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捕食性細菌能否取代氯氣成為有效的水淨化方式?

捕食性細菌能否取代氯氣成為有效的水淨化方式?

2023-06-20 Comments 0 Comment

長期以來,氯氣一直被用作從飲用水中去除微生物(包括細菌)的有效方法,但它與健康問題有關。在一項新的研究中,研究人員觀察了在淨化過程中去除氯氣後細菌的反應,為使用無害的”掠奪性”細菌作為氯氣的替代品打開了大門。

biofilm on pipe.jpeg

一杯乾淨的飲用水含有約1000萬個細菌,但它們大多是無害的,這要歸功於水從水龍頭出來之前所經歷的過程。水的淨化包括幾個階段:用物理方法去除顆粒和微生物的過濾器,以及作為進一步消毒劑的紫外線,但最後一個階段幾乎總是會選擇加入氯氣。

氯胺的形式存在的氯是一種有效的消毒劑,但它不是沒有問題。儘管一氯胺比游離氯更不可能將有機物轉化為致癌副產品,但風險仍然存在。研究發現,氯化的飲用水和這些副產品與結腸直腸癌的風險增加有關聯。

2020年,當瑞典西海岸的瓦爾貝里市安裝了一個超濾系統,以防止微生物從湖泊和地下水進入飲用水,他們停止使用氯氣作為消毒劑。隆德大學的研究人員利用這一情況,測試了去除氯氣對該市水系統中生長的細菌有何影響。

該研究的通訊作者凱瑟琳-保羅說:”氯氣是盡量減少細菌生長的有效方法,但與氯氣一起形成的副產品存在潛在的健康影響風險。氯氣與癌症和胎兒損傷有關,因此研究氯氣是否可以被其他方法取代是有意義的。”

輸送飲用水的管道內部類似於人類的腸道內壁。它們表面有一層生物膜,保護和支持好的和壞的細菌,有點像水管的微生物群。以前的研究表明,在飲用水中發現的細菌反映了在管道微生物組中發現的細菌,而且許多細菌對人類是無害的。

研究人員分析了在去除氯氣前後6個月內從瓦爾貝格輸水管網的不同點採集的樣本。利用DNA測序,他們確定了他們從水系統的微生物組中收集的細菌。去除氯氣一年後,他們收集了更多的樣本,看看微生物組是否發生了變化。

“這就像一家新的餐廳搬進來一樣,”保羅說。”氯胺殺死了某些細菌,但我們可以看到它正在餵養其他細菌。在這期間,我們可以看到細菌自助餐的變化。”

在氯氣從水系統中移除後的第三個月,研究人員發現,某些細菌的數量明顯減少,但有一種細菌卻增加了: B DELL ovibrio,以捕食其他細菌而聞名,包括耐抗生素的病原體。它對人體細胞無毒。

“我們在以前對這個飲用水網絡的研究中沒有看到這種確切類型的細菌,它可能一直隱藏在生物膜中,但現在得到了一個機會。它對我們人類完全無害。因此,我們的結論是,不使用氯也可以獲得安全和清潔的飲用水。我們觀察到沒有增加風險,當然這對自來水公司和他們的客戶來說是非常重要的。”

現在,研究人員已經意識到在去除氯之後,飲用水中會有細菌生長,他們很想知道這些細菌對人類的影響。

“還需要進行更多的研究以便更好地了解大自然在城市和建築環境中是如何發揮作用的,我想知道所有的飲用水細菌是如何影響我們的。它們並不有害,但它們甚至可能[對我們]有益嗎?”

最終,研究人員說,使用細菌作為氯氣的替代品,提出了一種成本更低、更節能的飲用水淨化方法。

“每種方法都有其優點和缺點,紫外線是一種有效的方法,但一個缺點是燈管使用大量的能源。生物過濾器通常根本不需要任何能源,但會佔用相當大的空間。超濾器很昂貴。瑞典的許多飲用水處理廠使用多種方法組合來淨化水。然而,我們的研究表明,如果你有其他策略來處理和監測細菌,那麼氯氣就不是必不可少的。”

該研究發表在《NPJ清潔水》雜誌上。

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