강물과 폐수 배출 근처 퇴적물의 박테리아 군집 및 수질 매개변수

과학 데이터 9권, 기사 번호: 578(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

폐수 처리장(WWTP)은 환경에 인간 관련 박테리아를 도입하고 미생물 군집을 변경하여 수질과 미생물 군집을 변화시킵니다. 이러한 영향을 완전히 이해하려면 WWTP 배출이 비슷한 방식으로 물과 퇴적물 미생물 군집에 영향을 미치는지, 그리고 그러한 영향이 특정 환경 변수에 의존하는지 여부를 연구하는 것이 중요합니다. 여기서 우리는 5개월 동안 WWTP 유출에서 지표수 및 퇴적물로 직접 수집된 샘플을 위 2개 지점과 아래 2개 지점에서 비교하여 WWTP가 수질 및 박테리아 군집에 미치는 영향을 조사하는 데이터 세트를 제시합니다. 가능하다면 5가지 물리화학적 변수(예: 온도, 탁도, 전도도, 용존 산소 및 염분), 4가지 생물 지표(예: 대장균, 총대장균군, 장구균, 내독소) 및 2가지 분자 지표(예: intI1의 상대적 존재비 및 16S rRNA 유전자 프로파일링). 예비 결과는 생물지표가 환경 변수와 상관관계가 있으며 지하수면, 퇴적물 및 처리수에 존재하는 박테리아 군집의 구성과 구조가 크게 다르다는 것을 시사합니다.

측정

물의 온도 • 물의 전도도 • 물의 용존 산소 • 물의 염도 • 물의 대장균 농도 • 물의 총대장균군 농도 • Enterococcus sp. • 물 속 엔도톡신 농도 • 물 속 인테그론 1의 상대적 존재비 • 박테리아 16S RNA

기술 유형

YSI 현장 프로브 • Colilert 탐지 시스템 • Enterolert 탐지 시스템 • Charles River Endosafe 시스템 • 정량적 PCR • Illumina Sequencing

샘플 특성 - 유기체

박테리아

샘플 특성 - 환경

담수 강

샘플 특성 - 위치

미국

폐수 처리장(WWTP)에서 주변 수로로 배출되는 폐수는 수생 생태계의 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 우선, WWTP는 의약품1,2 및 가정용품3을 포함한 중요한 오염물질을 배출하며, 이는 지역 동물군4과 미생물 군집5,6에 영향을 미칠 수 있습니다. WWTP는 또한 병원체7 및 항생제 내성 박테리아8를 포함하여 수용 수로와는 다른 이종 미생물의 원천이 될 수 있습니다. 대부분의 살아있는 미생물이 WWTP 처리로 박멸되더라도, WWTP는 항생제 내성 유전자의 중요한 공급원으로 인식되어 왔으며9,10 환경 내 항생제 내성 저장소가 지속적으로 증가하는 데 기여하고 있습니다11. WWTP 배출은 또한 영양분 농축12으로 이어질 수 있으며, 이는 감지 가능한 용존 산소13에 심각한 변화를 일으키고 수생 환경에서 생물 군집 구조와 기능을 방해할 수 있습니다14. 마지막으로, WWTP 배출은 모래와 모래를 수생 시스템에 퇴적시켜 퇴적물의 물리적 특성에 영향을 미치고 잠재적으로 수로에서 발견되는 퇴적물 관련 박테리아 군집을 교란시킬 수 있습니다15.

소규모 WWTP가 지역 담수 수로에 미칠 수 있는 영향을 평가하기 위해 Bard College(Annandale-on-Hudson, NY, 그림 1a)에서 운영하는 WWTP의 처리수 유출과 관련된 미생물 오염 물질을 모니터링했습니다. 소화조 기반 시스템(그림 1b)을 사용하여 WWTP는 하루에 약 20만 갤런을 처리합니다(NY SPDES 허가 #NY0031925에 따라). 이 처리된 물은 약 2,000명의 학생과 500명의 교직원이 근무하는 기숙 대학인 Bard College 캠퍼스에서 전적으로 생산됩니다. 처리 후, 사용된 물은 캠퍼스의 담수 공급원이기도 한 허드슨 강의 지류인 Saw Kill로 방출됩니다. Bard College는 캠퍼스 식수로 매일 평균 130,000갤런(591,000L)의 Saw Kill 지표수를 끌어옵니다(21년 2월 9일자 NYSDEC 수자원 관리국에 제출된 가장 최근 보고서에 따름). 식수는 WWTP 배출구 상류에서 약 100m 떨어진 Saw Kill에서 배출됩니다. 연구 현장 자체는 소규모 WWTP(NY SPDES 허가 #NY0271420)가 있는 Red Hook 마을(인구 ~ 1900년)에서 약 5.2km 하류에 위치해 있습니다.