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地下水里的病毒離我們多遠?

時間:2020-03-02 09:05

來源:達西環境DE

作者:Crazy GW

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導讀:圍繞著地下水中的病毒類型,地下水中病毒遷移途徑,地下水中的病毒存活時間,如何消滅地下水中病毒,我國的地下水病毒疫情,本文從五個方面對地下水與病毒的關系進行了全面梳理,并最后給出了我們能做的兩件事。

武漢新冠病毒阻擊戰還在繼續,鋪天蓋地的是口罩,酒精的采購信息。

為什么需要這些?因為病毒的傳播途徑使然。

人們知道了打噴嚏出來的病毒可以跑出幾米,就都帶上了口罩。知道了可能通過氣溶膠傳播,恨不得都套上防護服。知道了可能通過眼睛粘傳播,都搶起了護目鏡。這些緊密圍繞在我們身邊的傳播媒介值得我們最為關注,也是生態環境工作的重點。地下水,偏門,偏科,城市的地下水到我們身邊都已經經過了自來水廠的處理,何來病毒可言!然而,這是百密而無一疏的嗎?未必!

DE圍繞著地下水中的病毒類型,地下水中病毒遷移途徑,地下水中的病毒存活時間,如何消滅地下水中病毒,我國的地下水病毒疫情,五個方面對地下水與病毒的關系進行了全面梳理,并最后給出了我們能做的兩件事。

01  地下水中也有病毒!

造成水體污染的病菌主要有腸道細菌、卵囊體、真菌孢子以及病毒。其中病毒體積很小,且在自然界具有很高的存活率和很強的感染能力,因此成為人們關注的主要水體污染微生物。病毒是抗消毒能力最強的病菌,僅僅只需要一兩個病毒粒子就能對人體造成感染,因此即使是很小的可能性也必須引起足夠的重視。

地下水中存在著各種各樣的微生物細菌、病毒和一些無害的指示菌。目前,大腸桿菌、糞鏈球菌、鼠傷寒、砂門氏球菌、總大腸桿菌、糞便大腸桿菌、脊髓灰質炎病毒、噬菌體、鐵細菌、硫細菌、霉菌、腐化菌及酵母菌等是經常可以從地下水中檢測出來的。不同含水層和不同成因的地下水中細菌的數量和種類,由于介質條件的不同而有差別,而且不同菌種在地下水中存活的時間也有有所不同。

有史以來,地下水中曾發現并引起水媒病(指由水攜帶的微生物及毒性物質導致的疾病)傳染的致病菌有霍亂菌(霍亂病)、傷寒門氏菌、志賀氏菌等;地下水中病毒則主要包括脊髓灰質炎病毒、甲型肝炎病毒、胃腸病毒、ECHO病毒、諾如病毒等,且每種病毒有多種類型,對人體危害較大,引起的諸如天花、腦炎、狂犬病、黃疽、傳染性肝炎、急性腸胃炎等人體嚴重危害。

那么,通過文獻案例總結,我們發現國外很早就發現了地下水中的病毒情況。

1946年-1977年美國所發生的264起疾病暴發和62273例病人與污染的地下水(未處理過或處理不徹底)相關。這數字分別是總暴發起數和總病例數的48%和58%。糞池和污水池溢流是造成42%疾病暴發的原因,71%的疾病是使用了非市政系統未經處理過的地下水所引起。

研究人員曾在美國佛羅里達州移居者營地胃腸病暴發期間,從12.2米深井取378升水樣中分出了22/23埃可病毒復合物。水井離周邊固體廢物場30.5米,接近化糞池所在區中部。從其污水、含殘余氯0.4~0.6mg/L的可飲井水和在該營地生活的個別人糞便中都分離出了埃可病毒。在該營地生活6周以后發生了15例甲型肝炎。

研究人員也曾從密歇根州一家飯店從引起胃腸炎暴發的井水中分離出了似疫苗2型脊髓灰質炎病毒。

類似狀況,世界各地都曾出現。

1955年-1956年印度德里流行的傳染性肝炎是一個典型的水源細菌污染事例,估計總發病率為97600例,死亡率為0.9%。

以色列曾從一些3米深的井內采取了20-440升地下水樣。發現99份水樣中有20份為病毒陽性。所分離的病毒有B6型Coxsackie病毒,6和7型埃可病毒,1型脊髓灰質炎病毒,以及一些未鑒定型別的病毒。

英格蘭曾從兩份地下水樣中分離出了2型脊髓灰質炎病毒。

加納阿克拉地區的3口井曾分離出1型脊髓灰質炎病毒和B3Coxsackie病毒。這些水井是專門挖掘的,以供人消耗用水。

地下水中的已知病毒種類較多。我們也發現了目前地下水中躲的最深(深達2km)的病毒,和拍攝到的最小的細菌。

首先,疑似最深的病毒,發現于俄羅斯。

2019年1月16日,由莫斯科國立大學的專家參與的俄羅斯科學家團隊以命名,在托木斯克地區2公里深處發現了三種噬菌體病毒的DNA。莫斯科國立大學生物學家團隊發現了從兩公里深處提取的水中Caudovirales(有尾噬菌體目)的噬菌體病毒的DNA。

該井于20世紀50年代中期在托木斯克地區鉆探,以尋找石油。然而,科學家們研究發現了熱水。在水中檢測到三種屬于噬菌體病毒的環狀DNA。現在,這些序列已列入GenBank數據庫中,供世界各地的研究人員使用。未來,科學家計劃研究病毒在西西伯利亞地區其他地下含水層中的傳播,以及確定它們可以感染的細菌類型。

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圖1 拍攝到迄今世界上最小的細菌體

此外,人類在2015年也拍攝到了地下水中的最小細菌。

據2015年《Nature Communications》報道,美國科學家首次拍攝到“極小細菌”的照片,它的體積平均為0.009立方微米。基于綜合電子顯微鏡成像以及對該細菌的DNA描述,研究人員發現這種細菌非常微小,150個極小細菌才相當于一個大腸桿菌,而15萬多個大腸桿菌疊加起來只相當于人類頭發直徑。

科學家是在地下水中發現這種極小細菌,并認為它們非常普遍。它們長有菌毛結構,很可能起到微生物交互作用,彌補生物合成能力。

02  地下水中病毒怎么遷移?

“花樣繁多”的地下水中的病毒,又是怎么一步步來到地下水中的呢?

想知道病毒在地下水中的遷移情況,首先要知道病毒的尺寸和性質。

病毒之所以能夠在土壤和地下水中發生遷移,主要是因為它的體積很小。如圖2所示,病毒粒子的大小為0.02-0.3μm,幾乎可以通過所有類型的土壤孔隙,甚至是有效孔徑最小的粘粒孔隙。因此,可以用膠體過濾或者溶質吸附來描述病毒的吸附過程。

編輯:徐冰冰

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