晴れた夏の日にビーチに到着すると、閉鎖されていることに気付くと想像してみてください。標識には、「バクテリアレベルが高い。水泳はお勧めしません。現時点では、病気のリスクが高まっています。」
舞台裏では、郡または州の役人が水質を監視している一方で、研究者が状況を詳しく調べている可能性があります。細菌レベルの増加の原因は何ですか?水に過剰な汚染物質が含まれていませんか?州または地方政府機関が使用する基準は、公衆衛生を保護するのに十分ですか?ビーチやその他の水域が安全かどうかを判断する他の方法はありますか?自然の生息地、水源、および人間と野生生物の水の遊び場として機能する水域の健康状態を評価することは、すべての人を安全に保つための政策と慣行を実施する上で非常に重要です。
水域の糞便汚染は人間の健康に悪影響を及ぼす
糞便汚染は、水域で細菌レベルが上昇した場合の一般的な原因であり、潜在的な健康への影響は不快要因をはるかに超えています.糞便汚染は病原性微生物を水に運び、軽度の下痢から生命を脅かすコレラまたは溶血性尿毒症症候群まで、さまざまな病気を引き起こす可能性があります。人間や牛や家禽などの他の動物からの糞便汚染は、これらの糞便源が人間の病原体を含む可能性が高いため、特に危険です.
100 年以上にわたり、糞便性大腸菌群などの糞便指標細菌 (FIB)、E.大腸菌 、および腸球菌は、糞便汚染について警告するための州/連邦規制ツールとして機能しています。しかし、欠点は、これらの細菌はほとんどの動物の糞便に広く存在し、豊富であるため、糞便源に関する情報を提供しないことです.糞便汚染の原因を理解しないと、人間の健康へのリスクを正確に見積もることができず、さらなる汚染の防止は効果がありません。多くのシナリオにおけるFIBの最も苛立たしい欠陥の1つは、糞便汚染が野生動物などの自然源に由来する可能性であり、下水汚染の場合に必要とされるものとは非常に異なる管理措置を示唆する.
これらの欠点のため、微生物源追跡 (MST) 技術は、水域の糞便汚染源を特定するための代替方法として浮上しています。 MST マーカーは、糞便汚染に寄与することが知られている種の消化管に関連する細菌の遺伝子を標的とします。人間、牛、家禽、シギ・チドリ類。これらのマーカーは、糞便汚染の主な原因を特定し、管理組織をより的を絞った改善計画に導くのに役立ちます。
糞便汚染の原因を特定することで、管理上の意思決定が改善されます
この研究では、野生生物保護のために管理されている中央フロリダ流域の糞便汚染源を特定することに着手しました。流域内の鳥の豊富さと流域の上流の都市/郊外開発の存在を考慮して、鳥に関連する MST マーカー、GFD、および人間に関連する MST マーカー、HF183 を使用して、可能性のある糞便汚染源を区別しました。 .ほぼ 3 年間、私たちは毎月、水、堆積物、植生のサンプルを収集しました。すべての環境サンプルから糞便性大腸菌群、腸球菌、GFD、および HF183 のレベルを定量化しました。
平均して、堆積物と植生は水と比較して高いレベルの FIB を保有していました。これは予想されたものであり、これらの環境サンプルが FIB の貯水池として機能する可能性があるという以前の研究を裏付けています。堆積物や植生が定期的に古い糞便源からの FIB で水域を氾濫させる場合、水を監視するだけでは糞便汚染のリスクを正確に描写できない可能性があります。高レベルの FIB は、鳥の個体数が密集すると同時に、特に渡りの月に発生しました。
鳥に関連する GFD マーカーは、すべてのサンプル タイプで一貫して検出され、頻繁に高レベルで発生しました。逆に、ヒト関連マーカー HF183 は散発的に低レベルで検出されました。さらに検査を行ったところ、地元の鹿の糞便サンプルで、人間関連マーカーが陽性であることがわかりました。予測モデリングにより、環境サンプルの種類が FIB レベルの最良の予測因子であることが確認されましたが、MST マーカー レベルの予測には時間的要因 (つまり、月と年) がより重要でした。全体として、FIB マーカーと MST マーカーの両方を使用して得られた証拠により、流域における糞便汚染の主な原因は人間ではなく鳥であるという結論に達しました。
将来の水質維持
特に世界人口が拡大し続け、自然災害が既存の水源を脅かしているため、水質はますます大きな問題となっています。ハリケーン フローレンスがカロライナ州の養豚場と養鶏場に与えた最近の影響は、品質を監視するための新しいアプローチが緊急に必要とされる理由の一例です。この研究で見つかった結果を考えると、FIB と MST 技術を併用することで、時間の経過とともに水質を維持および改善するための方向性が示される可能性があります。
これらの調査結果は、ジャーナル Water Research に最近掲載された「微生物源追跡 (MST) による糞便指標細菌の野生動物源の決定が規制上の決定に影響を与える」というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、フロリダ州タンパにある南フロリダ大学の統合生物学部門のカリーナ H. グエン、キャロライン セナイ、スザンヌ ヤング、ビナ ナヤック、アルド ロボス、ジェームズ コンラッド、およびヴァレリー J. ハーウッドによって実施されました。
