饮用水系统中存在大量的颗粒物,不仅造成水体浑浊,吸附水中微生物及有机物质,同时也会为微生物抵抗消毒剂灭活提供了躲避场所,威胁饮用水水质安全。尽管颗粒物对微生物的保护现象有大量报道,但目前有关消毒剂胁迫下颗粒物对微生物保护作用机制还有待深入研究。本文以饮用水中微生物为研究对象,通过构建静态模拟实验装置,考察了不同消毒剂胁迫下颗粒物对微生物的保护效果,通过分析其生理特性、表面特征和聚集行为等解析颗粒物对饮用水中微生物的影响机制,可为饮用水系统中微生物生长控制提供了理论指导和新的思路。本文主要结论如下:首先,本文研究了针铁矿浓度对微生物的保护效果。结果表明,当没有消毒剂影响时,针铁矿投加量对水中微生物对数失活率基本没有影响;0.5 mg/L氯胁迫下,随着针铁矿浓度增大(0-20 mg/L),微生物对数失活率从1.266±0.154下降到0.880±0.083;但随着氯浓度的增大,针铁矿对微生物的保护效果会有所下降。观察微生物聚集行为发现,针铁矿不仅促进水中微生物的聚集,也促进微生物在载片上附着和生物膜的形成以及加速氯的衰减过程,特别在0.5 mg/L氯的条件下。因此,消毒剂胁迫下针铁矿的存在会促进微生物的聚集行为、消毒剂的衰减过程,进而对饮用水中微生物起到保护效果以及调控微生物的分布。其次,研究了胞外聚合物在针铁矿对微生物保护过程中所起到的作用。结果表明,消毒剂(0.5和1.0 mg/L氯)存在时,增大针铁矿投加量(0-20 mg/L)促进水中微生物胞外聚合物的生成,特别是胞外多糖,从0.35±0.11μg/m L增长到0.56±0.11μg/m L。多糖去除实验显示,去除多糖会降低微生物的水中聚集能力以及生物膜的形成,调控微生物的存活率及其分布特征;进一步证明针铁矿通过胞外聚合物的分泌,改变了微生物的表面特征,进而影响微生物的聚集行为。最后,研究了消毒剂胁迫下高岭土对饮用水中微生物的影响。结果表明,无消毒剂或消毒剂浓度较低时(0.5 mg/L),高岭土投加量对微生物对数失活率基本没有影响;当面对1 mg/L氯胁迫时,高岭土展现出明显的保护效果,随着高岭土浓度增大(0-20 mg/L),微生物对数失活率从1.117±0.021下降到0.780±0.020,并且微生物聚集体大小和胞外聚合物也随着高岭土浓度的升高而增大。这说明在消毒剂胁迫下,高岭土促进微生物胞外聚合物的生成和聚集体的形成,增强抵抗消毒剂灭活的能力及调控微生物的生长和分布特征影响其对微生物的保护效果,尤其在1.0 mg/L氯时,其影响较显著。