3/23/2018

1

Aquatic microbial ecology

แหลงน ำตำมธรรมชำตแบงเปน 3 ประเภท

1.น ำในบรรยำกำศ (Atmospheric Water)

น ำในบรรยำกำศ หมำยถง ควำมชนทอยในเมฆและตกลงมำเปนฝน

หมะ ลกเหบ จลนทรยจะมแตกตำงกนขนกบลกษณะอำกำศบรเวณนน ฝนทตกในระยะแรกจะชะลำงเอำฝ นละอองรวมทงจลนทรยตำงๆลงมำดวย ถำฝนตกนำนๆน ำฝนในระยะหลงๆจะคอนขำงสะอำด

3/23/2018

2

Atmospheric water

เปนน ำทเปนสวนประกอบของเมฆ และจะตกสพนโลกในรปของฝน ลกเหบและหมะ จลนทรยทพบในน ำชนดนจะปะปนมำกบอำกำศ

2.น ำผวดน (Surface Water)น ำผวดนเปน ำในแมน ำ ล ำคลอง ทะเลสำบ ล ำธำร ทะเลและ

มหำสมทรน ำผวดนจะไดรบจำกน ำฝนทชะลำงผำนบรรยำกำศ ลงมำรวมกบน ำทไหลผำนพนดนมำ จงมจ ำนวนและชนดของจลนทรยแตกตำงกนมำก เพรำะแหลงน ำนจะไดรบแรธำต สำรอำหำรสะสมกนมำก ท ำให จลนทรยเจรญเตบโตรวดเรว

3. น ำใตดน (Ground Water)น ำใตดนเปนน ำทเกดจำกกำรซมผำนชนหน ดน ทรำย จลนทรยจะ

ถกแยกออกโดยกำรกรองและถำน ำใตดนนนอยลกมำก ท ำใหเกดกำรกรองไดมำกน ำนนกถอวำสะอำด

3/23/2018

3

Surface water

• เปนน ำทไหลไปตำมพนดน จงละลำยสำรอนทรยและอนนทรยปะปนลงไป ท ำใหจลนทรยสำมำรถเจรญไดอยำงด จงนบไดวำน ำชนดนเปนอำหำรเลยงเชอตำมธรรมชำตทจลนทรยเกอบทกชนดจะเจรญได

Ground water• เปนน ำใตดนทเกดจำกกำรซมผำนของน ำจำกบนผวดนผำนชน

ของหน ดนเหนยวและทรำย • สำมำรถกรองกำกตะกอนและจลนทรยตำงๆไวได• ในน ำใตดนลกๆ จงปรำศจำกจลนทรย• น ำใตดนจะใชเปนน ำดมไดหรอไมขนอยกบปรมำณแรธำตท

ละลำยปนดวย ถำมมำกเกนไป อำจเปนอนตรำยได

3/23/2018

4

3/23/2018

5

3/23/2018

6

3/23/2018

7

สภำพแวดลอมทมผลตอจลนทรยในน ำ1. อณหภม (temperature)

เปนปจจยทท ำใหจลนทรยเจรญเตบโตไดเรวหรอชำ 2. ควำมกดดนของน ำ (hydrostatic pressure)

ควำมกดของน ำจะขนอยกบระดบควำมลก 3. แสงสวำง (light)

มควำมจ ำ เ ปนตอ สง ม ชวต ทไดอำหำรมำจำกกำรสงเครำะหดวยแสง เชน สำหรำย4. ควำมเคม (salinity)

จลนทรยทเจรญในแหลงน ำจดมกจะไมทนทำนตอควำมเคม

5. ควำมขน (turbidity)ควำมขนของน ำมผลตอกำรสองผำนของแสงลงสแหลงน ำ

6. pHตำมปกตจลนทรยในแหลงน ำเจรญท pH ระหวำง 6.5 ถง 8.5

7. ปรมำณของสำรอนนทรยและสำรอนทรย (inorganic and organic constituents)

