Động lực học không gian và thời gian cũng như khả năng gây bệnh tiềm tàng của coliform phân trong các giếng nước ngầm nông ven biển

Springer Science and Business Media LLC - Tập 194 Số 2 - Trang 1-17 - 2022
Soumastre, Martina1, Piccini, Juan2, Rodríguez-Gallego, Lorena3, González, Leticia4, Rodríguez-Graña, Laura3, Calliari, Danilo3,5, Piccini, Claudia1
1Departamento de Microbiología, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay
2Instituto de Matemática Rafael Laguardia, Facultad de Ingeniería, Universidad de La República, Montevideo, Uruguay
3Ecología Funcional de Sistemas Acuáticos, Centro Universitario Regional del Este, Universidad de La República, Rocha, Uruguay
4Centro Universitario Regional del Este, Universidad de la República, Rocha, Uruguay
5Sección Oceanografía y Ecología Marina, Facultad de Ciencias, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay

Tóm tắt

Việc tiếp cận nước thông qua các giếng nước ngầm nông là một thực hành phổ biến tại các khu định cư ven biển. Việc này, cộng với sự thiếu kế hoạch cho việc xử lý nước thải, đã thúc đẩy sự ô nhiễm phân trong nước ngầm và tạo ra mối đe dọa đối với sức khỏe con người. Trong nghiên cứu này, động lực học không gian và thời gian của sự ô nhiễm phân trong nước ngầm đã được đánh giá trong mùa hè và mùa đông (2013 và 2014) tại một khu vực bảo tồn ven biển có giá trị du lịch cao (Cabo Polonio, Uruguay). Sự phong phú của coliform phân (FC) trong nước ngầm cao hơn đáng kể trong mùa hè, liên quan đến sự gia tăng khoảng 1000 du khách mỗi ngày. Một sự tự tương quan không gian đáng kể đã được phát hiện vào năm 2014, khi sự phong phú của FC trong một giếng bị ảnh hưởng bởi ba giếng gần nhất của nó (thử nghiệm Moran và Geary). Các mô hình thống kê áp dụng (mô hình hỗn hợp) cho thấy tổng phốt pho và chất hữu cơ là những biến số giải thích đáng kể sự phong phú của FC. Nguy cơ đối với sức khỏe con người được ước tính bằng cách sử dụng DNA chiết xuất từ nước ngầm và qPCR của các gen mã hóa yếu tố virulence của E. coli (stx1, stx2 và eae). Các kiểu bệnh lý đường ruột có khả năng sinh độc tố Shiga đã được phát hiện, ngay cả khi sự phong phú của FC ≤ 1 CFU (100 mL−1). Hơn nữa, chúng tôi nhận thấy rằng nước ngầm ô nhiễm đã đến được bãi biển, với sự hiện diện của FC trong cát được phát hiện ngay cả vào mùa đông và thể hiện tần suất cao nhất gần các giếng nước ngầm luôn có sự phong phú FC cao (các điểm nóng). Tất cả những kết quả này cho thấy rằng sự ô nhiễm phân trong nước ngầm nông ở Cabo Polonio liên quan đến một nguy cơ cho sức khỏe con người có xu hướng gia tăng vào mùa hè (liên quan đến sự gia tăng đáng kể lượng du khách). Sự ô nhiễm này cũng ảnh hưởng đến bãi biển, nơi mà FC có thể tồn tại suốt cả năm.

