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地下水里的病毒离我们多远?

时间:2020-03-02 09:05

来源:达西环境DE

作者:Crazy GW

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导读:围绕着地下水中的病毒类型,地下水中病毒迁移途径,地下水中的病毒存活时间,如何消灭地下水中病毒,我国的地下水病毒疫情,本文从五个方面对地下水与病毒的关系进行了全面梳理,并最后给出了我们能做的两件事。

武汉新冠病毒阻击战还在继续,铺天盖地的是口罩,酒精的采购信息。

为什么需要这些?因为病毒的传播途径使然。

人们知道了打喷嚏出来的病毒可以跑出几米,就都带上了口罩。知道了可能通过气溶胶传播,恨不得都套上防护服。知道了可能通过眼睛粘传播,都抢起了护目镜。这些紧密围绕在我们身边的传播媒介值得我们最为关注,也是生态环境工作的重点。地下水,偏门,偏科,城市的地下水到我们身边都已经经过了自来水厂的处理,何来病毒可言!然而,这是百密而无一疏的吗?未必!

DE围绕着地下水中的病毒类型,地下水中病毒迁移途径,地下水中的病毒存活时间,如何消灭地下水中病毒,我国的地下水病毒疫情,五个方面对地下水与病毒的关系进行了全面梳理,并最后给出了我们能做的两件事。

01  地下水中也有病毒!

造成水体污染的病菌主要有肠道细菌、卵囊体、真菌孢子以及病毒。其中病毒体积很小,且在自然界具有很高的存活率和很强的感染能力,因此成为人们关注的主要水体污染微生物。病毒是抗消毒能力最强的病菌,仅仅只需要一两个病毒粒子就能对人体造成感染,因此即使是很小的可能性也必须引起足够的重视。

地下水中存在着各种各样的微生物细菌、病毒和一些无害的指示菌。目前,大肠杆菌、粪链球菌、鼠伤寒、砂门氏球菌、总大肠杆菌、粪便大肠杆菌、脊髓灰质炎病毒、噬菌体、铁细菌、硫细菌、霉菌、腐化菌及酵母菌等是经常可以从地下水中检测出来的。不同含水层和不同成因的地下水中细菌的数量和种类,由于介质条件的不同而有差别,而且不同菌种在地下水中存活的时间也有有所不同。

有史以来,地下水中曾发现并引起水媒病(指由水携带的微生物及毒性物质导致的疾病)传染的致病菌有霍乱菌(霍乱病)、伤寒门氏菌、志贺氏菌等;地下水中病毒则主要包括脊髓灰质炎病毒、甲型肝炎病毒、胃肠病毒、ECHO病毒、诺如病毒等,且每种病毒有多种类型,对人体危害较大,引起的诸如天花、脑炎、狂犬病、黄疽、传染性肝炎、急性肠胃炎等人体严重危害。

那么,通过文献案例总结,我们发现国外很早就发现了地下水中的病毒情况。

1946年-1977年美国所发生的264起疾病暴发和62273例病人与污染的地下水(未处理过或处理不彻底)相关。这数字分别是总暴发起数和总病例数的48%和58%。粪池和污水池溢流是造成42%疾病暴发的原因,71%的疾病是使用了非市政系统未经处理过的地下水所引起。

研究人员曾在美国佛罗里达州移居者营地胃肠病暴发期间,从12.2米深井取378升水样中分出了22/23埃可病毒复合物。水井离周边固体废物场30.5米,接近化粪池所在区中部。从其污水、含残余氯0.4~0.6mg/L的可饮井水和在该营地生活的个别人粪便中都分离出了埃可病毒。在该营地生活6周以后发生了15例甲型肝炎。

研究人员也曾从密歇根州一家饭店从引起胃肠炎暴发的井水中分离出了似疫苗2型脊髓灰质炎病毒。

类似状况,世界各地都曾出现。

1955年-1956年印度德里流行的传染性肝炎是一个典型的水源细菌污染事例,估计总发病率为97600例,死亡率为0.9%。

以色列曾从一些3米深的井内采取了20-440升地下水样。发现99份水样中有20份为病毒阳性。所分离的病毒有B6型Coxsackie病毒,6和7型埃可病毒,1型脊髓灰质炎病毒,以及一些未鉴定型别的病毒。

英格兰曾从两份地下水样中分离出了2型脊髓灰质炎病毒。

加纳阿克拉地区的3口井曾分离出1型脊髓灰质炎病毒和B3Coxsackie病毒。这些水井是专门挖掘的,以供人消耗用水。

地下水中的已知病毒种类较多。我们也发现了目前地下水中躲的最深(深达2km)的病毒,和拍摄到的最小的细菌。

首先,疑似最深的病毒,发现于俄罗斯。

2019年1月16日,由莫斯科国立大学的专家参与的俄罗斯科学家团队以命名,在托木斯克地区2公里深处发现了三种噬菌体病毒的DNA。莫斯科国立大学生物学家团队发现了从两公里深处提取的水中Caudovirales(有尾噬菌体目)的噬菌体病毒的DNA。

该井于20世纪50年代中期在托木斯克地区钻探,以寻找石油。然而,科学家们研究发现了热水。在水中检测到三种属于噬菌体病毒的环状DNA。现在,这些序列已列入GenBank数据库中,供世界各地的研究人员使用。未来,科学家计划研究病毒在西西伯利亚地区其他地下含水层中的传播,以及确定它们可以感染的细菌类型。

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图1 拍摄到迄今世界上最小的细菌体

此外,人类在2015年也拍摄到了地下水中的最小细菌。

据2015年《Nature Communications》报道,美国科学家首次拍摄到“极小细菌”的照片,它的体积平均为0.009立方微米。基于综合电子显微镜成像以及对该细菌的DNA描述,研究人员发现这种细菌非常微小,150个极小细菌才相当于一个大肠杆菌,而15万多个大肠杆菌叠加起来只相当于人类头发直径。

科学家是在地下水中发现这种极小细菌,并认为它们非常普遍。它们长有菌毛结构,很可能起到微生物交互作用,弥补生物合成能力。

02  地下水中病毒怎么迁移?

“花样繁多”的地下水中的病毒,又是怎么一步步来到地下水中的呢?

想知道病毒在地下水中的迁移情况,首先要知道病毒的尺寸和性质。

病毒之所以能够在土壤和地下水中发生迁移,主要是因为它的体积很小。如图2所示,病毒粒子的大小为0.02-0.3μm,几乎可以通过所有类型的土壤孔隙,甚至是有效孔径最小的粘粒孔隙。因此,可以用胶体过滤或者溶质吸附来描述病毒的吸附过程。

编辑:徐冰冰

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