3/23/2018

8

3/23/2018

9

3/23/2018

10

Thermocline

3/23/2018

11

3/23/2018

12

3/23/2018

13

3/23/2018

14

Oligotrophic lake

Eutrophic lake

3/23/2018

15

3/23/2018

16

3/23/2018

17

3/23/2018

18

3/23/2018

19

3/23/2018

20

3/23/2018

21

3/23/2018

22

3/23/2018

23

3/23/2018

24

3/23/2018

25

3/23/2018

26

กำรศกษำจลนทรยในน ำ1. กำรตรวจสอบดวยกลองจลทรรศนเพอจ ำแนกและหำ

ปรมำณของสำหรำย แบคทเรย โพรโทซว เชอรำ2. กำรแยกเชอและกำรหำปรมำณแบคทเรยบำงกลม

อำจจะใชอำหำรธรรมดำหรออำจใชเทคนคกำรใชเยอกรอง (membrane-filter technique)

3. เทคนคกำรเลยงเชอในอำหำรเอนรช (enrichment culture technique) ใชแยกจลนทรยทตองกำรบำงชนด โดยกำรเตมสำรทสงเสรมกำรเจรญเตบโตของเชอทเรำตองกำรลงไป

4. กำรวดมวลหรอกจกรรมทำงชวเคม ไดแกหำมวลชวภำพ เชนกำรหำน ำหนกของเซลล

3/23/2018

27

บทบำทของจลนทรยในน ำจด1. กำรยอยสลำย – ในแหลงน ำตำงๆจะมสำรอนทรยและสำรอนนทรย

ตำงๆปะปนมำดวย สำรเหลำนจะถกยอยสลำยดวยจลนทรยทมอยในแหลงน ำ

2. กำรเปลยนแปลงคณภำพของน ำ – เชน- Actinomycetes เปนแบคทเรยทท ำใหแหลงน ำเกดกลนแปลกๆ โดยจะอยเปนปรสตของสำหรำยแลวใหผลผลตเปนพวกน ำมนออกมำ เมอท ำปฏกรยำกบออกซเจนจงเกดกลนหนขน - สำหรำย โดยเฉพำะสำหรำยสเขยวแกมน ำเงน ซงจะเจรญอยำงรวดเรวและขบสำรพษอนๆออกมำ นอกจำกจะเปนอนตรำยตอสตวน ำแลว ยงท ำใหแหลงน ำเนำเสยเกดสภำพทเรยกวำ water bloom

Algae bloom

3/23/2018

28

บทบำทของจลนทรยในน ำจด

3. ท ำใหเกดโรคหรอเปนปรสต – น ำเปนพำหะส ำคญของโรคตำงๆหลำยชนดทเกดขนกบมนษย สตวและพช น ำท ำใหกำรแพรระบำดของโรคเปนไปอยำงรวดเรวมำก

- โรคทเกดกบมนษย เชน ไทฟอยด พำรำไทฟอยด บด และอหวำตกโรค

- เปนปรสต ฟงไจเปนปรสตทส ำคญในแหลงน ำตำงๆ

จลชววทยำของน ำทะเล• กำรแพรกระจำยของจลนทรยในทะเล

- จลนทรยในน ำทะเลมนอยกวำน ำจด เพรำะทะเลมแรธำตตำงๆทเขมขนสง

- จลนทรยสวนใหญไมสำมำรถเจรญได

- จลนทรยทเจรญไดในน ำทะเลเรยกวำ halophilic microorganism

- จลนทรยทพบในน ำทะเลมทงสำหรำย โปรโตซว ฟงไจ และแบคทเรย

- ในน ำทะเลระดบลกๆจะพบแบคทเรยไดนอยมำก เนองจำกบรเวณเหลำนขำดสำรอำหำรทเปนแหลงพลงงำนของกำรเจรญ รวมทงเปนบรเวณทมแรงดนของน ำทะเลมำกเกนไป

3/23/2018

29

ซำชม (刺身 sashimi)

บทบำทของแบคทเรยในน ำทะเล1. กำรยอยสลำยสำร – แบคทเรยในน ำทะเลมบทบำทส ำคญในกำรยอย

สลำยสำรอนทรยตำงๆไดด

2. กำรเปลยนแปลงของวฏจกรสำรในทะเล – แบคทเรยน ำทะเลชวยใหเกดกำรเปลยนแปลงในวฏจกรสำรตำงๆไดแก

