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专题文章

影响壳鱼微生物特性的因素

2012年 7月 27日 星期五

由于双壳动物的滤食会积累细菌和病毒,人类食用之后可能会受到伤害。因此,Cefas(英国环境、渔业及水生物研究中心)的Carlos Campos、Ron Lee、Simon Kershaw、Owen Morgan和CREH(环境与健康研究中心)的John Crowther和David Kay研究了影响壳鱼微生物特性的不同因素。

背景

在滤食过程中,壳鱼会积累水体中的细菌和病毒,这些东西可能对人类具有致病性。这些病原通常来自畜牧业生产和污水处理(STW)排污以及间歇性排放(ID)影响,经径流从陆地进入水生生物环境。壳鱼微生物污染物的累积不仅是人类健康问题,也反映了生态系统整体的健康状态。

近几十年来,英国水务公司在降低下水排放影响和农业面污染对壳鱼水质影响方面进行了大量投资。

在2009年,Defra(环境食品与乡村发展部)资助了一项研究,对七处壳鱼集水处的卫生指标进行了调查,并对各个场所特有的影响壳鱼摄入粪便指标微生物(FIO)的因素进行了综述。该综述将让Defra能够改进治理措施的规划,从而确保未来对壳鱼水质的保护。

夏季STW和ID改进之后,所有污染源当中粪便大肠杆菌总污染度的降低(%改变)

STW改进情况评估

对七处壳鱼集水处的FIO污染度(单位时间计数)进行了定量分析,覆盖不同水平的污水处理改进。在其中六个集水处(除Conwy之外),改进包括2000-2010(AMP3/4)在一个或多个STW当中安装紫外线(UV)消毒设施(三期处理)。在五个集水处(除Conwy和Chichester水道之外),改进措施还包括增加存储容量,以及在一个或多个ID当中安装过滤网。结果显示污水处理改进之后FIO污染度大幅降低,降幅最大的是Taw/Torridge,最小的是Yealm(图 1)。

在关键STW实施改进的六个集水处当中,这些设施当前的排污对影响壳鱼水质的总FIO污染度的贡献比例<0.6%。

在ID改进的五个积水处,假设改进之后ID流量减少90%,那么改进后的ID在总FIO溢流中的贡献比例很低(<7.0%)。然而,在‘最坏情形’下,估算改进前ID流量更大,改进后仅减少50%,这种情况下ID贡献比例增至50%以上。

还评估了污水处理和农业相关污染源对壳鱼水质的影响。

除Chichester水道(这里在STW紧急排放方面未实施任何改进,UV消毒设施已安装,ID估计占FIO总污染度99%)之外,研究显示,这些集水处受到的是多种污染源的综合影响(图 2)。这些结果说明应该对点污染源和面污染源需要同等重视(见Davies等人,2010,壳鱼新闻 29)。

夏季改进后七个壳鱼集水处的总粪便大肠杆菌污染度来源分配估算

影响壳鱼FIO累积的因素

海水微生物病原的存活受多种环境因素综合影响(图 3)。

控制海岸FIO存活的因素

对相关文献进行回顾显示,阳光强烈、污水浓度低、混合水容量大以及水中固体悬浮物浓度低的情况下细菌清除率高。

壳鱼水产当中海水含盐度与FIO水平之间具有很强的关系。这是因为含盐度常反映出海水含有污染淡水的比例,并且盐分会对细菌细胞造成明显应激。

该回顾还显示,降雨量引用频率最高的影响壳鱼FIO污染的风险因素。降水的影响取决于雨量大小以及集水处的特征。以Yealm河口为例,讨论结果显示,降雨诱发的FIO浓度峰值可在壳鱼体内持续6天之久。

不同品种的壳鱼对这些环境因子的反应不同。通常,贻贝、海扇类体内微生物污染物可能累积的水平高于牡蛎。然而,由于不同场所的温度和盐度与壳鱼品种最佳环境条件的偏离程度不同,可能会影响双壳类的过滤行为,并且在极高或极低的水平上会关闭,因此水:肉FIO比也会不同。英国河口的温度和盐度偶尔会超出壳鱼生长的要求范围。

壳鱼体内大肠杆菌与水中大肠杆菌浓度的联系

1991-1994年间在英格兰和威尔士的6个生产区采集了水和壳鱼配对样本,用于研究壳鱼肉中的大肠杆菌与水中大肠杆菌水平之间的关系。得出的统计模型可用来根据壳鱼肉中的定量水平来预测水中的大肠杆菌浓度,用在管理评估当中。它们还可用来在排污期预测壳鱼肉质。然而,壳鱼肉大肠杆菌水平变异当中只有35%能够用水质指标变异来解释。这种缺乏明确线性关系的现象与过去的研究结果相一致,那些研究均未能在水质与壳鱼肉浓度之间建立明确的数学关系。然而这些研究将有助于Defra理解保护壳鱼床必须的水质要求,2013年英国的水框架指示将废除壳鱼水质指示。

研究要点

近年来,在降低壳鱼FIO平均水平方面取得了显著的进展。

在许多集水处,这些降低是通过污水处理基础设施改进实现的,包括UV消毒、粗放排污的根除,以及减少ID造成排污溢流的频率。

如今UV消毒处理场的排污对壳鱼水质FIO水平的贡献水平很低。

当前,FIO的主要来源是未改进的STW、ID和来自农业土地的面污染源。

在高流量情况下,按‘最坏情形’估计,ID在壳鱼水质总FIO污染度当中可能造成50%的贡献。

FIO存活的适宜条件包括低日照强度、低温、低盐度、低微掠食者密度和高有机质浓度。

极端的温度和盐度可能影响壳鱼的滤食行为,并在不同渔业品种之间改变壳鱼:水FIO比。

降雨之后壳鱼肉FIO水平提高可能持续6天之久。

2012年7月

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