Từ khóa

#nước ngầm nông #ô nhiễm phân #coliform #sức khỏe con người #Cabo Polonio

Tài liệu tham khảo

citation_title=Standard methods for the examination of water and wastewater; citation_publication_date=1998; citation_id=CR1; citation_author=null APHA, A.; citation_publisher=American Public Health Association citation_journal_title=Groundwater; citation_title=Seasonal correlation of well contamination and septic tank distance; citation_author=LJ Arnade; citation_volume=37; citation_issue=6; citation_publication_date=1999; citation_pages=920-923; citation_doi=10.1111/j.1745-6584.1999.tb01191.x; citation_id=CR2 citation_journal_title=Applied and Environmental Microbiology; citation_title=Rapid and sensitive enumeration of viable diluted cells of members of the family Enterobacteriaceae in freshwater and drinking water; citation_author=J Baudart, J Coallier, P Laurent, M Prévost; citation_volume=68; citation_issue=10; citation_publication_date=2002; citation_pages=5057-5063; citation_doi=10.1128/AEM.68.10.5057-5063.2002; citation_id=CR3 citation_journal_title=River Research and Applications; citation_title=Strategies for water quality assessment: A multiparametric analysis of microbiological changes in river waters; citation_author=P Boi, S Amalfitano, A Manti, F Semprucci, D Sisti, M Rocchi, M Balsamo, S Papa; citation_volume=32; citation_issue=3; citation_publication_date=2016; citation_pages=490-500; citation_doi=10.1002/rra.2872; citation_id=CR4 citation_journal_title=Hydrogeology Journal; citation_title=Future research needs involving pathogens in groundwater; citation_author=SA Bradford, RW Harvey; citation_volume=25; citation_issue=4; citation_publication_date=2017; citation_pages=931-938; citation_doi=10.1007/s10040-016-1501-0; citation_id=CR5 citation_journal_title=Journal of Ethology; citation_title=Fence effects on the behavioural responses of South American fur seals to tourist approaches; citation_author=MH Cassini, D Szteren, E Fernández-Juricic; citation_volume=22; citation_issue=2; citation_publication_date=2004; citation_pages=127-133; citation_doi=10.1007/s10164-003-0112-0; citation_id=CR6 citation_journal_title=Journal of Applied Microbiology; citation_title=Waterborne Escherichia coli O157; citation_author=R Chalmers, H Aird, F Bolton; citation_volume=88; citation_issue=S1; citation_publication_date=2000; citation_pages=124S-132S; citation_doi=10.1111/j.1365-2672.2000.tb05340.x; citation_id=CR7 citation_journal_title=Diagnostic Microbiology and Infectious Disease; citation_title=Detection of stx1, stx2, and eae genes of enterohemorrhagic Escherichia coli using SYBR Green in a real-time polymerase chain reaction; citation_author=L Chassagne, N Pradel, F Robin, V Livrelli, R Bonnet, J Delmas; citation_volume=64; citation_issue=1; citation_publication_date=2009; citation_pages=98-101; citation_doi=10.1016/j.diagmicrobio.2009.01.031; citation_id=CR8 Chouhy, M. (2013). Cabo Polonio, área protegida: Conservacionismo en diálogo con cosmovisiones salvajes. Anuario de Antropología Social y Cultural en Uruguay, 11, 87–102 (Spanish). Coccossis, H., Mexa, A., & Collovini, A. (2002). Defining, measuring and evaluating carrying capacity in european tourism destinations, final report B4-3040/2000/294577/MAR/D2. European Union Athens (Greece). Cortazo, R. (2012). Impacto paisajístico ambiental en la zona de Cabo Polonio y Cerro de la Buena Vista. Master thesis in Environmental Sciences (Spanish) http://www.fadu.edu.uy/sepep/tesis/impacto-paisajistico-ambiental-en-la-zona-de-cabo-polonio-y-cerro-de-la-buena-vista/ . Accessed 13 December 2021. Crossland, C. J., Kremer, H. H., Lindeboom, H., Crossland, J. I. M., & Le Tissier, M. D. A. (2005). Coastal fluxes in the Anthropocene: the land-ocean interactions in the coastal zone project of the International Geosphere-Biosphere Programme. Springer Science & Business Media. ISBN 3540254501. Custodio, E., & Lamas, M. (1983) Hidrología Subterránea. Ediciones Omega. Tomo, I (p. 2350). Barcelona. citation_journal_title=Estuarine, Coastal and Shelf Science; citation_title=The impact of tourism and personal leisure transport on coastal environments: A review; citation_author=J Davenport, JL