当前世界环境

简介

水生生态系统的微生物污染是一个世界性的重大问题。人类和动物排泄物通常被认为对人类健康的风险更大，因为它更可能含有人类肠道病原体。这些病原体有时可能通过水和沉积物对环境和人类构成严重的健康危害。^1、2

帕德玛河是孟加拉国最大和最重要的河流之一，与拉贾沙市毗邻。因此，大量的生活和城市污水经常与它的水混合，最终污染了它。生活污水含有来自人类和其他动物的粪便物质。这些污染物减少了水中的氧气含量，并对其生物多样性产生不利影响。^3.由于人口的爆炸式增长，农业和工业活动的增加对帕德玛河的生物多样性构成了威胁。在这种情况下，对该河流的微生物污染进行评价是当务之急。水生生态系统中微生物的多样性很大，有时由于缺乏一致的、低成本的检测技术而难以识别。为了便于病原菌的鉴定，世界各国均采用总大肠菌群和粪大肠菌群细菌指标。⁴有时，大肠菌群细菌在清洁水中的存活时间有限，这使它们成为有机污染的可靠指标。⁵因此，在日常监测中，通常使用总大肠菌群和粪大肠菌群等粪便指示菌(FIB)来评估水的污染水平。水生环境的沉积物有时可能构成纤维原纤维的储层。众所周知，FIB在沉积物中比在地表水中存活得更好。^6、7还有FIB，评估霍乱弧菌也具有巨大的潜力，因为它在自然界是致病的，并经常出现在水生生态系统中。因此，本研究的目的是评价这些指标(总异养、总大肠菌群和粪大肠菌群)和致病菌(霍乱弧菌)，以调查这条河的细菌污染情况。

材料和方法

研究区域的选择

本研究在帕德玛河沿岸的T-Dam (Site-1)、Padma Garden (Site-2)、I-Dam (Site-3)和Talaimari (Site-4)四个不同的研究地点进行，覆盖了Rajshshi城市公司沿帕德玛河沿岸的大部分地区(图1)。研究地点的地理和拓扑特征如表1所示。采样是连续三个季节进行的即。2016年夏季，季风和冬季。

表1:采样点、采样码和研究点的拓扑特征

取样站	样本代码	坐标	拓扑特征
T-Dam	Site-1	纬度:N-24 42.41º21´´´ 经度:31.18 e - 88º34´´´	排放一些生活垃圾的污水，除娱乐活动外无人类活动。
莲花花园	site 2	纬度:N-24º21´42.30´经度:E-88º35´52.44´	直接排放菜市场排放的污水和屠宰排放的污水;从家用化粪池排出，多作为人类活动娱乐场所。
I-Dam	Site-3	纬度:N-24º21´34.95´经度:E-88º36´39.92´	污水直接从家庭化粪池排放，更多作为人类活动的娱乐场所。
Talaimari	Site-4	纬度:N-24 29.30º21´´´ 经度:30.55 e - 88º37´´´	没有人类活动，也没有排放入河的源头

图1:孟加拉国拉杰沙希市帕德马河沿岸研究地点的地图 点击这里查看图

细菌学的分析

为了进行细菌学分析，从各自的采样点采样沉积物表层(深度不超过10厘米)。样品被装在装有融化冰的冰盒中，以最快的速度送到实验室即。采样与分析之间的时间间隔小于3小时。在每个采样周期内，取三份重复样本，对三份重复样本进行细菌分析，记录每三份重复样本的平均值。每次共采集12个样本，本研究共采集36个样本进行分析。通过对约20%的样品进行重复收集，估计了细菌样品的现场采样和实验室分析的总变异。四种细菌的相对标准偏差(RSD)转换精度可达25%。总异养菌(THB)、总大肠菌群(TC)、粪大肠菌群(FC)和霍乱弧菌采用标准板计数(SPC)技术对沉积物进行分析。⁸在连续稀释样品时，称量1g沉淀物，并将其转移到含有9ml磷酸盐缓冲溶液的无菌试管中。使用涡流(iSwix VT模型)适当摇动试管以使样品均匀化。样品按1:10或10稀释^－1稀释。然后将每种稀释剂(0.1 ml)转移到含有各自细菌生长培养基的培养皿中。为了避免培养皿上的碎屑和沙粒负载过高，样品离心静置一段时间后，再用上清液的等分液接种于培养皿中。用本生灯轻燃镀膜板，去除镀膜过程中产生的气泡。培养板在37℃下孵育24-48小时，用数字菌落计数器(SC5型)进行最后的菌落计数。结果以菌落形成单位(cfu/g)记录。用于细菌定量计数的特定培养基及其产生的菌落颜色见表2。

表2:细菌定量分析的培养基和菌落着色

细菌类型	媒体	潜伏期	殖民地色彩
总异养细菌	营养琼脂	37â 24-48小时。	未指定。
总大肠菌	MacConkey琼脂		粉红色的
粪便大肠杆菌	伊红亚甲基蓝(EMB)琼脂		绿色金属光泽
霍乱弧菌	硫代硫酸柠檬酸胆盐(TCBS)琼脂		黄色的

