识别美国人群接触普遍存在的致癌物质方面的差异

《International Journal of Hygiene and Environmental Health》：Identifying differences in U.S. exposure to ubiquitous carcinogens

肠噬菌体作为粪便污染指标在波兰温带地区的研究。采用ISO标准双层琼脂层法检测，发现肠噬菌体在生水中丰度较高（4.8×103-2.6×10? PFU/100mL），经处理后排量显著降低（17-58 PFU/100mL），支持其作为未处理污水污染指标的有效性。温度与大肠杆菌、肠噬菌体浓度正相关（r=0.96, 0.83；p<0.05），镍浓度与肠球菌负相关（r=-0.9；p=0.01）。研究表明肠噬菌体特异性强但检测难度大，需结合理化参数监测，为温带地区水质管理提供新依据。

　　水是地球上所有国家赖以生存的重要资源，不仅支撑着人类的基本健康和卫生需求，还对自然生态系统和经济发展起着关键作用。因此，水体污染问题对人类和自然环境都构成严重威胁。水污染的主要来源包括污水处理厂、农业活动带来的营养物质和农药，以及工业排放的污染物。其中，人类和动物的粪便污染是水体污染的重要因素之一，可能导致肠道病原体如细菌、病毒和寄生虫进入水体，进而对公共卫生造成影响。为了监测水体的微生物污染情况，通常采用粪便指示菌（FIB），如大肠杆菌和肠球菌。然而，这些传统指标在某些环境中的适用性受到质疑，因为它们不能有效区分污染源是否为人类或动物，并且与人类病毒之间的相关性较弱。

为了解决这一问题，研究者们提出了使用细菌病毒（如噬菌体）作为替代的微生物污染指标。某些噬菌体因其与肠道病毒相似的形态和环境存活特性而被推荐用于水体污染监测。例如，能够感染大肠杆菌的噬菌体（即大肠杆菌噬菌体）已被广泛应用于水质评估中。然而，这些噬菌体的存活率较低，难以用于追踪近期污染事件。相比之下，感染肠球菌的噬菌体（即肠球菌噬菌体或“肠噬菌体”）因其较强的环境适应性和与人类粪便的紧密关联而被认为可能是更有效的指示剂。这些噬菌体主要来源于人类和动物的肠道，并且在水体中具有较高的稳定性，使其成为追踪污染源的有力工具。

尽管近年来对肠噬菌体的研究有所增加，但大多数研究集中在热带和亚热带地区，例如波多黎各、葡萄牙和泰国。而在温带气候区域，如英国南部和美国五大湖地区，关于肠噬菌体的研究相对较少。因此，本研究首次在波兰北部的普默尼亚地区对两个污水处理厂的原始和处理后的污水中肠噬菌体的丰度进行了系统评估，旨在探索其在温带环境中的适用性。

本研究选取了两个污水处理厂：格但斯克东部污水处理厂（GW-WWTP）和德布奥泽污水处理厂（DW-WWTP）。GW-WWTP服务于格但斯克及其周边地区的约75万人口，而DW-WWTP则服务于包括加迪尼亚在内的多个城市，约44万人口。研究团队通过ISO标准化的双层琼脂平板法（DAL）对肠噬菌体进行了检测，并与大肠杆菌噬菌体及传统FIB指标进行了比较。研究结果表明，肠噬菌体在污水中的浓度低于大肠杆菌噬菌体和FIB，但在处理后的污水中其浓度显著下降，这表明它们可能作为指示污水污染的工具。此外，肠噬菌体在处理前后的浓度变化也显示了其在污水处理过程中的可预测性，有助于评估水体污染状况。

研究还发现，肠噬菌体的丰度与多种物理化学参数相关。例如，在原始污水中，肠噬菌体的浓度与正磷酸盐水平呈正相关，这可能反映了污水处理过程中营养物质的排放与微生物活动之间的关系。而在处理后的污水中，铵氮浓度与大肠杆菌的丰度呈负相关，表明氮化合物可能在污水处理过程中对微生物的去除起到一定作用。此外，镍浓度与肠球菌的丰度之间也存在负相关，这可能与重金属对微生物的毒性作用有关。这些发现为理解肠噬菌体与环境因素之间的相互作用提供了新的视角。

本研究还探讨了季节性变化对微生物丰度的影响。在原始污水中，肠噬菌体和肠球菌的丰度在夏季较高，而在冬季较低。这可能与温度变化对微生物存活和繁殖的影响有关。同时，不同污水处理厂之间也存在差异，GW-WWTP的原始污水中肠噬菌体浓度普遍高于DW-WWTP，这可能与污水处理厂的规模、处理效率或采样方法有关。因此，为了更准确地评估肠噬菌体作为污染指示剂的适用性，未来的研究需要考虑更长时间尺度的观察，以及不同地理区域和气候条件下的比较。

尽管本研究初步验证了肠噬菌体在温带环境中的可行性，但其低丰度在处理后的污水中也表明，它们在实际应用中可能面临一定的挑战。例如，与大肠杆菌噬菌体相比，肠噬菌体在处理后的污水中更容易被去除，这可能限制了其在某些环境中的实用性。此外，肠噬菌体的检测方法也存在一定的局限性，例如其形成的斑块较小，可能影响检测的准确性。因此，未来的研究应致力于开发更高效、灵敏的分子检测方法，并进一步研究肠噬菌体在不同环境条件下的存活能力，以优化其在水体污染监测中的应用。

本研究的结果不仅对波兰的水环境管理具有重要意义，也为全球范围内优化微生物污染监测方法提供了参考。特别是在温带气候条件下，肠噬菌体作为粪便污染指示剂的潜力需要进一步验证。通过多地区的合作和长期的数据收集，可以更全面地了解肠噬菌体的分布规律及其与环境参数之间的关系。这将有助于制定更加精准和有效的水体污染监测策略，为水资源保护和公共卫生安全提供科学依据。