Davenport; citation_volume=67; citation_issue=1; citation_publication_date=2006; citation_pages=280-292; citation_doi=10.1016/j.ecss.2005.11.026; citation_id=CR14 citation_journal_title=Journal of Sedimentary Research; citation_title=Determination of carbonate and organic matter in calcareous sediments and sedimentary rocks by loss on ignition: Comparison with other methods; citation_author=WE Dean; citation_volume=44; citation_issue=1; citation_publication_date=1974; citation_pages=242-248; citation_doi=10.1306/74D729D2-2B21-11D7-8648000102C1865D; citation_id=CR15 citation_journal_title=Iheringia. Série Botânica; citation_title=Relevamiento florístico en el cabo Polonio, Rocha, Uruguay; citation_author=L Delfino, S Masciadri; citation_volume=60; citation_issue=2; citation_publication_date=2005; citation_pages=119-128; citation_id=CR16 citation_journal_title=Journal of Applied Microbiology; citation_title=Escherichia coli: The best biological drinking water indicator for public health protection; citation_author=S Edberg, E Rice, R Karlin, M Allen; citation_volume=88; citation_issue=S1; citation_publication_date=2000; citation_pages=106S-116S; citation_doi=10.1111/j.1365-2672.2000.tb05338.x; citation_id=CR17 citation_journal_title=Science of the Total Environment; citation_title=Comparison of fecal indicators with pathogenic bacteria and rotavirus in groundwater; citation_author=AS Ferguson, AC Layton, BJ Mailloux, PJ Culligan, DE Williams, AE Smartt, GS Sayler, J Feighery, LD McKay, PS Knappett; citation_volume=431; citation_publication_date=2012; citation_pages=314-322; citation_doi=10.1016/j.scitotenv.2012.05.060; citation_id=CR18 citation_journal_title=Journal of Contaminant Hydrology; citation_title=What are the main factors influencing the presence of fecal bacteria pollution in groundwater systems in developing countries?; citation_author=N Ferrer, A Folch, G Masó, S Sanchez, X Sanchez-Vila; citation_volume=228; citation_publication_date=2020; citation_doi=10.1016/j.jconhyd.2019.103556; citation_id=CR19 citation_title=The human shore: Seacoasts in history; citation_publication_date=2012; citation_id=CR20; citation_author=JR Gillis; citation_publisher=University of Chicago Press citation_journal_title=Switzerland. Ecological Indicators; citation_title=Distribution and survival of fecal indicator bacteria in the sediments of the Bay of Vidy, Lake Geneva; citation_author=L Haller, J Poté, J-L Loizeau, W Wildi; citation_volume=9; citation_issue=3; citation_publication_date=2009; citation_pages=540-547; citation_doi=10.1016/j.ecolind.2008.08.001; citation_id=CR21 citation_journal_title=Tourism Management; citation_title=Pattern and impact of tourism on the environment of the Caribbean; citation_author=JS Holder; citation_volume=9; citation_issue=2; citation_publication_date=1988; citation_pages=119-127; citation_doi=10.1016/0261-5177(88)90021-0; citation_id=CR22 citation_journal_title=PLoS ONE; citation_title=Contamination of groundwater systems in the US and Canada by enteric pathogens, 1990–2013: A review and pooled-analysis; citation_author=PD Hynds, MK Thomas, KDM Pintar; citation_volume=9; citation_issue=5; citation_publication_date=2014; citation_doi=10.1371/journal.pone.0093301; citation_id=CR23 citation_journal_title=PLoS ONE; citation_title=Genetic diversity and antimicrobial resistance of Escherichia coli from human and animal sources uncovers multiple resistances from human sources; citation_author=AM Ibekwe, SE Murinda, AK Graves; citation_volume=6; citation_issue=6; citation_publication_date=2011; citation_doi=10.1371/journal.pone.0020819; citation_id=CR24 citation_journal_title=Marine Pollution Bulletin; citation_title=Impacts of pollution on coastal and marine ecosystems including coastal and marine fisheries and approach for management: A review and synthesis; citation_author=MS Islam, M Tanaka; citation_volume=48; citation_issue=7; citation_publication_date=2004; citation_pages=624-649; citation_doi=10.1016/j.marpolbul.2003.12.004; citation_id=CR25 John, D. E., & Rose, J. B. (2005). Review of factors affecting microbial survival in groundwater. Environmental Science & Technology, 39(19), 7345–7356. https://doi.org/10.1021/es047995w citation_journal_title=Frontiers in