本课题旨在建立基于分子生物学技术的快速检测饮用水中轮状病毒(A组和B组)的方法,选择典型城市(北京和上海),系统研究轮状病毒在饮用水体系中的分布及污染特征,初步分析饮用水体系中轮状病毒的污染源和迁移规律,阐明饮用水处理工艺尤其是不同消毒工艺对轮状病毒的去除效率,综合评估人群经接触城市饮用水中轮状病毒导致的健康风险,为安全饮用水水质管理提供基础数据和科学依据,同时也将为建立饮用水质基准和风险管理提供理论依据和技术支撑。通过对北京和上海饮用水体系中轮状病毒的污染特征分析以及风险评价有助于推动国内水质标准的进一步完善,同时研究成果的推广应用也有助于国内饮用水安全保障水平的进一步提高。
Rotavirus;Drinking water system;Health risk;Distribution;
1.饮用水体系中轮状病毒的快速定性和定量检测方法本研究选择水体中轮状病毒作为研究对象, 构建了基于环介导恒温扩增 (LAMP) 的快速定性方法检测饮用水体系中轮状病毒。本方法使用了2对引物, 特异性强、灵敏度高,可检测到浓度5.08 copies/μL。反应迅速,只需要90分钟就可获知结果。设备简单,一个能控温的水浴锅就能完成反应。结果表明人轮状病毒LAMP检测方法是一种检测程序简单,灵敏度及特异性都较高的检测手段,在人轮状病毒的快速检测方面具有一定的开发潜力。本研究也构建了基于实时定量PCR方法定量检测饮用水体系中轮状病毒的方法体系。该方法的标准曲线中起始模板浓度与Ct值之间有良好的线性关系。标准曲线各平行间的变异系数 (CV值) 小于3%, 表明重复性好。本研究还首次将qPCR方法与PMA染料结合可以区分病毒有无感染性, 为后续的健康风险奠定基础。 2.饮用水体系中轮状病毒的富集方法饮用水体系中轮状病毒在低浓度时便有潜在的健康风险,针对浓度低难富集的问题,本研究确定了以一种hollow 纤维超滤 (Asahi Kasei REXEEDREXEED 25S过滤器) 作为富集饮用水中病毒的有效方法, 可以富集高达100L的水样, 回收率能达到90%以上且方便快捷。 3.构建针对轮状病毒人群感染的健康风险评估方法微生物风险是以定量方式来研究微生物污染状况与所产生危害程度之间的关系。对于轮状病毒的剂量-反应模型,常用的是评价饮用水中病原微生物感染概率的Beta Poisson模型。本研究建立的方法定量出了有感染风险的轮状病毒浓度, 通过入户问卷调查的方式了解被访者和家庭饮用水消费习惯,可知暴露的体积。 浓度和体积二者相乘可得暴露剂量。本研究基于以上参数使用蒙特卡洛模型和crystal ball软件来计算出接触饮用水中轮状病毒被感染的概率并评估了健康风险。 4.饮用水体系中轮状病毒的时空分布规律与污染特征本研究研究了北京和上海两地饮用水体系中轮状病毒的时空分布规律,分析了不同季节轮状病毒在不同水厂处理工艺中的变化规律,初步分析了饮用水体系中轮状病毒的污染源和迁移规律。应用建立的方法体系研究了两个城市生活饮用水中轮状病毒的风险水平,确定我国特定区域特定水源条件下轮状病毒的健康风险,为我国供水行业针对轮状病毒建立有效的水质风险管理机制提供了科学依据。