从微生物视角看饮用水的“健康密码”

摘要

你可能不知道，我们每天喝的水里藏着一个微观世界——微生物群落。科学家们通过研究这些微生物，发现它们的种类和数量可以告诉我们很多关于水质的信息。最近的一项研究利用微生物组分析，揭示了不同类型饮用水（传统饮用水、可饮用再生水和非饮用再生水）之间的微生物差异，这或许能成为评估水质的新方法。

背景

我们都知道，水是生命之源，但水的质量直接影响我们的健康。传统上，我们通过检测水中的粪便指标和病原体来评估水质。然而，这种方法可能无法完全反映水质的复杂性。近年来，随着微生物组学技术的发展，科学家们开始探索利用微生物群落的组成来评估水质。微生物组分析不仅可以补充传统的水质检测方法，还能提供关于水质处理效果和水是否适合特定用途的线索。

实验结果

在这项研究中，科学家们收集了来自美国不同地区的474个水样，涵盖传统饮用水、可饮用再生水和非饮用再生水。通过16S rRNA基因扩增子测序，他们发现不同类型水的微生物组成存在显著差异。例如，非饮用再生水中的Desulfobacterota、Patescibacteria和Myxococcota等微生物的丰度较高，而可饮用再生水和传统饮用水中这些微生物的丰度较低。此外，Aeromonas和NS11.12_marine_group等微生物在非饮用再生水中更为常见。

图一. 所有散装水样的Bray-Curtis NMDS（非度量多维尺度分析）β多样性图，用于分析不同水用途的样本在（A）符合性点（POC，k=3，应激值=0.136；Betadisper p>0.01；ANOSIM p<0.01，r统计值=0.71）和（B）使用点（POU，k=3，应激值=0.159；Betadisper p>0.01；ANOSIM p<0.01，r统计值=0.41）的微生物群落差异，并通过对应分析（调整后的p值阈值为0.01）展示了不同门水平的微生物分布情况。测试的水用途包括饮用水（例如瓶装水和传统饮用水）、饮用水再利用（例如直接饮用水再利用和间接饮用水再利用）以及非饮用水再利用（例如经过不同程度三级处理的污水二级出水）

主要结论

研究结果表明，微生物组分析可以作为一种高分辨率的水质监测方法，用于评估水质处理的效果以及水是否适合特定用途。通过识别微生物“签名”，我们可以更好地了解水的质量，并为未来的水质管理提供新的视角。

 原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c04679