Результаты опубликованы в журнале Nature’s ISME Journal: Multidisciplinary Journal of Microbial Ecology.Свежая водопроводная вода изобилует безвредными микробами, а вода, которая находится в трубах несколько дней, может содержать миллионы бактерий.
Несмотря на то, что случаи заражения водными инфекциями, вызванные водопроводом в помещении, редки, новая модель может помочь органам общественного здравоохранения оценить качество питьевой воды.«Предыдущие исследования основывались на воспроизведении условий застоявшейся водопроводной системы в лабораторных условиях», — сказал соавтор, профессор гражданской и экологической инженерии Вэнь-Цо Лю. «Мы смогли собрать образцы в реальной жизни».
Очень важно точно определить, откуда в водопроводной сети были взяты пробы воды, чтобы определить источник микробов. Поскольку невозможно взять пробы воды непосредственно из водопровода, не разорвав трубы и не разрушив стены, исследователи придумали другой способ определения местоположения пробы.
Команда собрала пробы водопроводной воды из трех тщательно контролируемых общежитий U. of I., закрытых во время школьных каникул. Принимая меры для предотвращения внешнего загрязнения от водопроводной арматуры или оборудования для отбора проб, они брали пробы из кранов раковин перед закрытием здания; пока вода была свежей из городского водопровода; и снова после воды посидел в контакте с внутренней сантехникой неделю.«Мы провели множество анализов, в том числе тесты для определения концентрации бактерий, присутствующих в образцах до и после закрытия здания», — сказал Лю.
Результаты лабораторных исследований показали, что образцы после застоя, ближайшие к кранам, содержали самые высокие концентрации бактерий. Команда также обнаружила, что концентрация бактерий значительно снизилась по мере увеличения расстояния между краном и местом расположения трубы. Ни один из образцов в исследовании не содержал видов микробов или концентраций клеток, представляющих риск для здоровья населения.
«Наши результаты предполагают, что увеличение количества бактерий в образцах после застоя является результатом чего-то, происходящего во внутренней системе водопровода, а не во внешнем городском источнике, и в сегментах трубопровода, ближайших к кранам», — сказал Лю.Бактерии, обитающие в водопроводной воде, существуют в двух сообществах: те, которые свободно плавают в воде, и те, которые живут в пленках, выстилающих стенки труб, называемых биопленками. По словам Лю, биопленки очень похожи на пленки, которые мы видим на стекле аквариумов.
Команда считает, что бактерии, которые они видят в образцах после застоя, возникли в результате взаимодействия между водой и биопленками, которые существуют внутри труб, ближайших к кранам.Исследователи определили состав городской водной биопленки, взяв образцы внутренних частей водомеров, которые обычно собираются во время программы замены водоканала. Лю работал с муниципальной компанией водоснабжения, чтобы собрать списанные водомеры за почти четыре года, предоставив команде большой набор данных о городской биопленке.
Объединив данные до и после стагнации, данные «контроля» городской биопленки и информацию из строительных чертежей, команда разработала модель для проверки качества воды практически в любом здании.«Нам нужно всего два образца — один до застоя и один после — и мы можем определить, насколько обширен рост микробов внутри внутренних труб, и теперь мы можем сделать это, не разрушая собственность», — сказал Лю.Исследование также показало, что концентрация бактерий наиболее высока в первых 100 миллилитрах водопроводной воды. Лю рекомендует людям запустить краны на несколько минут, прежде чем использовать воду после нескольких дней отсутствия дома, и обсудил совет с U. of I. Facility and Services и другими на семинаре в кампусе в октябре 2017 года.
«Это противоречит тому, что мы узнали об экономии воды, но мне нравится думать об этом как об еще одном базовом шаге гигиены», — сказал Лю. «Мы выработали привычку мыть руки; я думаю, что мы можем сделать привычкой и запускать кран на несколько мгновений перед использованием».Хотя микробные сообщества в этом исследовании не представляли риска для здоровья, этот метод можно использовать в таких случаях, говорят исследователи.«Сообщества были и будут продолжать инвестировать в зеленую инфраструктуру, которая делает упор на водосбережение», — сказал Лю. «Если внутренняя сантехника будет заражена вредными бактериями, это может привести к непредвиденным проблемам со здоровьем, когда здания будут пустовать более чем на несколько дней».Лю сказал, что желание повторно использовать и перерабатывать воду вряд ли исчезнет в ближайшее время. «Как мы собираемся решать эту проблему в сочетании с практикой сохранения водных ресурсов?
Если мы хотим перейти к экологически чистым методам, нашим инженерам, организациям здравоохранения, ученым и муниципальным поставщикам воды необходимо будет работать совместно».