基本信息
- 項目名稱：
- 三峽水庫萬州水域微生物污染監(jiān)測及定量風險評價
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 為了了解三峽水庫局部水域水體微生物污染狀況和健康風險，給三峽水庫糞便污染防治和健康風險管理提供科學依據(jù)。項目以三峽水庫萬州水域為研究背景，在2009.7至2011.1間利用MPN-PCR等技術對監(jiān)測水域不同監(jiān)測點和污水處理廠的水樣進行了菌落總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、糞鏈球菌、腸球菌、沙門氏菌、腸出血性大腸桿菌的監(jiān)測，并用數(shù)學模型對游泳者的病原感染風險進行了定量評價。
- 詳細介紹：
- 由于水環(huán)境污染或水系傳播而引起人類病原體感染仍是當今世界上危害范圍最廣的環(huán)境問題。隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染問題必然越來越受重視，這就要求能快速及時反映環(huán)境質量狀況和變化規(guī)律，以便采取有效的防治措施。 三峽水庫是我國新形成的一個特殊而重要的淡水資源庫。目前，對三峽庫區(qū)水體的監(jiān)測主要集中在化學需氧量、生化需氧量、溶解氧、有機物以及一些重金屬離子等指標，由于微生物監(jiān)測受時間和地域限制，對三峽庫區(qū)水體微生物污染監(jiān)測相對薄弱和滯后。為了了解三峽水庫局部水域水體微生物污染狀況和健康風險，給三峽水庫糞便污染防治和健康風險管理提供科學依據(jù)。本研究以三峽水庫萬州水域為研究背景，在2009年7月至2011年1月間利用平板法、MPN-PCR、最大可能數(shù)法和濾膜法對監(jiān)測水域上下游、支流回水區(qū)、取水區(qū)、城邊江水和污水處理廠的水樣進行了菌落總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、糞鏈球菌、腸球菌、沙門氏菌、腸出血性大腸桿菌的監(jiān)測，并用數(shù)學模型對游泳者的病原菌感染風險進行了定量評價。 研究結果顯示，三峽水庫防洪期的糞便污染指示微生物濃度明顯較高于蓄水期，支流回水區(qū)和城邊江水的指示微生物濃度明顯高于長江干流，污水處理廠進水口的指示微生物濃度顯著高于出水口，指示菌有隨溫度和入庫日流量降低而減少的趨勢。蓄水期（10月至次年5月），所有糞便污染指示菌濃度最低，且城市下游的濃度要高于上游，防洪期糞便污染指示菌濃度最高。蓄水期，98.7%（74/75）的長江干流和支流回水區(qū)為I－III類水質，25%（5/20）的城邊江水為IV類水質。在支流回水區(qū)沙門氏菌的檢測濃度最高，為21 MPN/L；在城邊江水和支流回水區(qū)腸出血性大腸桿菌的檢出濃度最高，為15 MPN/L。游泳者在三峽水庫游泳時的沙門氏菌和腸出血性大腸桿菌的平均感染風險分別在0.0012‰－0.016‰和0.0000011‰－0.000022‰之間，最高感染風險分別為0.063‰和0.000041‰。未成年人在三峽水庫游泳時的感染風險會更高，而職業(yè)潛水員的感染風險會較低。 研究表明，三峽水庫蓄水期水質較好，蓄水期間城市對三峽水庫的微生物污染是一個不可忽視的主要來源，防洪期是三峽水庫水質最差的時期。盡管糞便污染指示菌監(jiān)測顯示在萬州水域游泳絕大部分時間是安全的，但是在三峽水庫支流回水區(qū)、城邊江水和干流游泳，仍存在感染沙門氏菌和腸出血性大腸桿菌的健康風險。 通過本課題的研究：①獲得三峽水庫萬州水域蓄水前后水質微生物污染變化，以及城市對三峽水庫水質的微生物污染影響；②評價了三峽水庫水質微生物污染對游泳者的潛在健康風險。