秦皇島口岸入境船舶壓載水中微生物攜帶情況調(diào)查

馮云霄,張 樂,方振東,朱永利,張 楷

(1.后勤工程學(xué)院,重慶 401331;2.中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院衛(wèi)生檢疫所,北京 100024)

船舶壓載水是指為穩(wěn)定船體重心,使其處于適航狀態(tài),在底艙注入的適量水體。壓載水儲(chǔ)存于專門的壓載水水艙中或者儲(chǔ)存于經(jīng)特別加固的貨艙之中。壓載水是船舶航行的重要安全保證。據(jù)美國和澳大利亞 2001年統(tǒng)計(jì),每年排入其境內(nèi)的壓載水量分別達(dá)到 8000萬 t和 1.2億 t;而據(jù)國際海事組織 ( IMO)估計(jì),每年在全球各地轉(zhuǎn)運(yùn)的壓載水量高達(dá) 120億 t[1]。

為了船舶安全航行,壓載水是必備之物,但同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重危害。壓載水是外來生物入侵的重要載體,每天至少有數(shù)以萬計(jì)的海洋微生物和動(dòng)植物通過壓載水在全球流動(dòng),并隨壓載水被帶到世界各地。這些外來物種不僅威脅到當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡,其中攜帶的病原微生物還給人類健康帶來巨大隱患。

1973年, IMO首次提出壓載水是疾病傳播的一個(gè)重要的、潛在性的媒介,呼吁對(duì)其進(jìn)行科學(xué)研究。此后的研究也證實(shí)了壓載水可攜帶多種病原體,包括霍亂弧菌、大腸埃希桿菌、多種病毒[2]。霍亂弧菌甚至能夠侵入某些藻類,然后使自身進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài),伴隨著藻類通過壓載水傳播到世界各地,條件成熟就能再次成為傳染性的致病因子[3]。

本研究對(duì)秦皇島口岸入境船舶攜帶的壓載水進(jìn)行了 2個(gè)月的調(diào)查,以了解船舶壓載水中病原微生物的攜帶狀況。

1 對(duì)象與方法

1.1 調(diào)查對(duì)象

裝載境外壓載水的入境船舶。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 采樣點(diǎn)設(shè)置

本次研究分秦皇島黃驊港和京塘港兩個(gè)區(qū)域,其中黃驊港的采樣點(diǎn)設(shè)在黃驊港碼頭;京塘港的采樣點(diǎn)設(shè)在京塘港碼頭。

1.2.2 樣本選擇

本次調(diào)查自 2010年 6月起至 2010年 8月結(jié)束。對(duì)于在此期間掛靠采樣點(diǎn)碼頭的裝有壓載水的入境船舶進(jìn)行壓載水的調(diào)查與取樣。應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字法對(duì)符合條件的船舶進(jìn)行隨機(jī)性抽樣,共選取滿足條件的船舶 20艘,采得壓載水樣 35份,其中黃驊港船舶 12艘,水樣 21份;京塘港船舶 8艘,水樣 14份。

1.2.3 檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

(1)一般性檢測(cè):pH值、比重、水溫、濁度等;

(2)病原微生物檢測(cè):細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、臘樣芽孢桿菌、副溶血性弧菌、致瀉大腸埃菌、板奇腸桿菌。

1.2.4 樣品采集、處理及分析

(1)樣品采集:根據(jù)壓載艙數(shù)目,按“之”字形或“品”字形采樣,每船共采壓艙水樣約 10L,從底艙至甲板垂直采取各壓載水艙內(nèi)水樣,混合后,詳細(xì)記錄裝載地點(diǎn)、時(shí)間及數(shù)量,并及時(shí)送檢。

(2)病原微生物檢驗(yàn):將樣本進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)、分離、鑒定,檢驗(yàn)大腸菌群、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、臘樣芽孢桿菌、副溶血性弧菌、致瀉大腸埃菌、板奇腸桿菌,檢出即為陽性。

