2. 鞍山市疾病预防控制中心;
3. 岫岩县疾病预防控制中心
随着生活水平的不断提高,群众对饮水安全的关注度也大大增强。病原体随人畜粪便、污水和垃圾等污染物进入水体,导致细菌、病毒、寄生虫等病原体污染,人体接触或饮用污染的水以及食用被这种水污染的食物后可能会导致疾病的发生[1]。有研究表明,我国各大水系均已受到不同程度的微生物污染,这对人类健康构成了巨大的潜在威胁[2-3]。由于水中致病微生物种类多、浓度低,导致检测多种致病微生物的难度较大[1],因此需要通过检测水中的指示菌对水体粪便污染状况及安全性进行评估。本文选择大肠埃希菌作为生活饮用水粪便污染指示菌,同时选择能通过摄入或接触对人体健康造成危害的大肠埃希菌O157﹕H7、沙门菌、志贺菌及金黄色葡萄球菌作为致病菌的代表,对该地水源水及生活饮用水受粪便污染的状况进行调查。
1 材料与方法 1.1 样品的采集选择东北地区某个以河水作为生活饮用水水源的集中式供水系统,于2015年8月(丰水期)和11月(枯水期),根据《生活饮用水标准检验方法 水样的采集与保存》(GB/T 5750.2-2006)[4]分别用灭菌采样瓶对水源水(河水、水厂砂滤井水)、经消毒处理的水(出厂水、末梢水)及水厂上游临近水源的动物养殖户自备井水分为丰水期和枯水期进行采集。共计采集样品92份,每份500 mL,夏季丰水期和秋季枯水期各46份。根据周围环境及地理特征和全球卫星定位系统(GPS)数据,保证两次采样地点一致,样品采集后4 h内送回实验室。
1.2 主要仪器与试剂压膜机(美国IDEXX公司);WFH-2038三用紫外分析仪(上海精科实业有限公司);Milliflex过滤器(美国Millipore);API32E半自动生化鉴定仪、VITEK 2全自动微生物生化鉴定仪(法国生物梅里埃公司)。
营养琼脂(批号:140401)、BPW(批号:150415)、TTB(批号:141205)、SC(批号:141223)、7.5%NaCl肉汤(批号:140317)、志贺氏菌增菌肉汤(批号:130719)、XLD(批号:140616),以上试剂均由北京陆桥技术有限公司生产;沙门氏菌显色培养基(批号:1030)、金黄色葡萄球菌显色培养基(批号:811)、O157显色培养基(批号:457),以上试剂均由郑州博赛生物技术股份有限公司生产;IDEXX(批号:LJ005)、科立得(批号:KK420)以上试剂均购自北京博士创科技有限公司;ID32E生化板条(批号:1004044660)、VITEK 2 GN细菌鉴定卡(批号:241348740),以上试剂均由法国生物梅里埃公司生产。所有试剂均在有效期内使用。
1.3 检测方法依据《生活饮用水标准检验方法 微生物指标》(GB/T 5750.12-2006)[5]分别用平皿计数法检测菌落总数、51孔定量盘法检测总大肠菌群和大肠埃希菌3项卫生微生物学指标;参照《饮用天然矿泉水检验方法》(GB/T 8538-2008)[6]取250 mL水样过滤进行致病菌检测,依据《食品安全国家标准 食品微生物学检测》(GB 4789-2013)[7]将混合均匀的样品平均分配,按照样品与增菌液1 ∶9的比例加入培养相应致病菌的增菌液,将滤膜剪碎放入10 mL生理盐水中,涡旋振荡,对大肠埃希菌O157:H7、沙门菌、志贺菌及金黄色葡萄球菌4项病原微生物学指标进行检测。
1.4 判定标准出厂水、末梢水、 自备井水依照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[8]进行判定:出厂水和末梢水的菌落总数≤100 CFU/mL、自备井水菌落总数≤500 CFU/mL,同时总大肠菌群/(MPN/100 mL) 和大肠埃希氏菌/(MPN/100 mL)均为不得检出,并且不得含有病原微生物;水源水、水厂砂滤井水的总大肠菌群依照《生活饮用水水质卫生规范》(2001)[9]进行判定:经净化处理及加氯消毒后供生活饮用的水源水,水样中总大肠菌群值不应超过2 000 MPN/100 mL。大肠埃希菌依照 EPA编写的《protocol for developing pathogen TMDLs,First Edition》(USEPA,2001)[10]给出的溪流与河流作为公共饮用水源的大肠埃希菌浓度限值为50 CFU/100 mL 进行判定。所有样品其中任何一项指标不合格则判定为该份水样不合格,计算其单项指标不合格率及总体不合格率。
1.5 统计分析利用SPSS 18.0统计学软件对得到的数据进行统计分析,计数资料应用χ2检验,P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 不同来源的水样微生物指标不合格率经消毒处理的水、自备井水、水源水的总体不合格率分别为20.00%、95.45%和54.00%,自备井水和水源水的总大肠菌群(95.45%;26.00%)及大肠埃希菌(50.00%;52.00%)均较高(表 1)。另外,本次调查结果中自备井水不合格样品中总大肠菌群和大肠埃希菌最高浓度分别为5 600 MPN/100 mL和344 MPN/100 mL;水源水不合格样品中这两项指标的最高浓度分别为20 700 MPN/100 mL和6 400 MPN/100 mL,均提示该地区水源水和自备井水存在一定程度的粪便污染态势。