- วฏจกรไนโตรเจน

- วฏจกรก ำมะถน

3. ท ำใหเกดโรค

– แบคทเรยหลำยชนดในน ำทะเลทท ำใหเกดโรคตำงๆกบสตวทะเล เชน โรควณโรคในปลำซงตดมำถงมนษยได

- แบคทเรยและจลนทรยอนๆยงอำศยสตวทะเลเปนพำหะในกำรท ำใหเกดโรคกบมนษย เชน อหวำตกโรค อำหำรเปนพษ

3/23/2018

30

โคลฟอรมแบคทเรย(Coliform bacteria)

แบค ท เ ร ย โค ลฟอ รมหม ำย ถ งก ล มของแบค ท เ ร ย ในวงศ Enterobacteriaceae ทมรปรำงทอนส น ตดสแกรมลบ ไมสรำงสปอร เปนพวกทไมตองกำรอำกำศ หรอ Facultative anaerobe สำมำรถหมกน ำตำลแลคโตสใหกรด และแกสไดภำยใน 48 ชวโมงทอณหภม 35 องศำเซลเซยส

ตวอยำงแบคทเรยในกลมนไดแก Escherichia coli ซงโดยปกตมกพบอยในทำงเดนอำหำรสตวเลอดอน และของคน ฉะนนจะมำกในอจจำระ และ แบคทเรยจนส Enterobacter ซงนอกจำกในอจจำระ แลวยงสำมำรถพบไดในดน และปนเปอนมำกบพชผกตำง ๆ

3/23/2018

31

Escherichia coli

Enterobacter

3/23/2018

32

โคลฟอรมแบคทเรยแบงไดเปน 2 กลม คอ

1. ฟคลโคลฟอรม (Fecal coliform) เปนแบคทเรยในกลมโคลฟอรม ทสำมำรถใชน ำตำลแลคโตสแลวใหกรดและกำซ ทอณภมประมำณ 44.5-45.5 องศำเซลเซยส ได พวกนอำศยอยในล ำไสของคนและสตวเลอดอน ถกขบถำยออกมำกบอจจำระเมอเกดกำรระบำดของโรคระบบทำงเดนอำหำร ตวอยำงของฟคลโคลฟอรมไดแก E. coli

2. นนฟคลโคลฟอรม (Non - fecal coliform) พวกนอำศยอยในดนและพชมอนตรำยนอยกวำพวกแรก ใชบงบอกถงควำมไมสะอำดของน ำได ตวอยำงของ นนฟคลโคลฟอรม Enterobacter aerogenes

คณสมบตของโคลฟอรมแบคทเรย มดงน คอ

1. รปรำงเปนทอนเลก ๆ (rod shape) ไมมสปอร (non-spore forming) 2. เปนพวกแกรมลบ (gram negative) 3. สำมำรถยอยพวกแลกโทส (lactose) ใหเกดกรดและกำซ เมอเอำไปอบทอณหภม 35 องศำเซลเซยส เวลำ 24 ชวโมง หรอ 48 ชวโมง

3/23/2018

33

4. สำมำรถเจรญเตบโตไดในสภำพทมอำกำศ (aerobic) และไมมอำกำศ (anaerobic) จงนบแบคทเรยพวกนเปนแฟคคลเตตฟ(facultative anaerobes) 5. สำมำรถท ำใหเกดกำซจำกอำหำรเหลวบรลเลยนกรนแลกโทส ไบลบรอธ (Briliant Green Lactose Bile broth) ทอณหภม 35องศำเซลเซยส ภำยในเวลำ 48 ชวโมง หรอเรวกวำนน 6. สำมำรถเจรญเตบโตในอำหำรแขง อเอมบ (EMB, Eosine Methylene Blue Agar) ท 35 องศำเซลเซยส ในเวลำ 24 ชวโมง

3/23/2018

34

แบคทเรยจำกระบบทำงเดนอำหำรทปนเปอนในแหลงน ำ

กำรตรวจวเครำะหปรมำณโคลฟอรมแบคทเรย

1. Membrane filtration method

น ำ กรองผำนกระดำษกรอง วำงบน m-Endo agar0.45 m 24 ชม. 35 – 37 ซ.