(3)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:對(duì)數(shù)據(jù)均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),符合正態(tài)性分布的資料采用平均數(shù)/標(biāo)準(zhǔn)差表示其平均水平,非正態(tài)性分布資料其平均水平采用中位數(shù)/四分位數(shù)間距表示,并采用中位數(shù)檢驗(yàn)及Wilcoxon秩和檢驗(yàn)法進(jìn)行比較分析。計(jì)數(shù)資料采用 x2檢驗(yàn),以上分析均在 SPSS13.0軟件中進(jìn)行。

表 1 入境船舶壓載水裝載地區(qū)分布及裝載量 (部分)

2 結(jié) 果

2.1 壓載水裝載地區(qū)分布及壓載量

本次調(diào)查的秦皇島入境船舶壓載水裝載地區(qū)分布及裝載量如表 1所示。由表 1可見,壓載壓載水較多的國家與地區(qū)主要有韓國、日本,其次為臺(tái)灣、澳大利亞、巴拿馬等,其中韓國、日本等國家的海域環(huán)境條件與我國十分相似,這些國家海域內(nèi)的病原微生物一旦通過壓載水傳入我國海域,極有可能因比較適應(yīng)我國海域的地理環(huán)境條件而大量生長(zhǎng)、繁殖,造成該病原體在我國的傳播,從而導(dǎo)致疾病的流行。

2.2 壓艙水基本指標(biāo)檢測(cè)

秦皇島入境船舶壓載水的基本指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表 2和表 3。表 2和表 3按船舶入境的區(qū)域進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)分析,在分析前對(duì)數(shù)據(jù)分別作了正態(tài)性檢驗(yàn)。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn):排放至黃驊港的壓載水 pH、比重、水溫、濁度分別為 8.1、1.023kg/m3、13.36℃、3.631°,排放至京塘港的壓載水 pH、比重、水溫、濁度分別為 8.2、1.023kg/m3、13.37℃、3.509°。將黃驊港壓載水的基礎(chǔ)指標(biāo)與京塘港的基礎(chǔ)指標(biāo)相比較,結(jié)果為,pH、比重、水溫、濁度 4項(xiàng)指標(biāo)兩個(gè)口岸差異未達(dá)顯著性水平 (p>0.05),即該 4項(xiàng)指標(biāo)兩處采樣點(diǎn)并無差異。將黃驊港和京塘港數(shù)據(jù)合并后分析排放至秦皇島口岸的船舶壓載水 4項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果為:pH、比重、水溫、濁度分別為 8.2、1.023kg/m3、13.36℃和 3.582°。

表 2 秦皇島入境船舶攜帶壓載水的 pH值、比重檢測(cè)結(jié)果

表 3 秦皇島入境船舶攜帶壓載水的溫度、濁度檢測(cè)結(jié)果

2.3 壓載水病原微生物指標(biāo)檢測(cè)

表 5為秦皇島入境船舶壓載水 8項(xiàng)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。對(duì)細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)提示 P值均 >0.05,屬正態(tài)性分布,故以平均數(shù)值表示其平均水平,排放至黃驊港與京塘港的船舶壓載水樣細(xì)菌總數(shù)分別為 224/ml與 151/ml,將黃驊港壓載水細(xì)菌總數(shù)值與京塘港的相比 (表 4),Wilcoxon W值 =183.00,P=0.02(<0.05),提示兩者差異達(dá)到顯著性水平,排放至黃驊港的壓載水中細(xì)菌總數(shù)明顯高于排放至京塘港的。將兩數(shù)值合并后計(jì)算得排放至秦皇島口岸的壓載水樣中的細(xì)菌總數(shù)平均為 195/ml。

表 4 兩港口細(xì)菌總數(shù)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)結(jié)果