统计分析

采用SPSS软件(20.0版本)和Microsoft Excel(10版本)对数据进行分析。分别用相关系数检验(r)确定细菌参数之间的关系。相关性被认为是显著的在0.01水平(双尾)。

表3:帕德玛河沉积物细菌参数的相关性(r) (N = 12)。

	有彩虹	TC	足球俱乐部	风投
有彩虹	1
TC	0.978**	1
足球俱乐部	0.951**	0.951**	1
风投	0.959**	0.939**	0.974**	1

关键词:THB =异养菌总数;总大肠菌群;FC =粪大肠菌群，VC =霍乱弧菌；N = No。样品;**相关性在0.01水平显著(2-尾)。

结果

帕德玛河沉积物中三个季节的全异养细菌(THB)数量如图2所示。THB数以夏季最高，其次为冬季和季风季节。所有采样点的THB计数在季风季节也较为一致，而在其他季节(夏季和冬季)也有波动。然而，THB的最高计数是在站点2 (20.60×10)⁶夏季±1.41cfu/g)和4号站点(3.46×10)的最低计数⁶±0.47cfu/g)。

图2:不同季节不同地点THB数量的变化 点击这里查看图

总大肠菌群(TC)数量在所有研究地点均为夏季高峰，冬季次之。在Site-2 (140.00×10)，夏季观察到的TC计数最高⁴±22.63 cfu/g)，最低的站点是Site-1 (2.88×10⁴±0.97 cfu/g)。

图3:不同季节站点TC计数的变化 点击这里查看图

粪便大肠菌群(FC)数量在夏季和冬季也有波动，在季风季节更为一致。在夏季，FC的最高计数记录在Site-2 (5.98×10)^3.±0.03 cfu/g)最低的是Site-4 (1.14×10^3.±0.11 cfu / g)。在冬季，FC计数在1.04×10之间^3.0.08±3.84×10^3.Site-4和Site-2分别为±1.00 cfu/g(图4)。

图4:不同季节各站点FC计数的变化 点击这里查看图

的均匀分布霍乱弧菌(VC)计数均在季风季节进行。在夏季，在Site-3 (3.85×10)记录了最高的计数⁴±0.26 cfu/g)，其次是Site-2 (3.45×10⁴±0.05 cfu / g)。在冬季，在Site-3 (2.48 ×10)也发现了最高的计数⁴±0.54 cfu/g)，最低计数在Site-4 (0.91×10⁴±0.07 cfu/g)(图5)

图5:不同季节各站点FC计数的变化 点击这里查看图

沉积物细菌参数之间的相关分析如表3所示。THB与TC呈显著正相关(r = 0.978)、THB及FC (r = 0.951)、THB及VC (r = 0.959)、TC及FC (r = 0.951)、TC及VC (r = 0.939)及FC与VC (r = 0.974)，分别为p < 0.01水平。

帕德玛河沉积物微生物质量评价如表4所示。根据沉积物质量指南，^9、10、11帕德玛河沉积物在季风期受THB中度污染，在季风期和冬季受THB中度污染的是第1、2和3个监测点。除第4点的冬季外，其余各调查点在夏季和冬季均出现中等数量的白桦种群。就FC而言，所有研究地点在季风季节几乎没有受到污染，而帕德玛河沉积物在夏季和冬季则几乎没有受到FC的污染。

表4:研究地点帕德玛河不同季节沉积物质量评价^9、10、11

细菌

细菌的数量

＊沉积物 质量

Site-1

site 2

Site-3

Site-4

年代

米

W

年代

米

W

年代

米

W

年代

米

W

有彩虹 (x 106cfu / g)

0.50

1

> 0.50 - -1.00

2

> 1.00 - -10.00

3.

√

√

√

√

√

> 10.00 - -50.00

4

√

√

√

√

√

√

√

> 50.00 - -100.00

5

> 100.00 -750。00

6

> 750.00

7

足球俱乐部 (x 103.cfu / g)

0.10 - -1.00

1

√

√

√

√

> 1.00 - -10.00

2

√

√

√

√

√

√

√

√

> 10.00 - -100.00

3.

