综述:病原体在水中能存活多久?一项系统综述

《Frontiers in Microbiology》:How long do pathogens persist and survive in water? A systematic review

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5

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  水生病原体在不同环境(温度、pH、生物膜)下的存活时间及对水处理策略的影响,系统综述了58项研究。细菌平均存活28天,最长存活621天;病毒平均存活22天,最长1095天;寄生虫平均存活30天。低温、中性至弱碱性pH及生物膜显著延长存活时间,挑战传统水处理技术,需加强多屏障消毒和实时监测。

  水是传播病原体的重要媒介,这些病原体可能导致多种水传播疾病。不同环境条件会影响水中的病原微生物的存活时间,理解这些病原体在不同水体中的存活和持续存在情况对于评估水质安全和指导水处理措施至关重要。本研究系统地分析了不同水环境中病原体的存活和持续时间,并探讨了温度、pH值等外部条件对病原体持续存在的影响。研究结果表明,水中的病原微生物可以存活和持续存在较长时间,这对水传播疾病的防控提出了新的挑战,也凸显了当前水处理策略的不足。

在水体中,细菌是最常被研究的病原体群体,平均存活时间为28天,最长可达621天,尤其是在低温和淡水环境中。大肠杆菌O157:H7和沙门氏菌是研究最多的细菌,它们在淡水和生物膜中可以存活数周至数月。病毒的平均存活时间约为22天,但某些病毒,如人类诺如病毒,能在表面水中存活超过70天,甚至在极端pH条件下也能保持活性。寄生虫和原生动物,如致病性隐孢子虫和蓝氏贾第虫,平均存活时间约为30天,它们能够在极端条件下存活,并且常受益于生物膜的保护。真菌虽然研究较少,但如耐药性真菌Candida auris能在水中存活长达30天,显示出其作为水传播病原体的潜力。

温度是影响病原体存活和持续存在的重要因素。在低温条件下,大多数病原体的存活时间显著延长,而高温则会加速其死亡。例如,大肠杆菌在河流水中的存活时间在8°C时达到37天,而在18°C时则为25天。这种温度对病原体存活的影响,提示我们在设计水处理和消毒策略时,需要考虑到温度变化对病原体存活的影响。同样,真菌在低温和中性pH环境中表现出更强的存活能力,某些种类甚至能在无菌水中存活超过7年。

pH值同样对病原体的存活和持续存在产生重要影响。大多数病原体在中性到略微碱性的环境中能够更好地存活,而在极端pH条件下则会快速失去活性。例如,大肠杆菌在pH值为12的反渗透水中仅能存活6分钟,而在pH值为7.5的灌溉水中则能存活7天。这表明,pH值的调控可能是水处理中重要的一个环节,尤其是在面对水传播病原体时,合理的pH值管理有助于提高消毒效果。

生物膜是病原体存活的重要庇护所。许多细菌、病毒和寄生虫在生物膜中能够保持较长的存活时间,这使得它们在经过处理的水系统中仍然具有潜在的威胁。例如,军团菌在饮用水生物膜中可以存活长达850天,而李斯特菌则在生物膜中能存活47天。这些发现强调了生物膜在病原体持续存在中的作用,也提示我们需要在水处理过程中更加重视生物膜的管理和控制。

研究还发现,水体类型对病原体的存活时间有显著影响。例如,某些病原体在海水中的存活时间明显短于在淡水中,这可能与海水中的高盐度有关。而在污水处理系统中,某些病原体如大肠杆菌和沙门氏菌能够存活超过28天,甚至在经过消毒处理的水中也能维持较长的存活时间。这表明,现有的水处理技术可能不足以完全消除所有病原体,特别是在处理后的水系统中,仍然存在一定的风险。

本研究还指出了水传播病原体研究中的局限性。尽管细菌的存活和持续时间已被广泛研究,但病毒、寄生虫和真菌的相关研究相对较少。此外,检测方法的选择也会影响研究结果,例如传统的培养方法可能低估了某些病原体的存活能力,而分子生物学方法虽然能提供更准确的数据,但也存在对非活性病原体检测的局限性。因此,未来的水传播病原体研究需要更加综合的方法,结合不同的检测技术和环境模拟,以更好地理解病原体在复杂水环境中的行为。

研究结果对公共卫生政策和水处理实践具有重要的指导意义。为了减少水传播疾病的风险,我们需要加强水质监测,优化消毒措施,并重视生物膜的管理。同时,应加强对非传统病原体的研究,以全面评估水体中的潜在威胁。此外,通过环境建模和预测技术,我们可以更好地评估不同环境条件下病原体的传播风险,并为水管理提供科学依据。未来的研究应致力于揭示病原体在不同水体中的生存机制,并探索更有效的防控策略,以确保水资源的安全性和可持续性。
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