排放至黃驊港和京塘港的壓載水中分別有 12份和 10份樣品的大腸菌群指標(biāo) <2.5CFU/ml,為檢出陰性,其余壓載水水樣中大腸菌群指標(biāo)均 >2.5CFU/ml,為檢出陽性;壓載水中金黃色葡萄球菌檢測(cè),黃驊港和京塘港分別有 1份和 2份樣品為檢出陰性,其余為陽性;沙門氏菌指標(biāo)黃驊港和京塘港分別有 7份和 4份樣品為檢出陰性,其余為陽性;臘樣芽孢桿菌指標(biāo)黃驊港和京塘港分別有 1份和 2份樣品為檢出陰性,其余為陽性;副溶血弧菌指標(biāo)只有京塘港有 2份樣品為檢出陰性,其余都為陽性;致瀉大腸埃菌指標(biāo)黃驊港和京塘港分別有10份和 8份樣品為檢出陰性,其余為陽性;板奇腸桿菌指標(biāo)黃驊港和京塘港都分別有 5份樣品為檢出陰性,其余為陽性。

3 討論

本次對(duì)秦皇島口岸 20艘入境船舶攜帶的壓載水進(jìn)行了調(diào)查研究,對(duì) 8項(xiàng)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn):排放至秦皇島口岸的壓載水中細(xì)菌總數(shù)平均達(dá) 195/ml,其中,排放至黃驊港的壓載水中細(xì)菌總數(shù)平均為 224/ml,排放至京塘港的壓載水中細(xì)菌總數(shù)平均為 151/ml;排放至黃驊港和京塘港的壓載水中大腸菌群指標(biāo)分別有 12份和 10份樣品為檢出陰性,金黃色葡萄球菌檢測(cè)指標(biāo)分別有 1份和2份樣品為檢出陰性,沙門氏菌指標(biāo)分別有 7份和4份樣品為檢出陰性,臘樣芽孢桿菌指標(biāo)分別有 1份和 2份樣品為檢出陰性,副溶血弧菌指標(biāo)只有京塘港有 2份樣品為檢出陰性,致瀉大腸埃菌指標(biāo)分別有 10份和 8份樣品為檢出陰性,板奇腸桿菌指標(biāo)都分別有 5份樣品為檢出陰性。

本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了致病菌,并已有相關(guān)文獻(xiàn)證明在發(fā)展中國家,人類疾病經(jīng)壓載水傳播的威脅大幅度增加。若飲用水供應(yīng)缺乏衛(wèi)生處理或處理不充分,會(huì)使當(dāng)?shù)厝巳焊腥居蓧狠d水?dāng)y帶到港口而流行的疾病。如 1993年 4月密爾沃基市暴發(fā)大規(guī)模的微小隱孢子蟲感染,影響到近 40萬人的健康安全,有 4000余人住醫(yī),并導(dǎo)致 110人死亡。這次暴發(fā)流行所造成的經(jīng)濟(jì)影響估計(jì)超過 5400萬美元[4]。

在本次調(diào)查結(jié)果和參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,有理由得出入境船舶壓載水中攜帶病原體的結(jié)論,并且這些病原體與人類疾病間有著密切的聯(lián)系。同時(shí),通過本次調(diào)查可以發(fā)現(xiàn),船舶壓載水微生物污染程度較高,為達(dá)到 IMO標(biāo)準(zhǔn)以及我國制訂的相關(guān)法律,壓載水需進(jìn)行處理后再排放,所以急需一種行之有效,簡(jiǎn)單快捷的處理方法,同時(shí),也需要相關(guān)部門制訂出相應(yīng)的預(yù)防控制與管理措施。

[1]胡承兵.阻止 “搭乘”于壓載水中的外來生物入侵者 [J].交通環(huán)保,1999,20(4).

[2]Cangalosi A,Knight IT. Evaluating bioeffectiveness of flow through mechanical ballast water treatment systems(cyclonic separation and UV,and filtration and UV)at the pilot and fullscales. Second International Conference on Marine Bioinvasions,2001,New Orleans,Louisiana.

[3]Monroe PM,RR Col well.Fate of Vibrio choler ae O1in seawater micro-cosms[J].Water Research,1996,(30).

[4]MacKenzie WR,Hoxie HM,Proctor,et al.A massive outbreak in Mil-waukee of Cryptosporidium infection transmitted thorough the publicwa-ter supply[J].New England Journal of Medicine,1994,(331).