饮用水中隐孢子虫和贾第虫问题的研究现状

饮用水中隐孢子虫和贾第虫问题的研究现状 饮用水中隐孢子虫和贾第虫问题的研究现 状 ? 水质分析与监测? 饮用水中隐孢子虫和贾第虫问题的研究现状 山东省莒县自来水公司徐厚坤 山东省莒县房地产管理局扈明媚 二十世纪七十年代以来,在欧洲和北美等地区陆续出现以 饮用水为媒介的病原性原生动物污染问题,已经引起发达国家 有关政府和相关领域专家的关注.其中以隐孢子虫和贾第虫为 代表的原生寄生虫的处理技术成为研究热点我国目前该领域 的研究刚刚起步,对”两虫”控制尚缺乏有效的手段和两虫的 检测也仅限于极少数供水企业,随着水源水污染的日益严重, “两虫”对饮用水安全带来的潜在威胁将成为今后水处理研究 领域面临的技术难点. 1隐孢子虫和贾第虫的出现及危害 1.1”两虫”的生物学特征 隐孢子虫(Cryptosporidium)和贾第虫(Giardia)是一 类寄生在人和动物体内的原生动物,隐孢子虫主要包括C. parvum,C.baileyi,C.meleagriidis,C.muffs和C.serpentis, 其中C.parvum是已知唯一感染人类的隐孢子虫.贾第虫 (Giardia)主要包括G.intestinalis和G.muris,其寄主分别为 人类和老鼠.人可以通过饮用被污染的水或在游泳,娱乐用水 中被感染. 隐孢子虫的卵囊呈圆形或椭圆形,直径在4,6um,成熟的 卵囊中有1个残留体和4个裸露的子孢子.成熟的卵囊进入人 体后发育成滋养体,再经I型裂殖体第二代滋养体和?型裂 殖体发育阶段后,产生雌,雄配子结合成合子,最后又发育成卵 囊,延续周而复始的生命循环.贾第虫由孢囊和滋养体两个不 同的发育阶段组成,孢囊成椭圆形,长约8,18um,宽约5, 15um,成熟的孢囊具有4个核,表面包裹一层较厚的囊壁,具 有非常强的环境抗性.如同隐孢子虫一样,贾第虫卵囊进入人 体后在十二指肠完成使命循环. 1.2”两虫”的危害 “两虫问题在世界范围内普遍存在,由于其在供水系统 中存活时间较长,对氯等消毒剂的耐受性高,存在”两虫”污染 的水对供水安全造成极大威胁.研究表明:隐孢子虫的致病剂 量为l,10个活孢囊,贾第虫的致病剂量为10,100个活孢 囊.自1984年美国的德克萨斯州发生第一起由供水系统引起 的大规模水传播媒介的隐孢子虫病以来,迄今为止全世界已在 6大洲80多个国家至少300个地区发生过隐孢子虫和贾第虫 引发的疾病.感染隐孢子虫和贾第虫病后常规症状是腹泻,可 伴随脱水,腹痛,发烧和恶心呕吐.免疫力健全者一般症状可持 续1,2周,但对人体免疫缺陷病毒(HIV)感染者和患有免疫 缺陷综合症(AIDS)的人群会危及生命,且目前对”两虫”病 尚无特效治疗药物.但有研究表明,感染后即使健康人群也存 在致死的危险:如1993年美国WisconisnMilwaukee的水厂 供水系统被C.parvum污染,导致40多万人感染,至少69人 死亡. 1.3”两虫”污染的研究现状 隐孢子虫和贾第虫在水环境中普遍存在.Graun等人对美 国西部4座水库和8条河流调查结果表明,隐孢子虫在地表水 中卵囊个数平均为1个/L,最高达3个/L,最低为0.21个 /L;Natl等人对英国6个地下水源调查发现,3个检测结果为 隐孢子虫呈阳性;Carrie等人对美国23个州199个地点463 个水样的检测发现,12%的水样呈隐孢子虫或贾第虫阳性;我 国目前能够从事病原性微生物检测的供水企业较少,初步检测 发现我国一些水源水确有”两虫”致病原生动物的存在. 饮用水常规处理工艺无法有效去除”两虫”类致病原生 动物,由于国外居民大都生饮水,导致由其引发的供水媒介疾 病传染事件普遍存在.在北美洲腹泻患者中,隐孢子虫检出率 为0.6%-4.3%,欧洲检出率为1%,2%,在亚洲,非洲等地检 出率高达3%,4%,我国的江苏,安徽,山东,湖南等省每年均 有”两虫”感染的病历报道.调查表明,如果在生饮水的情况 下,我国一个水源水质较差的地区其感染率可高达20%. 由于生活方式的不同,在习惯饮用生水的欧美国家”两 虫”问题突出,相应的处理技术研究起步较早,而我国传统习 惯饮用开水,从而在很大程度上降低了”两虫”等生物的致病 风险.