn Gram âm bắt màu hồng, kích thước dài hay ngắn
phụ thuộc vào môi trường nuôi cấy trung bình từ 2 - 3µm, đường kính 0,5µm,


14

hai đầu tròn, di động bằng tiên mao quanh tế bào, đứng riêng lẻ, đôi khi xếp
thành chuỗi ngắn, không tạo bào tử, loại có độc lực thì có vỏ bao capsule, loại
không có độc lực thì không có vỏ bao.
Vi khuẩn E. coli thuộc [11]:
- Lớp: Schgzomycetes
- Bộ: Eubacteriales
- Họ: Enterobacteriaceae
- Giống: Escherichia
- Loài: Escherichia Coli
Escherichia coli còn có tên là Bacteriam coli Commue được ông
Escherich phát hiện năm 1884 trong trường hợp tiêu chảy ở trẻ em [18].

Hình 2.1. Hình ảnh vi khuẩn E. coli [20]
b. Đặc điểm nuôi cấy
E. coli phát triển ở nhiệt độ thích hợp là 37°C, pH = 7,4 . Mọc tốt trên
môi trường dinh dưỡng thông thường chịu được nhiệt độ biến thiên từ 4 - 45°C.


15

- Trên môi trường thạch dinh dưỡng tạo khuẩn lạc tròn ướt sau 24
giờ, màu trắng đục hơi lồi, kích thước khoảng 2 - 3mm.
- Trên thạch máu có chủng α hoặc β.

- Trên thạch galetin không tan chảy.
- Môi trường canh dinh dưỡng: làm đục đều môi trường, sau lắng
xuống đáy, có màu tro nhạt đôi khí có màu xám.
- Trên môi trường MCK khuẩn lạc màu hồng.
- Trên môi trường chuẩn đoán chuyên biệt EMB tạo khuẩn lạc có ánh
kim tím.
- Trên môi trường Rapid có khuẩn lạc màu tím.
- Trên môi trường thạch nghiêng Triple Sugar Iron Agar: E. coli tạo
acid/acid màu vàng/vàng.
- Trên môi trường Kliger Iron Agar (KIA) lên men đường glucose và
lactose (vàng/vàng), sinh gas, không sinh H2S.
- Trên môi trường Brilliant green agar (BGA) tạo khuẩn lạc xanh lá
mạ [11,13].
2.5.2.4. Đặc tính sinh hóa
E. coli lên men sinh hơi đường glucose, manitol, lactose nhưng không
sinh hơi đường maltose, arabinose. E. coli không lên men dextrin, glycogen,
inositol, salisin, ít khi lên men inulin, pectin.
E. coli không sinh, không tan chảy gellatin, không phân hủy đạm,
hoàn nguyên Nitrate thành Nitrite [19].
Để phân biệt vi khuẩn E. coli với vi khuẩn đường ruột khác, người ta
thường sử dụng thử nghiệm IMViC. E. coli cho kết quả là: + + - - hay - + - - [17].


16

2.5.2.5. Sức đề kháng
E. coli bị diệt ở 55°C trong 1 giờ, 60°C trong 15-30 phút, các chất sát
trùng như acid phenic, formol có thể bị diệt trong 5 phút. Đề kháng với sự sấy
khô, 95% E.coli bị diệt ở nhiệt độ đông lạnh trong 2 giờ.
2.5.2.6. Kháng nguyên

Vi khuẩn đường ruột E. coli có cấu trúc kháng nguyên phức tạp. Dựa
vào tính chất kháng nguyên, người ta phân chia các vi khuẩn cùng loại thành
các tuýp huyết thanh khác nhau [5].
Kháng nguyên O (somatic antigen) là kháng nguyên chịu nhiệt, không
bị hủy khi đun nóng 100°C trong 2 giờ, kháng cồn không bị hủy khi tiếp xúc
với cồn 50%, bị hủy bởi formol, rất độc chỉ cần 0.05mg đủ để giết chuột nhắt
sau 24 giờ. Được phân bố trong vách tế bào, bao gồm hỗn hợp lipidpolysaccharid-protein. Lipid xác định độc tính colitoxin, polysaccharid xác
định tính đặc thù của huyết thanh và protein mang tính kháng nguyên. Kháng
nguyên O được chia làm 4 nhóm chính: OI, OII, OIII, OIV, với trên 150 loại
khác nhau, nó bám vào nhung mao ruột làm giảm sự hấp thụ.
Kháng nguyên K (capsalar antigen) có bản chất là polysaccharid hay
protein, chịu nhiệt kém (dễ bị phá hủy ở 100˚C trong 1 giờ). Có hơn 100 loại
khác nhau và nằm ngoài kháng nguyên O. Nếu kháng nguyên K che phủ hoàn
toàn thân vi khuẩn thì sẽ ngăn cản phản ứng ngưng kết O. Kháng nguyên giáp
mô K (capsalar an tigen) giúp E. coli bám vào tế bào biểu mô trước khi xâm
lấn đường tiêu hóa hay đường tiết niệu.
Kháng nguyên H (flagellar antigen) có trên 50 loại khác nhau cấu tạo
bởi protein và có tính chất không chịu nhiệt, bị hủy bởi cồn 50% và các
proteinase, không bị hủy bởi formol 5% .Khi kháng nguyên H gặp kháng thể
tương ứng sẽ sảy ra hiện tượng ngưng kết H.


17

Kháng nguyên F (fimbrial antigen) có dạng hình sợi, dài khoảng 4
µm, thẳng hay xoắn, đường kính 2,1 - 7nm, giúp vi khuẩn bám vào tế bào
niêm mạc ruột nên rất quan trọng trong khả năng gây bệnh của vi khuẩn.
Hiện nay có hơn 700 tuýp huyết thanh của E. coli từ sự tổ hợp các nhóm
kháng nguyên O, H, K, F. Dựa vào đó người ta có thể định danh vi khuẩn:

Hình 2.2. Vị trí các kháng nguyên trên vi khuẩn E. coli
2.5.2.7. Đặc điểm gây bệnh và tình hình nhiễm
Chúng tiết ra các độc tố (cytotoxin), các dòng vi khuẩn này có một
plasmid có thể giúp chúng bám dính vào màng nhầy của ruột gây tiêu chảy có
máu hoặc không có máu và các hội chứng khác ở người [10].
Coliforms và E. coli là vi khuẩn thường thấy trong ruột người và động
vật máu nóng. Coliforms là vi sinh vật chỉ thị an toàn thực phẩm, trong đó hầu
hết các chủng E. coli vô hại, tuy nhiên một số chủng gây bệnh nghiêm trọng.
Nó xâm nhiễm vào cơ thể con người chủ yếu qua tiêu thụ thức ăn, thức uống
bị ôi nhiễm, chẳng hạn như các sản phẩm thịt chưa nấu chín dính bụi bẩn hay
các loại rau củ quả chưa được ngâm rửa sạch.