样品名称 | 微生物指标不合格率/% | ||||
菌落总数 | 总大肠菌群 | 大肠埃希菌 | 致病菌 | 总体 | |
经消毒处理的水 | 5.00(1/20) | 15.00(3/20) | 5.00(1/20) | 0.00(0/20) | 20.00(4/20) |
自备井水 | 36.36(8/22) | 95.45(21/22) | 50.00(11/22) | 0.00(0/22) | 95.45 (21/22) |
水源水 | — | 26.00(13/50) | 52.00(26/50) | 2.00(1/50) | 54.00(27/50) |
注:“-”表示未测定 |
2.2 不同来源的水样丰水期枯水期微生物指标不合格率
水源水除致病菌检出率较低外,其他三项指示菌指标不合格率差异均具有统计学意义,表明丰水期水源水的微生物污染状况比枯水期严重(表 2)。
样品名称 | 不同季节微生物指标不合格率/% | |||||||||
菌落总数 | 总大肠菌群 | 大肠埃希氏菌 | 致病菌 | 总体 | ||||||
丰水期 | 枯水期 | 丰水期 | 枯水期 | 丰水期 | 枯水期 | 丰水期 | 枯水期 | 丰水期 | 枯水期 | |
经消毒处理的水 | 0.00(0/10) | 10.00(1/10) | 20.00(2/10) | 10.00(1/10) | 10.00(1/10) | 0.00(0/10) | 0.00(0/10) | 0.00(0/10) | 20.00(2/10) | 20.00(2/10) |
自备井水 | 36.36(4/11) | 36.36(4/11) | 90.91(10/11) | 100.00(11/11) | 63.64(7/11) | 36.36(4/11) | 0.00(0/11) | 0.00(0/11) | 90.91(10/11) | 100.00(11/11) |
水源水 | — | — | 48.00(12/25) | 4.00(1/25) | 72.00(18/25) | 32.00(8/25) | 0.00(0/25) | 4.00(1/25) | 76.00(19/25) | 32.00(8/25) |
注:“-”表示未测定 |
2.3 水样卫生微生物指标相关性分析
用SPSS软件对不同来源的水样卫生微生物指标进行Spearman相关分析,︳rs︳愈接近1表明相关性愈强,愈接近0相关性愈弱,P<0.05为有统计学意义(表 3)。
样品名称 | 微生物指标 | ||
菌落总数 | 总大肠菌群 | ||
经消毒处理的水 | 总大肠菌群 | 0.053;0.824 | |
大肠埃希菌 | 0.051;0.832 | 0.999;0.000 | |
自备井水 | 总大肠菌群 | 0.479;0.024 | |
大肠埃希菌 | 0.126;0.577 | 0.125;0.580 | |
水源水 | 总大肠菌群 | 0.589;0.000 | |
大肠埃希菌 | 0.564;0.000 | 0.850;0.000 |
本研究中经消毒处理的水菌落总数与总大肠菌群、大肠埃希菌之间均没有相关性,而总大肠菌群与大肠埃希菌之间呈显著相关,且有统计学意义;自备井水菌落总数与总大肠菌群间呈低度相关,有统计学意义,而菌落总数与大肠埃希菌、总大肠菌群与大肠埃希菌均没有相关性;水源水菌落总数与总大肠菌群和大肠埃希菌均呈中度相关,均有统计学意义,总大肠菌群与大肠埃希菌呈高度相关,有统计学意义。
2.4 致病菌检测结果从水源水中检出1株以色列沙门菌(O9;O12;He;Hh;Hn,z15血清凝集)和2株肠沙门菌双相亚利桑那亚种(经VITEK 2鉴定生物码分别为0415610540406610,0415610540504610),表明该地区水源水受到较为严重的粪便污染。其它91份水样沙门菌均为未检出;同时,全部的92份水样大肠埃希氏菌O157﹕H7、志贺菌和金黄色葡萄球菌三种致病菌均未检出。
3 讨论该地区水源水及生活饮用水受到一定程度的粪便污染,不同来源和不同季节的水样呈现不同的污染状况。
