微生物附着到湿润的基质表面，并分泌粘性胞外聚合物，形成生物膜。生物膜广泛分布于整个给水系统中，包括自来水厂处理的各个关键工艺部位（如处理池壁、砂滤槽、蓄水塔等），及输送的管网内壁，甚至出现在用户末端（如水龙头、沐浴喷头等）。给水系统生物膜的生长繁殖会造成工艺故障、管道腐蚀、和水质恶化等问题。并且，生物膜内可能会蕴藏一些潜在的病原微生物（如军团杆菌、分枝杆菌等），从而造成水传播疾病的暴发。因此，研究给水系统生物膜群落的分子特征具有重要意义。　　 本研究以中国长江流域的湖北省远安县某一给水系统为研究对象，采用454高通量测序和qPCR技术研究微生物群落（包括细菌和真核生物）的多样性随自来水处理工艺流程的变化情况。继而，采集该自来水处理厂配送终端三个不同材料的水龙头的附着生物膜样品，通过构建16SrRNA基因克隆文库比较材料对生物膜群落多样性的影响。本研究得到以下结果:　　 (1)自来水处理工艺流程中细菌群落和真核生物群落多样性都很丰富。优势细菌为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi)、及蓝细菌门（Cyanobacteria）。但是，水样和生物膜样品内细菌群落组成有差异。α变形菌纲（Alphaproteobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、和绿弯菌门（Chloroflexi）在生物膜样品中占优势。β变形菌纲（Betaproteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、和放线菌门(Actinobacteria)在水样中占优势。优势真核生物有线虫门（Nematoda）、轮虫门（Rotifera）、绿藻门（Chlorophyta）、子囊菌门(Ascomycota)、及有孔虫门（Rhizaria）。但是，水样和生物膜样品内真核生物群落组成明显不同。水样中的优势真核生物是子囊菌（Ascomycota）和绿藻门（Chlorophyta），而生物膜内的优势真核生物为线虫门（Nematoda）。　　 (2)砂滤和消毒工艺的细菌群落和真核生物群落组成均与其它工艺采集的样品明显不同。砂滤的生物膜样品优势细菌为β变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ变形菌纲（Gammaproteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、及拟杆菌门（Bacteroidetes）。清水池水样的优势细菌为α变形菌纲（Alphaproteobacteria）、γ变形菌纲（Gammaproteobacteria）、及拟杆菌门（Bacteroidetes）。清水池的生物膜细菌群落多样性丰富，检测到芽胞杆菌门（Gemmatimonadetes）、硝化螺菌门（Nitrospirae）等。砂滤生物膜样品中的优势真核生物为有孔虫门（Rhizaria）。清水池生物膜优势真核生物包含子囊菌门(Ascomycota)和线虫门（Nematoda），但是大部分的真核生物为不可分类生物(Unclassified)。　　 (3)在整个自来水处理工艺流程中，检测到一些潜在的致病细菌如军团杆菌属(Legionella)、分枝杆菌属（Mycobacterium）、和假单胞菌属（Pseudomonas）等。特别是清水池水样中不动杆菌属(Acinetobacter)丰度高，从而对人类健康构成威胁。同时也检测一些潜在致病真菌，特别是子囊菌门（Ascomycota）的青霉菌属（Penicillium）和曲霉菌属(Aspergillus)。另外，还检测到一些阿米巴，特别是哈曼属阿米巴（Hartmannellidae），可能作为病原菌的宿主，增强对人体的感染。　　 (4)qPCR研究发现，军团杆菌属（Legionellaspp.）、分枝杆菌属(Mycobacteriumspp.)、及耐格里属(Naegleriaspp.)阿米巴的浓度在水样中经过砂滤和消毒工艺后减少，表明这两个工艺能明显减少给水系统中的病原菌。　　 (5)附着材料影响用户水龙头上生物膜群落的多样性，Chaol丰度估值排列为:PVC＜不锈钢＜铁。就细菌群落组成看，两个金属材料（不锈钢和铁）水龙头上生物膜的群落更相似，而PVC材料水龙头上的生物膜群落最简单。因而，推断PVC材质或许最适于作为给水管网材料。值得注意的是，在用户水龙头生物膜细菌群落中也检测出潜在的病原菌如军团杆菌(Legionellales)、肠杆菌（Enterobacteriales）、和假单胞菌（Pseudomonadales）。