นบจ ำนวนโคโลน

3/23/2018

35

Membrane filtration method

1. Presumptive test จ ำนวน coliform bacteria MPN/100 ml.

2. Multiple tube fermentation technique

2. Confirmed test E. coli หรอ Ent. aerogenes

3. Completed test เปน E. coli แน

3/23/2018

36

3/23/2018

37

Lauryl tryptose broth

3/23/2018

38

3/23/2018

39

BGLB

ยนยน Coliform

bacteria

EC broth

ยนยน Fecal

coliform

bacteria

3/23/2018

40

TSI MIL Simmons citrate agar

3/23/2018

41

โคลฟอรมแบคทเรย เปนแบคทเรยชแนะ(Bacteriological indicator) ซงถำตรวจพบในน ำ กแสดงวำน ำนนนำจะไมปลอดภย

คณสมบตของแบคทเรยชแนะ ทดมดงน๑. เมอพบแบคทเรยทท ำใหเกดโรคอยในน ำ จะตองพบแบคทเรยชแนะ

อยในน ำดวย๒. มจ ำนวนแปรผนตำมจ ำนวนของแบคทเรยทท ำใหเกดโรค๓. สำมำรถอยในน ำไดนำนกวำแบคทเรยทท ำใหเกดโรค๔. ไมควรมในน ำบรสทธ๕. วธกำรตรวจวเครำะหไมยงยำก

ตำรำงแสดงคำ MPN แบบ 7 หลอด10 มล. 5 หลอด 1 มล. 1 หลอด 0.1 มล. 1

หลอดMPN/100 มล.

0 0 0 0

0 1 0 2

1 0 0 2.2

1 1 0 4.4

2 0 0 5

2 1 0 7.6

3 0 0 8.8

3 1 0 12

4 0 1 15

4 0 0 20

4 1 0 21

5 0 0 38

5 0 1 96

5 1 0 240

5 1 1 240+

3/23/2018

42

3/23/2018

43

ถงน ำใส

3/23/2018

44

กระบวนกำรผลตน ำประปำ

3/23/2018

45

.

.

3/23/2018

46

3/23/2018

47

3/23/2018

48

3/23/2018

49

Biological Wastewater Treatment

น ำเสย (Waste water หรอ Sewage)น ำเสยเปนน ำทผำนกำรใชงำนมำแลว

กำรบ ำบดน ำเสย (Sewage treatment)1. กำรบ ำบดขนตน (Primary treatment) เปนกำรตกตะกอน

เอำกำกของแขงขนำดใหญออกกอน และกรองผำนเครองกรอง2. กำรบ ำบดขนทสองหรอวธทำงชวภำพ (Secondary หรอ

Biological treatment) เปนกำรออกซไดซสำรอนทรยในน ำเสยโดยกำรกระท ำของจลนทรย

3. กำรบ ำบดขนทสำม (Tertiary treatment) เปนกำรก ำจดสำรอำหำร ไดแก ไนโตรเจน ฟอสฟอรส ออกไป

3/23/2018

50

The objective of wastewater treatment are

1. Remove organic matter and pathogenic

microorganisms

2. Remove toxic chemicals

wastewater treatment is classified as primary,

secondary, or tertiary.

Primary involves the removal of suspended solid and floating material

secondary microbes are used to further purified the wastewater

Tertiary additional purification, either through filtration or chlorination

in 2nd treatment, organic matter in the wastewater

is oxidized by microorganisms (m.o.)

Aerobic process

Anaerobic process

Oxidation pond, activated sludge,

trickling filter

septic tank, anaerobic digestion, UASB

3/23/2018

51

CHONPS + O2 CO2 + H2Om.o.

Oxidation pond

Activated sludge

3/23/2018

52

Trickling filter

Wastewater treatment plant

3/23/2018

53

CHONPS org. acids CO2 + H2S

+ NH3 + CH4

m.o. m.o.

Septic tank

Anaerobic digestion

3/23/2018

54

Biogas

3/23/2018

55

Biogas