供水管网是埋于地下的网状管道系统，其规模庞大、结构复杂、管材多样， 对用户端水质至关重要。其中，管壁生物膜因抗氯性强、生物量高、富含（条 件）致病菌、随时向水中释放细菌等特性而备受关注。虽然现行研究普遍认为 管材对生物膜的形成有重要影响，但是对于在不同消毒策略下的管材对成熟生 物膜细菌群落的影响仍缺乏深入认识。本研究分别以荷兰无氯消毒供水系统和 中国氯消毒供水系统为研究对象，从两个系统中的水和生物膜样品中提取 DNA， 应用 Illumina Miseq 高通量测序技术，分析浮游细菌和生物膜中细菌群落的组成 与结构，对比不同消毒策略下：1）管材对管壁生物膜的影响；2）生物膜的径 向空间分布；以及3）水质指标对细菌群落组成与结构的影响。此外，本研究利 用中性模型（neutral community model，NCM），进一步探讨了生物膜形成过程 的选择性与随机性。研究取得了如下结果：

      （1）在荷兰无氯供水系统中，40年以上管龄的聚氯乙烯、灰铸铁和石棉水 泥等管材的生物膜的 Alpha 多样性分析显示，平均检测到 773 个 OTUs；生物膜 中的 OTUs 数量显著低于水中的 1205 个 OTUs；所有样品的细菌群落均以变形 菌门为主，占比约 36.2 ~ 46.1%；Beta 多样性分析显示，不同管材管道上形成的 生物膜细菌群落结构与组成相似性高，管材对生物膜的形成无显著影响；NCM 中性模型计算结果显示，生物膜中细菌群落的形成过程受环境条件选择的控制， 而不是中性随机过程。

     （2）在中国含氯供水系统中，水中 OTU 数量显著少于生物膜中 OTU 的数 量（131 个 OTUs vs. 263 个 OTUs），OTU 数量在管壁生物膜径向分布的结果显 示，管道顶部生物膜中 OTU 的数量最少；所有样品的细菌群落也均以变形菌门 为主，其中 Rhodococcus spp., Sphingomonas spp., Azospira spp., Aquamonas spp.和 Porphyrobacter spp.等优势菌属（> 1%），是氯消毒系统生物膜群落的核心组分；Beta 多样性分析结果显示，管材与管壁径向位置分布对生物膜群落无显著影响， 而供水水质特征和取样点在供水管网系统中的空间地理位置对生物膜群落影响 显著。

      综合两个供水系统的研究发现，无论在有氯还是无氯的供水管网中，水中 和生物膜中的细菌群落组成都显著不同；管材对成熟生物膜中细菌群落组成的 影响并不显著。此外，在无氯供水系统中，取样点在供水管网系统中的地理位 置对生物膜群落无显著影响；而在有氯供水系统中，地理位置对生物膜群落有 显著影响，说明在维持余氯的供水管网中，生物膜的形成演替可能会受具体区 域的水力条件、余氯浓度、水质状况等复杂因素的影响。因此在氯消毒供水管 网中，尤其在管网末端余氯消耗殆尽时，应更注重饮用水生物安全的监测与保 障。