但随着饮用水水质标准的提高,特别是直饮水的需求增 加,对于”两虫的研究正成为我国饮用水处理领域的研究热 点. 2各国的饮用水水质标准 目前各国针对”两虫”类致病性原生动物制定了相应的 供水水质标准:美国在((国家基本饮用水污染物标准》规定,肠 氏贾第鞭毛虫和隐孢子虫在水中的最大污染物目标是 0/100L;英国(1999)供水标准中的贾第鞭毛虫包囊和隐孢子 虫卵囊均小于0.1个/L;欧共体饮用水卫生标准中规定,供水 城镇供水?.3200779 应保证包括隐孢子虫在内的致病微生物不存在对人健康的潜 在危险,我国目前提出饮用水中贾第鞭毛虫孢囊和隐孢子虫卵 囊的限值小于1个/10L. 3两虫在饮用水处理中存在问题的研究 3.1检测手段及存在问题 当前,免疫磁珠分离一免疫荧光分析(IMS—IFA)是国际 上普遍采用的隐孢子虫卵囊检测分析,该方法利用滤筒富 集大量水样,经洗脱后,离心收集沉淀,然后利用IMS将卵囊 从其它杂质中分离出来,最后通过IFA在荧光显微镜下观察 计数,利用微分干涉(D.I.C)镜检确认.该方法工作量大,耗 时长,回收率差异较大,可比性不高,检测的准确度依赖于试验 员对卵囊显微特征的掌握和实际经验.因此,检测的结果往往 滞后实际水处理时间,难以适时提供准确的水质信息.近年来, 利用分子方法检测水样中隐孢子虫技术正在为人们所关注,其 中免疫磁珠分离一聚合酶链反应(IMS-PCR)最为成熟,其原 理是隐孢子虫卵囊经IMS技术从其它杂质中分离后,根据隐 孢子虫基因序列设计内,外两对引物,利用巢式PCR特异性增 扩其18srRNA基因可变区1056bp和435bp目标片断,通过 引物的比对进行检测.该方法提高了隐孢子虫检测的准确度和 缩短了检测时间,但仍然无法做到适时的评价水厂的供水水质 的生物安全性. 为此,欧美等国家的水厂目前多用其替代指标来控制饮用 水中的”两虫”污染物.美国对水中”两虫”与颗粒物数量的相 关关系进行了深入研究,发现当水中粒径>2m的颗粒数超 过100个/mL时,水中存在”两虫”的几率很大.为了确保水 质,美国很多水厂对滤池出水中大于2rn颗粒物的数量都控 制在5O个/mL以下,而宾州则规定出水中3,18m的颗粒 数<10个/mL. 3.2常规工艺处理效能 隐孢子虫卵囊和贾第虫孢囊的粒径在4,10几urn之间, 对常规工艺的混凝,沉淀和过滤工艺提出了更高的要求.卵囊 表面带有负电荷,其去除机理与去除水中的带负电荷粘土胶体 类似,影响常规水处理工艺对孢子虫卵囊去除效果的主要因素 有原水水质,混凝剂种类与投加量,过滤介质和过滤速度等. ? 水质分析与监测? Swertfeger等研究证明石英砂滤料去除效果较差,而煤,砂双 层滤料去除效果相对较好;LeChevallier等总结66个水厂的 实际运行结果表明,当原水中的隐孢子卵囊含量为正常的环境 含量时,常规水处理工艺的去除率一般在99%左右,多数水厂 能保证良好的处理效果.但当水源水污染严重或暴雨造成原水 浊度异常偏高时,会发生原生动物的泄漏.我国现在水源水的 微污染普遍存在,因此一旦发生”两虫”污染对供水安全的影 响不容乐观. 一 旦”两虫”穿透滤池,目前采用的氯消毒工艺难以灭活 这些原生动物及其孢囊,灭活99%的隐孢子虫卵囊所需氯的 CT值高达7200mg.min/L.同样研究表明,1.3mg/L的二氧 化氯接触60rain,或80ing/L的氯胺接触90min,对隐孢子虫 孢囊的灭活率仅有90%.臭氧是目前唯一能够在正常剂量下 有效灭活隐孢子虫等病原体的消毒剂,研究证明:臭氧投加量 为lmg/L,接触5,10min时,对卵囊的灭活率为90~/,,但臭氧 消毒要在较低TOC浓度下才能获得较好的灭活效果,臭氧消 毒能产生有害的副产物,要控制投加量和接触时间,调整投加 方式和位置,以保证消毒副产物溴酸盐不超出规定值(WHO的 推荐标准为0.025mg/L). 有研究发现,紫外消毒对灭活”两虫”的效果较好,但目 前尚处于起步阶段,对紫外灭活”两虫”的机理尚无明确的定 论. 我国水源水污染日益严重,水厂多采用常规处理工艺,水 厂的检测水平相对落后,随着饮用水水质标准的提高,对”两 虫”问题的有效处理任重道远. 4结语 不断检测出水环境中隐孢子虫的存在,特别是处理后饮 用水中隐孢子虫的存在可导致隐孢子虫病的爆发流行,对饮用 水安全构成潜在威胁.我国现有的净水工艺设施和技术水平较 低,水源水普遍遭到污染,.因此,有必要根据我国的国情针对 “两虫”问题,开发有效的控制措施和防治方法,避免介水”两 虫”病暴发流行. 作者通联:0633—3909005 无锡称太湖新蓝藻未影响饮用水源地 中国气象局国家卫星气象中心15日监测发现,太湖水域中西部及北部出现大范围蓝藻.无锡,常州等太湖周边城市的有关部 门说,目前此次蓝藻未对城市的饮用水源地遣成影响. 发现蓝藻后的15日夜,无锡市迅速增加了对梅梁湖,贡湖自来水取水口水域的夜间巡视,观测藻类的分布情况,国家有关部门 也到现场共同观测.两天来,无锡市太湖水域藻类集聚的程度与前几天相比无特别明显变化. (摘自中国水网) 80城镇供水No.32007