污水处理厂不仅承担着大量的污水处理任务,更关乎自然生态的平衡和环境的保护。城市污水处理厂产生的尾水含有大量微生物尤其是病原菌,排入海洋后不仅对周围人群产生危害而且对海洋生态安全构成威胁。近年来,城市尾水威胁人体健康的事件时有发生,而目前对于尾水监测的微生物指标仅有细菌总数和大肠菌群数,不能有效反映尾水中的细菌种类及其随着季节的变化规律,所以利用现代分子生物学技术研究尾水微生物群落结构至关重要,而发展中国家尾水近岸排海的生物安全更应引起足够的重视。本研究以青岛市海泊河污水处理厂各级工序出水为研究对象,通过建立平板计数法对污水处理厂各级工序出水中的细菌、真菌、粪大肠菌和粪链球菌进行定量检测;利用实时荧光定量PCR的方法海泊河污水处理系统中五个环节污水中大肠杆菌、粪链球菌、气单胞菌进行定量分析;通过高通量测序的方法分析海泊河污水处理厂四季尾水微生物群落结构;以青岛市麦岛和海泊河污水处理厂排放尾水为研究对象,采用高通量测序技术,研究尾水排海过程中的生物群落结构和生物量,分析尾水中病原菌在排海过程中的动态分布规律。通过研究得到以下结论:(1)通过平板计数法和实时荧光定量PCR的方法对海泊河污水处理厂各单元出水中的典型微生物学指标进行检测,结果发现,MSBR工艺对这细菌、真菌、粪大肠菌、粪链球菌的处理效果非常明显,出水水质均达到标准。实时荧光定量结果与平板计数实验的结果呈现一致的变化趋势。但实时荧光定量结果中菌的含量明显高于平板计数法的中对应菌的含量。除少数取样点外,同种菌总体变化趋势基本一致,虽然不同月份的菌量相差较大,但是跟温度并没有绝对的关系。(2)海泊河四季尾水中一共检测到28个门、76个纲,各个季节的菌门都是由变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门、浮霉菌门为主体的22~23个菌门组成,四个季节的优势菌门都是变形菌门;四季一共检测到76个纲,各个季节的纲在47~60之间变动,优势菌纲都是β-变形菌纲;比例大于0.2%的细菌一共检测到203种,各季节优势菌种在9~13种之间变化,其中夏季的较多,有13种;四季均检测到与污水处理中的硝化、反硝化、高氯酸盐还原相关的细菌。(3)海泊河四季尾水中主要的致病菌一共有18种,其中夏季的致病菌种类较多,主要是与腹泻相关的弓形杆菌(Arcobacter spp.)、与肺炎相关的Mycoplasma edwardii细菌和军团菌病相关的军团菌(Legionella spp.),其余季节出现的致病菌种类较少,主要是春季出现的与皮肤病相关的细菌Mycobacterium mageritense和秋冬季出现的一些胃肠炎致病菌Campylobacter curvus、肺炎致病菌Mycoplasma cynos;测序结果得到四季中的致病基因主要与癌症、心血管疾病、免疫系统疾病、传染性疾病、新陈代谢疾病、神经变性疾病相关,人类致病基因在四季占有的比例都在1%左右。(4)污水处理厂尾水在排海过程中微生物群落结构呈现出一定的变化趋势,致病菌的种类和数量都随着排海距离的增加而减少。麦岛和海泊河冬、春、夏三个季节排海尾水中细菌分布在20~28个门,变形菌门占绝对优势,其次是拟杆菌门和厚壁菌门,其中变形菌门和厚壁菌门的比例与尾水扩散距离成反比,而拟杆菌门占比则随着排海距离的增加而增大。纲水平组成上,γ-变形菌纲、β-变形菌纲、ε-变形菌纲随扩散距离的增大,其数量逐渐减少,而黄杆菌纲和α-变形菌纲的数量却逐渐增加。麦岛污水处理厂出水口所含致病菌最多,随扩散距离的增加,致病菌种类和数量有很大程度的减少,500m之后很少有致病菌的存在。但在海泊河污水处理厂的三个取样点中,海水的稀释效果并不好。两个季节均出现Aquibacter zeaxanthinifaciens数量增多的情况,且致病菌种类有增多迹象,这与海泊河污水处理厂尾水先经河流稀释再排入胶州湾的地域条件有很大关系,且胶州湾附近工厂较多,所以会对致病菌的种类和数量产生较大影响。