快速水質(zhì)測試可以更好地保護海灘游客

計劃去海灘旅行?除了期待一些夏日的樂趣，海灘游客可能會考慮他們的海濱目的地的安全。水是否足夠干凈，適合游泳，沖浪，涉水以及人們享受國家海岸線的所有其他方式?

在美國，縣，市和州水質(zhì)管理者測量指示菌的水平以測量水質(zhì)。當細菌如大腸桿菌 -二手監(jiān)測淡水海灘像大湖和腸球菌 -二手海洋海灘，都存在，所以可能等危險細菌和病毒是棘手和更昂貴的測量。

高水平的指示菌細菌表明，與人類健康有關(guān)的微生物，如沙門氏菌和諾如病毒，也可能存在于水中?？赡茏屇闵〉牟《竞图毦袝r會通過雨水徑流，意外污水泄漏甚至是化糞池系統(tǒng)失效進入海灘水域。當數(shù)大腸桿菌或腸球菌的水樣從海灘超過一定閾值時，官員或者張貼標志市民建議不要游泳，或者干脆關(guān)閉海灘。

該系統(tǒng)通常運行良好，但目前一個嚴重的缺點是在收集水樣后獲得結(jié)果所需的時間 - 將近24小時。這意味著如果海灘游客在星期二檢查她最喜歡的海灘的報告水質(zhì)，她看到的結(jié)果將來自周一早上收集的水樣。盡管各國海灘的水質(zhì)普遍良好，但每年都會發(fā)出數(shù)以萬計的建議。

由于潮汐，風和風暴，海灘的水質(zhì)條件會迅速變化，所以24小時是公眾等待準確通知的長時間。海灘管理人員正在尋找更快速，更具成本效益的方法來保持水質(zhì)。我是一名環(huán)境微生物學家，他開發(fā)了一種這樣的解決方案并申請了專利。

這是它的工作原理。使用者收集一杯感興趣的水，然后將樣品通過一個大小約50美分的過濾器，捕獲細菌。使用傳統(tǒng)方法，將過濾器放置在專門配制的培養(yǎng)皿中以幫助細菌生長。使用者將培養(yǎng)板約20至24小時，然后計數(shù)生長的細菌菌落。然后，他或她可以報告最終濃度，并評估水是否清潔 - 昨天。

使用更新的方法，包括我開發(fā)的版本，操作員將相同類型的過濾器放在管中。她沒有等待細菌生長，而是凈化管中的DNA并添加一系列化學物質(zhì)和酶。然后一臺機器進行定量聚合酶鏈式反應，這種技術(shù)可以多次復制DNA。臨床實驗室已經(jīng)廣泛使用該技術(shù)十多年來快速測試細菌感染，流感和抗生素抗性細菌。

qPCR機加熱并冷卻樣品，使酶和化學物質(zhì)復制DNA; 水樣中的一個大腸桿菌 DNA 拷貝變?yōu)?個，然后是4個，然后是8個，然后是16個，依此類推。每種都含有一種化學物質(zhì)，可作為新DNA鏈中的熒光標記。然后機器可以測量所有副本組合中存在多少熒光。熒光越大意味著原始水樣中的細菌越多。

進行這些測量只需要大約45分鐘到一個小時，機器會發(fā)出一個易于使用的結(jié)果電子表格?？偟膩碚f，水質(zhì)測試過程只需要一兩個小時，這是一個很大的節(jié)省時間。

2012年，美國環(huán)境保護局建議使用快速方法進行海灘水質(zhì)測試，但迄今為止發(fā)布的大多數(shù)方法都是繁瑣而復雜的。需要簡化測試，以便快速結(jié)果可以直接發(fā)送給水質(zhì)管理者，水質(zhì)管理員確定海灘是否超過建議的安全水平。

更快的結(jié)果使公眾能夠了解與訪問時間更相關(guān)的海灘條件。

另一個重要的優(yōu)點是，在風暴或意外的污水溢流事件發(fā)生后，可以立即使用快速測試，以確保海灘的水質(zhì)恢復正常，并恢復休閑。

更快的結(jié)果還使海灘管理人員能夠了解通常推動海灘水質(zhì)的條件 - 河流流量，雨水輸入和風力混合和方向。他們可以在經(jīng)常危害公共健康的特定條件下發(fā)出警告。

目前，一些個別州 - 包括威斯康星州，加利福尼亞州和夏威夷州 - 使用快速方法。盡管EPA推廣使用依賴于分析DNA而不是等待細菌生長的這類快速檢測，但它們的采用并不普遍。這是因為迄今為止所推薦的大多數(shù)測試都需要技術(shù)能力并且相對昂貴。

我目前正在與私營企業(yè)合作，試圖使快速測試更快，更簡單易用。我開發(fā)了一種對大腸桿菌的快速檢測，這對淡水海灘有好處。另一個版本尋找腸球菌，用于海洋海灘。最終，我的目標是讓這些測試變得輕松便攜。救生員等海灘人員可以快速進行水樣采集和分析，通過手機將數(shù)據(jù)輸送到報告網(wǎng)站。

海灘水質(zhì)不僅對公眾有影響，對依賴海灘游覽的企業(yè)也有影響，如餐館，商店，停車場，租賃供應商和小吃店。使用快速測試方法確?；謴土己玫乃|(zhì)并每天重新開放擁有數(shù)千名海灘用戶的高用途海灘，這可以為海灘經(jīng)濟帶來福音，使餐廳和商店保持開放和活躍。

但最重要的，快速水質(zhì)量結(jié)果將減少一些游泳的休閑沙灘相關(guān)疾病。