分析其原因,① 经消毒处理的水虽然其源水受到一定程度的粪便污染,但常年经水厂消毒处理,达到了有效净化消毒,使其微生物指标检出浓度和不合格率较源水相比均大大降低,但仍有少数样品没有达到合格标准(不合格率为20%),不合格的经消毒处理的水均为末梢水,提示当地可能有部分水管老化或泄漏的现象。② 自备井水来源于浅层地下水,不经任何消毒处理,而且当地养殖业较发达,动物粪便的随意堆放或经自然渗漏化粪池的简单处理,污染物都会随雨水或地表水渗入地下。地下水流动性差,自净能力不强,含水层长期处于污染物多进少出的状态,最终形成较严重的污染态势,因此没有丰、枯水期差异;当地山多树密,土壤中腐殖质丰富,微生物种类繁多。检测过程发现,该地区自备井水总大肠菌群检出率及检出浓度均较高,大肠埃希菌检出率虽然较高但检出浓度低,可能与浅层地下水受到粪便的陈旧污染、大肠埃希菌在土壤中有一定的存活期有关,可能也是菌落总数与总大肠菌群间呈低度相关、与大肠埃希菌没有相关性,且总大肠菌群与大肠埃希菌之间没有表现出相关性的原因。③ 该地区水源水为地表水,水源地上游禽畜类养殖业发达,粪便不经处理随意堆放,粪便污染物会经雨水冲刷进入河流,污染物排入量会随降雨量的多少而变化。该地区夏季多雨为丰水期,秋季少雨进入枯水期,因此水源水受粪便污染程度夏季加重秋季减轻。粪便污染物随雨水灌入河流多呈现为近期污染,可能是菌落总数与总大肠菌群和大肠埃希菌均呈中度相关,总大肠菌群与大肠埃希菌呈高度相关的原因。水中检出以色列沙门菌及肠沙门菌双相亚利桑那亚种并不多见,可能与该地区以河水作为生活饮用水水源,且水源地上游禽畜类养殖业发达有一定关系。
本次调查发现该地区农村生活饮用水受粪便污染现象具有普遍性,且对水源的保护意识不强。当地水厂上游河岸附近建有养殖场,粪便随意堆放且不进行无害化处理,对水源及地下水威胁均较大。该地水源封闭不良,水源保护措施不到位;当地部分居民有喝生水的习惯,存在饮水微生物导致的健康隐患。因此建议有关部门关注农村饮水问题,加强对水源的保护,将水源与生活空间做好隔离,对水源周围环境加强监督管理。有条件的情况下为其提供消毒处理设施及经常性卫生监督服务,避免水源性疾病的暴发流行,确保广大群众的饮水安全。在目前农村改水条件不足、不能进行有效消毒的情况下,一定要加大宣传教育力度,且要做到普遍性和持久性,让群众增强对水源的保护意识,养成不喝生水的习惯,防止介水传染病的发生。
鉴于此,非常有必要进行生活饮用水受粪便污染的溯源研究,为饮水安全事件的妥善处理做好技术储备。
[1] | 张朝武. 卫生微生物学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2012 . |
[2] | 吴仁人, 汪光, 陆俊卿, 等. 美国水体微生物污染防治经验的探析与启示[J]. 环境保护,2015, 43 (9) : 57 –59. |
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[3] | 陈亚楠, 王亚炜, 魏源送, 等. 不同功能地表水体中病原微生物指示物的标准比较[J]. 环境科学学报,2015, 35 (2) : 337 –351. |
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[4] | 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.GB/T 5750.2-2006生活饮用水检验方法水样的采集与保存[S].北京:中国标准出版社,2007. |
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[5] | 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.GB/T 5750.12-2006生活饮用水标准检验方法微生物指标[S].北京:中国标准出版社,2007. |
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[6] | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 8538-2008饮用天然矿泉水检验方法[S].北京:中国标准出版社,2009. |
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[7] | 中华人民共和国卫生部.GB 4789-2010食品安全国家标准食品微生物学检测[S].北京:中国标准出版社,2010. |
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[8] | 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S].北京:中国标准出版社,2007. |
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[9] | 中华人民共和国卫生部卫生法制与监督司.生活饮用水水质卫生规范[S].北京,2001. |
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[10] | United States Environmental Protection Agency.EPA841-R-00-002.Protocol for Developing Pathogen TMDLs[S].Washington,DC, United States:2001. |
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