Microbiology; citation_title=A basic guide to real time PCR in microbial diagnostics: Definitions, parameters, and everything; citation_author=P Kralik, M Ricchi; citation_volume=8; citation_publication_date=2017; citation_pages=108; citation_doi=10.3389/fmicb.2017.00108; citation_id=CR27 citation_journal_title=Exposure and Health; citation_title=Drinking water quality and public health; citation_author=P Li, J Wu; citation_volume=11; citation_publication_date=2019; citation_pages=73-79; citation_doi=10.1007/s12403-019-00299-8; citation_id=CR28 citation_journal_title=Archives of Environmental Contamination and Toxicology; citation_title=Sources and consequences of groundwater contamination; citation_author=P Li, D Karunanidhi, T Subramani, K Srinivasamoorthy; citation_volume=80; citation_publication_date=2021; citation_pages=1-10; citation_doi=10.1007/s00244-020-00805-z; citation_id=CR29 citation_journal_title=Hydrogeology Journal; citation_title=Current knowledge on groundwater microbial pathogens and their control; citation_author=BA Macler, JC Merkle; citation_volume=8; citation_issue=1; citation_publication_date=2000; citation_pages=29-40; citation_doi=10.1007/PL00010972; citation_id=CR30 citation_journal_title=Clinical Microbiology and Infection; citation_title=A new pathogenicity island carrying an allelic variant of the Subtilase cytotoxin is common among Shiga toxin producing Escherichia coli of human and ovine origin; citation_author=V Michelacci, R Tozzoli, A Caprioli, R Martínez, F Scheutz, L Grande, S Sánchez, S Morabito; citation_volume=19; citation_issue=3; citation_publication_date=2013; citation_pages=E149-E156; citation_doi=10.1111/1469-0691.12122; citation_id=CR31 citation_journal_title=Ocean & Coastal Management; citation_title=Novel method to delimitate and demarcate coastal zone boundaries; citation_author=C Milanés Batista, A Suárez, CM Botero Saltarén; citation_volume=144; citation_publication_date=2017; citation_pages=105-119; citation_doi=10.1016/j.ocecoaman.2017.04.021; citation_id=CR32 citation_journal_title=Ocean & Coastal Management; citation_title=Selection of the optimal tourism site using the ANP and fuzzy TOPSIS in the framework of Integrated Coastal Zone Management: A case of Qeshm Island; citation_author=Z Morteza, FM Reza, MM Seddiq, P Sharareh, G Jamal; citation_volume=130; citation_publication_date=2016; citation_pages=179-187; citation_doi=10.1016/j.ocecoaman.2016.06.012; citation_id=CR33 citation_journal_title=Hydrogeology Journal; citation_title=Review: Epidemiological evidence of groundwater contribution to global enteric disease, 1948–2015; citation_author=HM Murphy, MD Prioleau, MA Borchardt, PD Hynds; citation_volume=25; citation_issue=4; citation_publication_date=2017; citation_pages=981-1001; citation_doi=10.1007/s10040-017-1543-y; citation_id=CR34 Mussio, P., Bernié, I. M., Soumastre, M., & Maquieira, A. M. (2014). Validación de la detección de STEC (O26, O45, O103, O111, O121, O145 y O157) en hamburguesas crudas mediante el uso de PCR a tiempo real (BAX® System Q7, DuPont) utilizando «WET POOLS». Innotec, (9 ene-dic), 75–83. citation_journal_title=Clinica Chimica Acta; citation_title=Real-time PCR detection chemistry; citation_author=E Navarro, G Serrano-Heras, M Castaño, J Solera; citation_volume=439; citation_publication_date=2015; citation_pages=231-250; citation_doi=10.1016/j.cca.2014.10.017; citation_id=CR36 citation_journal_title=Climate Research; citation_title=Vulnerability of oceanic dune systems under wind pattern change scenarios in Uruguay; citation_author=D Panario, G Piñeiro; citation_volume=09; citation_issue=1–2; citation_publication_date=1997; citation_pages=67-72; citation_doi=10.3354/cr009067; citation_id=CR37 Pang, L., Close, M., Goltz, M., Sinton, L., Davies, H., Hall, C., & Stanton, G. (2004). Estimation of septic tank setback distances based on transport of E. coli and F-RNA phages. Environment International, 29(7), 907–921. https://doi.org/10.1016/S0160-4120(03)00054-0 citation_journal_title=Ecological Indicators; citation_title=Specific features of Escherichia coli that distinguish it from coliform and thermotolerant coliform bacteria and define it as the most accurate indicator of fecal contamination in