发布时间:2024-12-09 16:19:06 来源:本站 作者:admin
科学家利用细菌 DNA 追踪全球 18 个港口的污水污染,发现了目前检测方法无法检测到的广泛污染。
《自然水》杂志发表的一项国际研究发现,五大洲的城市港口存在广泛的污水污染。
证据:研究人员测试了悉尼港周围的多个地点,包括图中的沃森湾,发现人类污水的存在是一个常见问题。
研究人员使用分子技术对港口水样进行分析,利用人类肠道微生物菌群 DNA 来检测全球范围内的污水污染。
麦考瑞大学分子生态学家副教授 Anthony Chariton 表示,研究人员首先找到了一种可用于区分污水和其他港口污染物
的“全球特征”。
“我们对未经处理的污水样本进行测序,以找到全球人类肠道标志物,这种方法使指标专门针对人类,而不像大肠杆菌那
样也可以来自野生动物和家畜(例如鸟类和动物粪便),”他说。
这项研究由威斯康星大学的桑德拉·麦克莱伦教授、麦考瑞大学的查里顿副教授和新南威尔士大学的彼得·斯坦伯格教授领
导,由悉尼海洋科学研究所世界港口计划资助,合作伙伴来自澳大利亚、中国、美国、意大利、法国、西班牙、新加坡
和巴西。
强调来源
“病原体通常很难检测,因为它们的浓度非常低,因此为了监测水质,使用淡水中的大肠杆菌和海洋环境中的肠球菌等
替代品,”查里顿副教授说。
分子创新:科学家利用人类肠道微生物群的细菌 DNA 追踪全球 18 个港口的污水污染情况,包括墨尔本的菲利普港湾
(如图所示),揭示了当前检测方法无法检测到的广泛污染。
然而,大多数用于检测水是否适合游泳的监测,例如新南威尔士州的海滩监测和河流监测计划,都使用培养技术,这需
要细菌存活,因此只能测量近期事件。
它们也不是针对特定动物的;例如,大肠杆菌爆发是由于鸟类数量众多还是由于污水系统故障而发生的,将具有非常不
同的健康风险和管理解决方案。
为了解决这些局限性,在这项涵盖五大洲 18 个港口城市的全球研究中,研究小组引入了一种测量从每个港口收集的水样
的新方法,使用分子工具测量与人类肠道菌群相关的细菌作为污水指标。
悉尼、墨尔本、达尔文港是接受测试的澳大利亚水道组的一部分,香港、旧金山、檀香山和新加坡是研究范围内的国际
地点。
“这项研究表明,未经处理的污水确实存在全球分子特征,这使得制定全球指标成为可能,”副教授 Chariton 说。
新测试方法揭示污水污染
先进的技术表明,来自世界各地的所有水样中约有一半含有可测量浓度的人类粪便细菌标记物,表明港口受到污水污染
的证据。
全球测试:香港维多利亚港的水样(如图所示)被测试与人类肠道菌群相关的细菌,这是一项全球水质研究项目的一部分
。
“这些样本远远超出了之前的估计,我们自己基于传统测试方法的数据显示,只有 18% 的样本受到污染,”副教授
Chariton 说。
使用这种新方法进行水质检测可以突出显示港口污染何时来自污水处理不足、溢流和其他结构性问题,并将使港口城市
更好地监测其水处理基础设施。
研究结果对城市水道的健康具有深远影响。
“据估计,全球 40% 的人口居住在距海岸 100 公里以内的地区,快速的城市扩张给水资源及其管理带来了巨大压力,
污水污染对人类健康和水体提供的服务都构成了重大威胁,”Chariton 副教授说。
研究还显示,许多受污染地点的细菌群落源自污水基础设施,也就是说,它们显示出通常生活在管道内的细菌。
“这种方法可以突出更长期、更结构性的问题,”Chariton 副教授说。
他说,这些发现为城市规划者、政策制定者和水资源管理者提供了一系列新工具,以更好地管理和保护水生环境。
他说,随着城市不断发展,气候变化增加了极端天气事件的频率,这些事件可能会压垮卫生基础设施,解决沿海水域的
污水污染问题只会变得更加关键。
虽然这些发现令人担忧,但它们也凸显了改进的机会。
“通过采用更敏感和更具体的测试方法,城市可以更清楚地了解其水域的污水污染情况,并采取更有针对性的行动来解
决问题,”Chariton 副教授说。