本研究所獲得的監(jiān)測和風險評價數(shù)據(jù)對三峽水庫水體污染防治和健康風險管理有重要的參考價值。同時，也對兩岸人民用水安全提供有效預警。并且研究前期部分成果以論文的形式發(fā)表《環(huán)境污染與防治》雜志上。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 了解三峽水庫局部水域水體微生物污染狀況和健康風險，給三峽水庫糞便污染防治和健康風險管理提供科學依據(jù)。課題組利用業(yè)余時間，以三峽水庫萬州水域為研究背景，在2009.7至2011.1間用MPN-PCR等技術對監(jiān)測水域不同監(jiān)測點和污水處理廠的水樣進行了菌落總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、糞鏈球菌、腸球菌、沙門氏菌、腸出血性大腸桿菌的監(jiān)測，并用數(shù)學模型對游泳者的病菌感染風險進行了定量評價。
科學性、先進性及獨特之處
- 以三峽水庫腹心萬州水域為背景，利用PCR等技術監(jiān)測糞便污染指示菌和病原菌，并用數(shù)學模型定量評價水體接觸時病原感染風險，首次全面對三峽水庫萬州水域水體糞便污染和風險評價研究，可量化三峽庫區(qū)面、源及點的污染程度。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 對三峽庫區(qū)水體進行微生物污染監(jiān)測及其風險評價，符合國家關于加強三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，確保三峽庫區(qū)水質安全的需要。通過本課題的研究：①達到了解三峽水庫特定水域蓄水前后水質微生物污染變化，以及城市對三峽水庫水質的微生物污染影響；②評價三峽水庫水質微生物污染對游泳者的潛在健康風險。本研究所獲得的監(jiān)測和風險評價數(shù)據(jù)對三峽水庫水體污染防治和健康風險管理有重要的參考價值。
學術論文摘要
- 為了了解三峽水庫局部水域水體微生物污染狀況和健康風險，給水庫糞便污染防治和健康風險管理提供科學依據(jù)。2009.7至2011.1間利用PCR等技術對采自三峽水庫萬州水域6個監(jiān)測點和3個污水處理廠的水樣進行了菌落總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、糞鏈球菌、腸球菌、沙門氏菌、腸出血性大腸桿菌（EHEC）的監(jiān)測，用數(shù)學模型對游泳者的病菌感染風險進行了定量評價。結果顯示，防洪期糞便污染指示菌濃度明顯高于蓄水期，回水區(qū)和城邊江水的指示菌濃度明顯高于長江干流。蓄水期間，98.7%的干流和支流水樣為III類以內水質，25%的城邊水樣為IV類水質，且城市下游的指示菌濃度要高于上游。支流回水區(qū)沙門氏菌的檢測濃度最高（21 MPN/L），城邊江水和支流回水區(qū)EHEC的檢出濃度最高（15 MPN/L）。游泳時的沙門氏菌和EHEC的最高感染風險分別為0.063‰和0.000041‰。研究表明，蓄水期間城市對三峽水庫的微生物污染是一個不可忽視的主要來源，盡管糞便污染指示菌監(jiān)測顯示在萬州水域游泳絕大部分時間是安全的，但是在三峽水庫支流回水區(qū)和城市江邊游泳仍存在感染沙門氏菌和EHEC的健康風險。
獲獎情況
- 本作品前期成果在《環(huán)境污染與防治》上發(fā)表。 王啟龍等. 三峽庫區(qū)水體微生物污染調查. 環(huán)境污染與防治（網(wǎng)絡版）, 2010, （9）：1－7.
