在很多自然生境中，微生物主要是以生物膜的形式而不是以悬浮态的形式存在。相较于悬浮状态的细胞，生物膜细胞对于外界不利环境具有更强的耐受能力。在饮用水管网系统中，生物膜可以说存在于整个管网系统的管道内壁的任何地方，并且给自来水公司维护和生产安全饮用水带来诸多挑战。管网系统生物膜的存在会直接造成已处理水质的微生物污染，还会引起管道的生物腐蚀、自来水出水的持续异味等现象。因此，对于管网生物膜的形成机制及控制方法的研究具有非常重要的意义。一方面，本文利用分子生物学手段考察了某真实饮用水管网系统中某管段内壁的生物膜群落组成及其相对丰度。另一方面，本文引入新兴的微生物生物膜抑制机制，如细菌群体感应效应控制自身生物膜、菌株Baciluspumilus strain SW9广谱性抑制目标菌株生物膜，以及新型水处理消毒剂纳米银颗粒广谱高效低毒杀死微生物等，用于生物膜控制技术的开发，并考察其对水处理环境菌株生物膜的影响程度。研究结果表明:　　(1)研究通过对实际管网生物膜样品的16S rDNA克隆文库构建，可以发现该管网生物膜样品中的主要优势类群依次为Beta-、Alpha-、和Gammaproteobacteria，与以往类似研究的结果一致。进一步通过同源序列比对，发现该管网生物膜样品中含有相当比例(11.82％)的克隆序列与硝化菌群有关，如Bradyrhizobium sp.、 Nitrobacter winogradskyi、Hyphomicrobium denitrificans、Candidatus Nitrospira defluvii,说明该管网系统中存在微生物的硝化现象。此外，该管网生物膜样品中含有一些克隆序列与水传病原微生物有关，如Escherichiacoli、Shigella sonnei，说明该饮用水存在生物安全风险。　　(2)研究考察四种高丝酰胺酸内酯类信号分子(AHLs)和两种其结构类似物对饮用水环境菌株生物膜的影响。结果发现，随着外源AHLs信号分子的加入，22.7％的受试菌株，包括本身能够产生信号分子的菌株，同时也包括自身无法合成信号分子的菌株，其生物膜受到促进生长，且形成的生物膜量和加入的某种外源信号分子AHLs的浓度具有较好的剂量-效应关系。上述结果证明AHLs信号分子确实对饮用水系统中相当一部分菌株生物膜的形成具有重要作用，进而说明细菌群感效应对饮用水系统生物膜具有一定的影响。此外，两种AHLs信号分子的结构类似物，3-氯-4-二氯甲基-5-羟基-2(5氢)-呋喃酮(MX)和2(5H)-呋喃，则对上述受试菌株生物膜没有显著性的抑制作用，说明需要寻找更多AHLs信号分子的结构类似物来开发基于群感效应抑制的管网生物膜控制方法。　　(3)研究分离纯化了一株具有广谱性生物膜抑制作用的菌株BaciluspumilusSW9。对于所有受试的水处理工艺中分离纯化的强成膜能力菌株，该菌株对生物膜的抑制效果可以达到57.0～90.2％。菌株B.pumilus SW9广谱性的抑膜作用，主要是通过该菌株和目标菌株细胞间的直接接触来实现的，伴随该菌株分泌的针对少数菌株的抑制物质。进一步研究发现，对于所有受试菌株，菌株B.pumilusSW9能够抑制目标菌株表面丝状结构的表达，从而阻止成膜菌株细胞与表面介质、以及细胞和细胞间的相互粘连作用，并进而影响混合菌株生物膜的形成。此外，菌株B.pumilus SW9只能在生物膜形成的初始粘附阶段和生长发展阶段对其产生抑制，却无法造成已经形成的生物膜的脱落。　　(4)研究考察生物和化学纳米银颗粒对菌株生物膜的影响。结果发现生物纳米银颗粒对悬浮和生物膜细胞的杀死效果都要高于商用化学纳米银颗粒，生物纳米银颗粒对新生生物膜的抑制和成熟生物膜的脱落也要高于商用化学纳米银颗粒。这里，纳米银颗粒对生物膜的生成抑制和脱落效果都主要来源于纳米银对细菌细胞的杀死作用。值得关注的该生物纳米银在亚抑制浓度会造成细菌细胞二次生长现象和生物膜促进生长现象，这可能是由于生物纳米银颗粒在使用过程中引入制备菌细胞碎片，一定程度阻碍纳米银颗粒与目标细胞的直接接触，引发对目标细胞的缓冲保护所造成的。此外，该生物纳米银颗粒对成熟生物膜的脱落作用要难于对细胞的杀死作用，且脱落效果在时间和空间上都表现出不均一性。　　本研究结果在一定程度上丰富了对饮用水管网生物膜形成的认知，同时为开发新的生物膜控制方法提供了理论依据和技术支持。