> 100.00 - -500.00

4

> 500.00 - -1000.00

5

> 1000.00 - -10000.00

6

> 1000.00

7

关键词:THB =异养菌总数;粪大肠菌群;不。根据沉积物质量指南:THB, 1 = 0.50, 2 = > 0.50-1.00, 3 = > 1.00-10.00, 4 = > 10.00-50.00, 5 = > 50.00-100.00, 6 = > 100.00-750。00和7 = > 750.00。不。1 = 0.10-1.00, 2 = > 1.00-10.00, 3 = > 10.00-100.00, 4 = > 100.00-500.00, 5 = > 500.00-1000.00, 6 = > 1000.00-10000.00, 7 = > 1000.00;易分解有机物和粪便的装载程度:1-很少、2 -很少、3 -中等、4 -中等、5 -高、6 -非常高、7 -极高。S =夏季，M =季风，W =冬季。

讨论

城市污水、工业废水和农业径流是河流生态系统污染的主要来源。这些污染源可能因地点和季节的不同而有所不同。随着农业、城市化、工业化的迅速发展，河水污染已成为帕德玛河的普遍现象。在这种严峻的形势下，本研究对了解该河微生物污染水平的现状具有重要意义。

THB计数在Site-2 (20.60×10)最高⁶夏季为±1.41 cfu/g, Site-4 (3.46×10)最低⁶±0.47 cfu/g)。研究发现季节变化是决定Padma河细菌丰度的主要因素之一，这与，¹²世卫组织发现，在热带国家，季节性变化是微生物分布和丰度的驱动力。沉积物质量指南也显示了类似的结果，它表明在干燥的月份，帕德玛河的沉积物被THB中度污染。夏季站点2 (140.00×10)总大肠菌群(TC)计数最高，其次为THB⁴±22.63 cfu/g)，最低的站点是Site-1 (2.88×10⁴±0.97 cfu/g)。一般来说，大肠菌群数量较高的原因是河岸露天排便区人口的快速增长。除露天排便外，城市和工业污水的排放以及农业土地施肥的排水也导致了浓度的增加。在一项由¹³在井水中比较生物体的存活情况表明，大肠菌群的半衰期为17小时，这证实了大肠菌群作为水适宜性指标的有效性。因此，细菌种群数在夏季达到最大值，说明河流水质恶化，可能与生活垃圾和排泄物直接进入河流有关。然而，有时沿着河岸的露天排便有助于上述过程。城市废物的处理大部分是通过位于2号场地的排水管进行的，这可能是该地点总大肠菌群较高的一个原因。另一方面，由于细菌在水生环境中的生长受温度季节性变化的影响，¹⁴冬季总大肠菌群数量最低可能是由于气温较低，不利于细菌种群的复制。粪便污染是由原始和部分分解的污水物质的存在引起的;因此，它是评价水环境中粪便污染的最佳指标。¹⁵在Site-2 (5.98×10)也记录了最高的FC值^3.±0.36 cfu/g)在夏季最低，在Site-3 (0.16×10)^3.±0.08 cfu/g)。2号场地的特点是污水和市政处置量高，这导致粪便大肠菌群水平较高，¹⁶细菌数量高的原因是加纳Densu河的生活污水污染。然而，有时野生动物和家畜的直接排便和排尿也会污染河流的地表水。¹⁷总大肠菌群和粪便大肠菌群浓度较高也与降雨和污染源密切相关。¹⁸而粪便大肠菌群浓度在夏季较高，可能与水体水位低、有机质含量高和适宜生长的营养支持有关。这一发现也支持了泥沙质量评价的结果。根据沉积物质量指南，帕德玛河的沉积物在湿润月份被FC污染很少，而在干燥月份被相同的细菌剖面污染很少。在本研究中，细菌种群值在雨季下降，这是由于雨水通过洪水造成的稀释。同样的,霍乱弧菌在Site-3 (3.85×10⁴(±0.26 cfu/g)，以Site-1和Site-3 (0.15×10)最低⁴±0.06和0.15×10⁴±0.07 cfu/g)。可能的原因较高霍乱弧菌夏季可能是由于水位低，污水污染增加，这与早期的研究结果一致¹⁹谁做过季节性变化的研究霍乱弧菌(非o1)来自加州沿海水域。因此，生活在Site -2和Site-3沿线的人群暴露在THB、TC、FC和霍乱弧菌他们利用帕德玛河的地表水，尤其是在旱季。然而，目前的细菌污染可能导致生态系统退化，这可能对帕德玛河的生态生命造成毁灭性的影响。

沉积物细菌参数间相关性分析显著(p < 0.01)正相关，这意味着所有的细菌种群之间是相互关联的，可能来源于相同的来源。因此，通过确定和实施无害生态的处理过程来解决主要点源污染问题，可以确保更好地管理帕德玛河的地表水。在这种情况下，政府可以实施生态卫生作为一种可持续的方法，这也可以促进废物作为农业肥料的适当使用。^20.

结论

本研究以帕德玛河沉积物为研究对象，评价其细菌污染程度。本研究结果表明，根据泥沙质量指南，THB对底泥的污染程度为中-中高，FC细菌对底泥的污染程度为极低至极低。这说明在干旱月份，河道沉积物受到指示菌和致病菌的污染明显，尤其是2号点和3号点。因此，本研究建议加强对当地家庭和其他水污染行业排入河流的废物的控制，并对这些污染物在排入河流系统前采取适当的预处理措施。

确认

作者感谢孟加拉国人民共和国政府科技部为这项研究工作提供国家科学技术奖学金和相关资金。

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