埃及 Sharkia 省游泳池微生物污染与理化特性综合评估及天然抗菌剂的抗污染应用研究

本研究针对埃及 Sharkia 省游泳池水质安全与污染控制问题，系统开展了游泳池水体微生物污染与理化特性的综合评估。研究人员通过采集144份水样，分析了理化指标和微生物污染状况，发现铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）为主要污染物；进一步筛选出肉桂热水提取物和丁香油等天然抗菌剂，证实其组合使用可显著抑制耐药菌株，并在现场应用中完全消除微生物污染，为天然抗菌剂在游泳池水处理中的应用提供了理论与实践依据。

　　

在全球范围内，游泳池已成为运动、休闲和康复的重要场所，但其水质安全与污染控制问题在发展中国家尤为突出。埃及 Sharkia 省的游泳池水质监管存在不足，微生物污染及相关健康风险尚未得到充分认识。尤其值得注意的是，随着游泳池使用频率的增加，由水体污染引发的传染性疾病发病率呈上升趋势，这可能与游泳者直接或间接接触污染水体及设施有关。此外，水体理化特性的异常（如温度、碱度及余氯含量不达标）会进一步影响消毒效果，加剧微生物污染问题。耐药菌株的出现更是给传统化学消毒方法带来了严峻挑战。因此，开展区域性游泳池水质综合评估并探索天然、安全的抗菌替代方案显得尤为迫切。

本研究旨在系统评估埃及 Sharkia 省游泳池水体的微生物污染状况及理化特性，筛选有效的天然抗菌剂（植物提取物和精油），并验证其在实际应用中的效果。研究人员采集了来自8个游泳池的144份水样，覆盖不同季节、使用状态（使用前、使用后及满负荷时）和地理区域，以全面反映水质状况。通过标准微生物学方法检测了指示菌（如铜绿假单胞菌、大肠杆菌等）及寄生虫和真菌污染，同时分析了包括温度、pH、碱度、余氯等在内的多项理化指标。此外，研究利用16S rDNA测序和系统发育分析对耐药菌株进行了精确鉴定。通过测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC），评估了多种植物提取物和精油的抗菌活性，并采用棋盘格实验分析了不同抗菌剂组合的协同效应。最终，选取最有效的抗菌剂组合进行了现场应用试验，比较处理前后游泳池水体的理化及微生物指标变化。

主要技术方法包括：水样采集与预处理（添加硫代硫酸钠中和余氯）、微生物培养与鉴定（膜过滤法、显色培养基及生化试验）、理化参数测定（分光光度法、滴定法等）、植物提取物与精油的制备（水提、醇提及蒸馏法）、抗菌活性测试（纸片扩散法、肉汤稀释法测定MIC/MBC）、分子生物学技术（16S rDNA测序与系统发育分析）以及现场应用试验。

物理分析结果

144份水样中，51%符合物理标准，49%不符合。温度是导致不符合的主要因素（82.9%样本不达标），所有样本在颜色和气味上均符合标准。游泳池D和H的合格率最高（100%），而游泳池C的合格率最低（100%不合格）。

化学分析结果

仅27.1%的样本符合化学标准，72.9%不符合。碱度和结合氯是导致不合格的主要化学参数，不合格率分别为54.3%和53.3%。所有样本在硫酸盐（SO₄）、高锰酸钾（KMnO₄）、总磷（PO₄）、锰（Mn）、酚、油脂等指标上均符合标准。

微生物分析结果

85.4%的样本符合微生物标准，14.6%不符合。铜绿假单胞菌（57.1%）和总大肠菌群（52.4%）是主要的污染微生物。游泳池E的不合格率最高（50%），而游泳池A、D、F、H和J则完全合格。

不同时间段的不合格分布

物理不合格率在时间周期2（1-2月）最高（30%），化学不合格率在时间周期4（5-6月）最高（21%），微生物污染在时间周期4和5（5-8月）均达到33.3%的高峰。

不同运行状态下的不合格分布

物理和化学不合格率在不同运行状态下无显著差异（32.9-35.2%），而微生物不合格率在使用后状态（af）最高（52.4%），使用前状态（be）最低（9.5%）。

植物提取物的抗菌活性

肉桂热水提取物、丁香醇提取物和迷迭香醇提取物表现出最强的抗菌活性，其中肉桂热水提取物的MIC范围最窄（256-2048 μg/mL）。

植物精油的抗菌活性

丁香、辣木籽和迷迭香精油抗菌活性最强，肉桂精油次之。丁香精油的MIC范围为16->2048 μg/mL，而芦荟和番石榴精油活性最低。

抗菌剂组合的协同效应

肉桂热水提取物与丁香精油的组合对耐药铜绿假单胞菌菌株（E fl(3)）表现出协同效应（FICI≤0.5），对E af(4)菌株则具有相加效应。

16S rDNA测序与系统发育分析

通过16S rDNA测序鉴定出最耐药的菌株为E af(4)-铜绿假单胞菌（GenBank登录号OR240866），系统发育分析确认其与已知铜绿假单胞菌菌株高度同源。

现场应用效果

现场应用肉桂热水提取物与丁香精油组合后，游泳池的微生物污染完全消除（合格率从50-66.7%提升至100%），但部分理化指标（如温度、碱度）的合格率略有下降。

本研究系统评估了埃及 Sharkia 省游泳池水体的微生物污染与理化特性，发现铜绿假单胞菌是主要的污染微生物，且理化参数的不合格（如温度、碱度和余氯）显著影响微生物安全性。通过筛选天然抗菌剂，研究发现肉桂热水提取物和丁香精油具有显著的抗菌活性，两者组合使用时对耐药菌株表现出协同效应。现场应用证实该组合可完全消除微生物污染，但会对部分理化指标产生轻微影响。这一研究为天然抗菌剂在游泳池水处理中的应用提供了重要理论与实践依据，建议未来通过纯化活性成分等方式优化其应用效果，以兼顾微生物安全与理化指标的稳定性。研究成果发表于《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》，对提升发展中国家游泳池水质安全管理水平具有重要参考价值。