农业用水里有致病菌，二氧化氯能不能兜住风险？

研究背景：农业用水不是“只要看起来清”就安全

在新鲜农产品生产中，水是绕不开的环节。灌溉、冲洗、设备清洁、采后处理，都可能让水直接接触农产品。水源如果受到动物粪便、径流、洪水或环境污染影响，病原菌就可能随着水进入田间或加工环节。

这类风险在叶菜生产中尤其受到关注。产志贺毒素大肠杆菌，也就是STEC，是农产品相关食源性事件中常被重点监测的对象；单核细胞增生李斯特菌虽然更多见于采后加工环境，但在地表水和农业相关水体中同样值得关注。文章也指出，农业水处理是阻断病原菌进入食品链的关键干预点之一。

基于这一问题，Van Blair等人在 Frontiers in Microbiology 发表研究，以加州Salinas Valley相关农业水样为对象，考察二氧化氯对STEC和单核细胞增生李斯特菌的消毒效果。文章重点回答两个问题：第一，不同农业水质条件下，二氧化氯达到3 log降低需要多少浓度；第二，STEC和李斯特菌对二氧化氯的敏感性是否相同。

研究内容：用不同水样和不同剂量，测试5分钟处理后的降菌效果

研究人员首先制备STEC混合菌株和单核细胞增生李斯特菌混合菌株。STEC混合菌株包括O157:H7、O121:H19、O103:H11、O26:H11、O111、O45:H2和O145:NM等血清型；李斯特菌则由4株不同来源菌株组成。

水样方面，研究设置了多种条件：无菌双蒸水作为对照；来自Salinas Valley小型有机农场的农业井水和生活井水；来自开放水源系统的环境水样；另外还按照EPA方案制备了pH 6.5和pH 8.4的实验室标准水样，用来模拟较差水质条件。

二氧化氯处理采用24孔板体系。研究人员将二氧化氯设置为10、5、2.5和1.25 mg/L四个目标浓度，加入病原菌后处理5分钟，再用1%硫代硫酸钠终止反应，随后分别在选择性培养基上计数存活菌。研究根据不同剂量下的降低量，估算达到3 log降低所需的二氧化氯浓度。

研究结果：STEC总体对二氧化氯较敏感，但开放水源差异明显

对STEC来说，10 mg/L二氧化氯处理5分钟，在不同现场水样和实验室水样中均可达到约6–7 log降低。也就是说，在较高剂量下，二氧化氯对STEC表现出较稳定的杀灭效果。

当浓度降至5 mg/L时，多数水样仍能达到4–6 log降低，但开放水源ENV₁的效果明显下降，仅降低2.85 ± 0.8 log CFU/mL。继续降至2.5 mg/L时，农业井水和生活井水中的降低效果反而较好，分别达到6.51 ± 0.2和5.82 ± 0.5 log CFU/mL；而ENV₁仅降低0.58 ± 0.9 log CFU/mL。

如果以达到3 log降低作为目标，STEC所需二氧化氯浓度在不同水样间差异很大。农业井水和生活井水最低，分别为1.4和1.6 mg/L；开放水源ENV₂为2.8 mg/L；EPA 8.4标准水样为3.7 mg/L；ENV₁最高，需要5.8 mg/L。这个结果说明，二氧化氯可以有效控制STEC，但水源类型会明显影响所需剂量。

图1. 不同水样中二氧化氯对STEC的降低效果

研究结果：李斯特菌也能被降低，但所需剂量和水样反应更复杂

对单核细胞增生李斯特菌来说，10 mg/L二氧化氯处理5分钟，在农业井水、生活井水和两个开放水源样品中可达到约5–6 log降低。5 mg/L处理时，农业井水、生活井水、ENV₁和EPA 6.5标准水样仍可达到约5–6 log降低，ENV₂略低，为3.90 ± 0.8 log。

在2.5 mg/L条件下，井水样品表现仍较好。农业井水和生活井水分别降低4.12 ± 0.9和4.74 ± 1.1 log CFU/mL，而ENV₁和ENV₂均约为2.23 log。到了1.25 mg/L，各水样降低幅度整体降至0–3 log范围，ENV₁几乎没有降低。

按达到3 log降低计算，李斯特菌在农业井水和生活井水中的所需浓度分别为1.9和2.0 mg/L；EPA 6.5标准水样为2.2 mg/L；ENV₁和ENV₂分别为3.2和3.9 mg/L；EPA 8.4标准水样为6.5 mg/L。文章同时指出，相比STEC，李斯特菌通常需要更高剂量才能达到同样的3 log降低目标。

图2. 不同水样中二氧化氯对单核细胞增生李斯特菌的降低效果

启发

这篇研究最值得关注的地方，是把“二氧化氯有效”这件事放回了真实水质差异中讨论。对种植端和鲜切加工端来说，农业用水处理不能只看药剂名称，也不能只套用固定浓度。更稳妥的做法，是先了解水源类型和水质波动，再根据目标病原菌、接触时间和预期降低目标验证处理参数。尤其是开放水源，夏季降雨、径流和浊度变化都可能影响实际效果，消毒方案需要留出验证和调整空间。

参考文献：[1] Van Blair J, Lacombe A, Harvey BL, Wu VCH. Chlorine dioxide is a broad-spectrum disinfectant against Shiga toxin-producing Escherichia coli and Listeria monocytogenes in agricultural water. Frontiers in Microbiology. 2024;15:1469615. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1469615.