180
Побутові сантехнічні системи часто кишать мікробами, більшість з яких нешкідливі. Проте вченим ще належить повністю задокументувати спільноти бактерій, що живуть у будинках людей. У той час як Закон про безпечну питну воду забезпечує моніторинг з боку комунальних водопровідних служб, цей нагляд зупиняється на межі власності. Коли вода потрапляє в дім, її мікробний склад може суттєво змінитися, розвиваючись таким чином, що в основному залишається неконтрольованим і неправильно зрозумілим.
Fangqiong Ling, доцент кафедри енергетики, екології та хімічної інженерії Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, проводить дослідження, щоб усунути цю прогалину в знаннях. Разом зі своєю командою Лінг прагне покращити розуміння мікробіомів домашньої води та їх потенційних наслідків для громадського здоров’я.
Мікробні спільноти побутової сантехніки
У статті, опублікованій в журналі Nature Water , Лінг та її колеги детально описали результати дослідження, під час якого були взяті зразки змішувачів у ванних кімнатах у восьми домогосподарствах у районі метро Сент-Луїса. Протягом семи днів вони відстежували потік та еволюцію бактеріальних популяцій. Хоча всі будинки поділяли основні категорії бактерій, існували значні відмінності на рівні видів від одного дому до іншого.
«Порівняно з іншими, ці будинки мають свій власний унікальний підпис», — пояснив Лінг.
Незважаючи на суворі протоколи обробки та дезінфекції водопровідної води, дослідники виявили невеликі, але стійкі мікробні популяції.
Ці мікроби часто несуть гени стійкості до антибіотиків – явище, яке дослідники передбачали. Використання одних і тих самих дезінфікуючих засобів у різних системах створює середовище, де певні мікроби розвивають стійкість і утворюють те, що вчені називають «резистомом». Дослідження виявило закономірності цих резистом у домогосподарствах, але залишило без відповіді питання про варіації на рівні видів.
Мікроби в сантехніці та охороні здоров’я
Дослідники використовували комп’ютерне моделювання, щоб дослідити, як створюються мікробні спільноти. Отримані дані свідчать про те, що на формування спільноти впливають як детерміновані фактори (такі як хімічний склад води), так і стохастичні процеси (випадкові події). Такі змінні, як час надходження мікробів, динаміка росту та ще невідомі фактори, сприяють спостережуваній різноманітності.
Робота Лінга спрямована на передбачення та запобігання спалахів умовно-патогенних мікроорганізмів і хвороботворних бактерій. У той час як подібний моніторинг розробляється для лікарень та інших великих установ, індивідуальні побутові системи залишаються недостатньо вивченими.
«Будинки все ще є місцем, де більшість наших взаємодій з водою відбувається, тому ми хочемо вивчати домогосподарства», — підкреслив Лінг.
Хоча дослідження виявило хвороботворні бактерії в невеликих кількостях, це не обов’язково означає, що побутова вода небезпечна. Однак Лінг вважає, що регулятори охорони здоров’я повинні приділяти пильнішу увагу потенційним ризикам.
Дані спільноти та краудсорсинг
Лінь Чжан, доктор філософії студент і провідний автор статті, керував зусиллями з розширення охоплення дослідження. Залучивши старшокласників як «науковців спільноти», команда зібрала зразки з приблизно 100 домогосподарств у районі метро Сент-Луїса. Ці внески тепер є частиною останньої докторської роботи Чжана. проект, який аналізує сигнатури мікробіомів домогосподарства та їхні спільні резистоми.
«Мені подобається, що ми змогли дати старшокласникам можливість зазирнути в реальні дослідження та науковий метод. Сподіваюся, це може спонукати їх шукати майбутнє в екологічній інженерії», – сказав Чжан. Дослідження підкреслює важливість вивчення мікробіомів побутової сантехніки. Хоча більшість бактерій нешкідливі, гени стійкості, які вони несуть, можуть передаватися патогенним мікроорганізмам, особливо коли люди проходять лікування антибіотиками.
Розуміння цієї динаміки має вирішальне значення, враховуючи часту взаємодію людини з цими мікробами під час щоденних дій, таких як прийняття душу та приготування їжі.
Оновлення інфраструктури та майбутній моніторинг
Лише кілька місяців тому Агентство з охорони навколишнього середовища (EPA) запровадило нове правило, яке вимагає від муніципалітетів замінити свинцеві водопровідні труби протягом наступного десятиліття.
Цей капітальний ремонт інфраструктури також може надати можливості для покращення моніторингу побутових систем водопостачання. Окрім роботи з металами, нові сантехнічні системи можуть також зосередитися на зменшенні присутності мікропластику та кращому розумінні мікробіомів.
Професор Ден Джаммар очолює проекти з покращення якості питної води. Він підкреслив проблеми відстеження змін якості води від очисних споруд до домашніх кранів.
«Аспекти якості питної води, які можуть змінюватися між очисними спорудами та краном споживача, було надзвичайно важко контролювати», — сказав професор Граматик. «Ця інноваційна робота дає нове розуміння того, як мікроби ростуть і які мікроби присутні в сантехніці».
Розуміння мікробіома сантехніки
Дослідження Лінга та Чжана продовжують розкривати різноманітність домашніх мікробіомів. З кожним додатковим зразком будинку з’являється все більше різноманітності мікроорганізмів, що ставить перед вченими нові питання.
Розуміння мікробіома та резистому побутових водопровідних систем має вирішальне значення для запобігання ризикам для здоров’я та покращення якості води. Спільні зусилля дослідників, студентів і громадських науковців прокладають шлях до безпечнішого та більш обґрунтованого підходу до управління системами водопостачання в наших домівках. Дослідження опубліковано в журналі Nature Water.