the environment; citation_author=AM Paruch, T Mæhlum; citation_volume=23; citation_publication_date=2012; citation_pages=140-142; citation_doi=10.1016/j.ecolind.2012.03.026; citation_id=CR39 citation_journal_title=Groundwater; citation_title=Pathogens in water: Value and limits of correlation with microbial indicators; citation_author=P Payment, A Locas; citation_volume=49; citation_issue=1; citation_publication_date=2011; citation_pages=4-11; citation_doi=10.1111/j.1745-6584.2010.00710.x; citation_id=CR40 citation_journal_title=Journal of Water and Health; citation_title=Spatial variation of waterborne Escherichia coli—Implications for routine water quality monitoring; citation_author=RS Quilliam, K Clements, C Duce, SB Cottrill, SK Malham, DL Jones; citation_volume=9; citation_issue=4; citation_publication_date=2011; citation_pages=734-737; citation_doi=10.2166/wh.2011.057; citation_id=CR41 citation_journal_title=Emerging Infectious Diseases; citation_title=Epidemiology of Escherichia coli O157: H7 outbreaks, United States, 1982–2002; citation_author=JM Rangel, PH Sparling, C Crowe, PM Griffin, DL Swerdlow; citation_volume=11; citation_issue=4; citation_publication_date=2005; citation_pages=603; citation_doi=10.3201/eid1104.040739; citation_id=CR42 citation_title=Models in spatial analysis; citation_publication_date=2013; citation_id=CR43; citation_author=L Sanders; citation_publisher=John Wiley & Sons citation_journal_title=Water Science and Technology; citation_title=Viral and bacterial contamination of groundwater from on-site sewage treatment systems; citation_author=J Scandura, M Sobsey; citation_volume=35; citation_issue=11–12; citation_publication_date=1997; citation_pages=141; citation_doi=10.1016/S0273-1223(97)00249-7; citation_id=CR44 citation_journal_title=Pan-American Journal of Aquatic Sciences; citation_title=Enterobacterial growth in coastal groundwater wells of Cabo Polonio (Uruguay): An experimental approach; citation_author=M Soumastre, L Rodríguez-Gallego, C Piccini; citation_volume=10; citation_issue=3; citation_publication_date=2015; citation_pages=182-188; citation_id=CR45 Soutullo, A., & Bartesaghi, L. (2007). Objetivos de representación del Sistema Nacional de Áreas Protegidas de Uruguay: propuesta preliminar y análisis de la contribución de las áreas en proceso de incorporación al sistema a esos objetivos. Serie documentos de trabajo (15), 60 (Spanish). citation_journal_title=Applied Animal Behaviour Science; citation_title=Short- and long-term changes in the intensity of responses of pinnipeds to tourist approaches in Cabo Polonio, Uruguay; citation_author=C Tuneu Corral, D Szteren, MH Cassini; citation_volume=201; citation_publication_date=2018; citation_pages=111-116; citation_doi=10.1016/j.applanim.2017.12.012; citation_id=CR47 citation_journal_title=Microbes and Environments; citation_title=Zoonotic potential and antibiotic resistance of Escherichia coli in neonatal calves in Uruguay; citation_author=A Umpiérrez, I Bado, M Oliver, S Acquistapace, A Etcheverría, NL Padola, R Vignoli, P Zunino; citation_volume=32; citation_issue=3; citation_publication_date=2017; citation_pages=275-282; citation_doi=10.1264/jsme2.ME17046; citation_id=CR48 USPHS. (1958). Manual of septic tank practice. US Department of Health Education and Welfare, USPHS Publication No. 526, Bureau of State Services, Division of Sanitary Engineering Services. citation_journal_title=Environmental Science & Technology; citation_title=Fecal contamination of shallow tubewells in Bangladesh inversely related to arsenic; citation_author=A Geen, KM Ahmed, Y Akita, MJ Alam, PJ Culligan, M Emch, V Escamilla, J Feighery, AS Ferguson, P Knappett; citation_volume=45; citation_issue=4; citation_publication_date=2011; citation_pages=1199-1205; citation_doi=10.1021/es103192b; citation_id=CR50 citation_journal_title=Exposure and Health; citation_title=Finding high-quality groundwater resources to reduce the hydatidosis incidence in the Shiqu County of Sichuan Province, China: Analysis, assessment, and management; citation_author=D Wang, J Wu, Y Wang, Y Ji; citation_volume=12; citation_publication_date=2020; citation_pages=307-322; citation_doi=10.1007/s12403-019-00314-y; citation_id=CR51