大肠杆菌正在失去其作为粪便指示细菌的可靠性吗？

作者：苏米亚·加格

在过去的50年中，水被循环利用到溪流，小河，河流，河口，海洋和湖泊的方式发生了巨大变化。 污水处理已成为维持环境和人类安全与健康的基本要求。因此，每一个市政和工业废水排放者若在其排放的废水中排放一些微污染物，都有责任确保有害物质的水平在规定的范围内。

美国环境保护署(环境保护署)在国家污染物排放消除系统(NPDES)下监测和管制这种排放。NPDES是1972年根据《净水法案》建立的一个许可证项目，旨在规范向国家水域排放污染物1。除马萨诸塞州、新罕布什尔州、新墨西哥州、哥伦比亚特区、美国属地和联邦及部落地区外，EPA已授权各州根据EPA的指导方针自行发放NPDES许可证。除了对污染物水平设定一般限制外，EPA还授权地方和州机构根据当地环境的需要设定自己的阈值。

EPA大致确定了以下五类污染物2：

1. 需要氧的物质，如有机物和氨;
2. 病原体;
3. 营养物质;
4. 无机及合成有机化学品，例如洗涤剂、药物等
5. 热污染，即排放水的温度高于接收水的温度。

当涉及到废水处理，尤其是污水处理时，消毒的主要目标是清除鸟类、动物和人类粪便中的污染物。为了确保已从处理后的废水中充分去除了致病细菌，病毒和原生动物，当局依靠检测在人和动物肠道中是否存在某些细菌来进行检测。这些细菌被称为“粪便指示细菌”(FIB)，或者简称“指示生物”，这些细菌的存在超出阈值限制表明被测水中存在多种致病微生物。几十年来，饮用水安全测试一直完全依赖于检测粪便大肠菌群和链球菌的存在。然而，这种情况可能很快就会改变。

2014年的一项研究估计，全球有近18亿人的饮用水受到了粪便污染3。这在一定程度上可归因于水的消毒不充分和不当；但是，更大的原因是现有FIB的检测不足。直到最近，检测饮用水中FIB才涉及测量总大肠菌群，粪便大肠菌群和粪便链球菌的每毫升菌落形成单位（cfu / mL）。 然而，环保局现在建议专门针对大肠杆菌和肠球菌进行额外地检测，以评估饮用水的安全性4。 但是，仍然存在几个问题：

• 大肠杆菌在肠道外不能存活很长时间，这使得它的检测在靠近污染点或污染事件时更可靠；
• 可靠地测量大肠杆菌菌落是很难，因为它的数量很容易被其他粪便细菌超过；
• 根据天气情况，大肠杆菌可以在未受污染的样本中自然发现
• 培养大肠菌相当困难，导致假阴性检测结果
• 肠球菌天然存在于土壤和沉积物中，因此难以准确解释检测结果
• 当前的测试未捕获到贾第鞭毛虫，隐孢子虫，霍乱弧菌和沙门氏菌等主要病原体；

低成本，简便和快速的测试是当局继续依赖大肠杆菌测试的主要原因。 在这种混合物中添加肠球菌测试可大大提高对饮用水中粪便污染的准确识别。德克萨斯州和缅因州在这方面已采取了有意识的步骤，并选择使用肠球菌检测作为一种可靠的机制，以衡量废水排放到海洋或墨西哥湾时是否得到了充分消毒。随着qPCR等新的分子检测技术日益成为主流，全球标准可能很快会发生变化，从而改善水安全和公共卫生。

尽管我们知道氯和其他氧化剂可有效消除大部分细菌，但紫外线(UV)已经得到了人们的偏爱和欢迎。紫外线减少了人类接触危险化学物质的机会，并减少可能导致鱼类，哺乳动物，底栖大型无脊椎动物和其他敏感水生动物死亡的意外排放。自从最初使用氯以来，该行业已经有所发展，现在我们已经证明，其他消毒方法对于消除这些不良因素（物料处理、混合或储存问题）具有重要价值。

参考资料

1. https://epd.georgia.gov/forms-permits/watershed-protection-branch-forms-permits/wastewater-permitting
2. https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/primer.pdf
3. .Bain, R., Cronk, R., Hossain, R., Bonjour, S., Onda, K., Wright, J., . . . Bart, J. (2014年, 8月). 基于系统的综述，对通过饮用水暴露于粪便污染的全球评估。热带医学和国际卫生，19(8), 917-927. doi:10.1111/tmi.12334
4. https://archive.epa.gov/water/archive/web/html/vms511.html