鑒定結果
- 無
參考文獻
- 1、黃真理, 李玉樑, 陳永燦, 等. 三峽水庫水質預測和環(huán)境容量計算[M]. 北京: 中國水利水電出版社, 2006. 2、Savichtcheva O, Okabe S. Alternative indicators of fecal pollution: relations with pathogens and conventional indicators, current methodologies for direct pathogen monitoring and future application perspectives[J]. Water Res, 2006, 40(13):2463-2476. 3、Schijven J, de Roda Husman A M. A survey of diving behaviour and accidental water ingestion among Dutch occupational and sport divers to assess the risk of infection with waterborne pathogenic microorganisms[J]. Environ Health Perspect, 2006, 114(5):712-717. 4、 陳景春, 潘建華, 羅林. 重慶三峽庫區(qū)畜禽糞便污染研究[J]. 農業(yè)環(huán)境與發(fā)展, 2008, (2):100－104,118. 5、Schets F M, van Wijnen J H, Schijven J F, et al. Monitoring of waterborne pathogens in surface waters in amsterdam, the Netherlands, and the potential health risk associated with exposure to cryptosporidium and giardia in these waters[J]. Appl Environ Microbiol, 2008, 74(7):2069-2078.
同類課題研究水平概述
- 由于水環(huán)境污染或水系傳播而引起的病原體感染仍是當今世界上危害范圍最廣的環(huán)境問題。隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染問題必然越來越受重視，這就要求能快速及時反映環(huán)境質量狀況和變化規(guī)律，以便采取有效的防治措施。通常化學物質的濃度是可測定的，而生物性污染（如病原體污染）需要綜合評定。因此，環(huán)境病原監(jiān)測、污染分布和風險評價研究是十分必要、不可缺少的。風險評價是在20世紀40～50年代隨核工業(yè)的風險而作為一門正式學科出現(xiàn)，在20世紀50年代以來，安全風險在核工業(yè)、石油精煉工業(yè)、化學品加工工業(yè)以及宇航業(yè)中被廣泛使用。但危害評估是在1986年美國環(huán)保署公布“致癌風險評價指南”后才開始實行。病原體風險評價比較新，它始于20世紀80年代中期，但是它已經在一些發(fā)達國家在完善政府法規(guī)中初步得到了應用。目前，世界各國，特別是一些發(fā)達國家，對水源水的病原污染分析和風險評價體系建立十分重視，也取得了進展。但由于環(huán)境和地域的差異，不同水域的病原體污染情況和風險程度不盡相同，而病原風險評價研究和應用在我們國家還處于初步階段，特別是在新形成的三峽水庫，病原體污染狀況和風險評價不曾見報道。自從三峽工程建設以來，三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境，特別是三峽水庫的水質安全就倍受國家高度重視和世界的關注?！秶鴦赵宏P于推進重慶市統(tǒng)籌城鄉(xiāng)改革和發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2009〕3號）中分別強調指出：加強庫區(qū)生態(tài)環(huán)境建設，健全庫區(qū)生態(tài)環(huán)境保護體系，把三峽庫區(qū)建成長江流域的重要生態(tài)屏障，維護長江健康生命；加強三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)建設；加強城鄉(xiāng)污染綜合治理，以確保城鄉(xiāng)集中式飲用水源地和三峽庫區(qū)水質安全為重點。到2012年，環(huán)境保護和生態(tài)建設取得積極進展，三峽庫區(qū)長江干流水質達到Ⅱ類。到2020年，三峽庫區(qū)長江干流水質穩(wěn)定保持Ⅱ類。因此，對三峽水庫進行全面系統(tǒng)的病原體污染動態(tài)監(jiān)測，摸清病原體污染分布規(guī)律和評價其潛在健康風險十分必要，符合國家關于加強三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)建設，確保城鄉(xiāng)集中式飲用水源地和三峽庫區(qū)水質安全的需要。 但目前對三峽庫區(qū)水體的監(jiān)測主要集中在化學需氧量、生化需氧量、溶解氧、有機物以及一些重金屬離子等指標，由于微生物監(jiān)測受時間和地域限制，對三峽庫區(qū)水體微生物污染監(jiān)測相對薄弱和滯后。而微生物污染在某些程度上比化學污染更易造成傳染病的流行，影響和損失更加直接。
