秦皇岛口岸入境船舶压载水中微生物携带情况调查

冯云霄,张 乐,方振东,朱永利,张 楷

(1.后勤工程学院,重庆 401331;2.中国检验检疫科学研究院卫生检疫所,北京 100024)

船舶压载水是指为稳定船体重心,使其处于适航状态,在底舱注入的适量水体。压载水储存于专门的压载水水舱中或者储存于经特别加固的货舱之中。压载水是船舶航行的重要安全保证。据美国和澳大利亚 2001年统计,每年排入其境内的压载水量分别达到 8000万 t和 1.2亿 t;而据国际海事组织 ( IMO)估计,每年在全球各地转运的压载水量高达 120亿 t[1]。

为了船舶安全航行,压载水是必备之物,但同时也对生态环境和人类健康造成了严重危害。压载水是外来生物入侵的重要载体,每天至少有数以万计的海洋微生物和动植物通过压载水在全球流动,并随压载水被带到世界各地。这些外来物种不仅威胁到当地的生态平衡,其中携带的病原微生物还给人类健康带来巨大隐患。

1973年, IMO首次提出压载水是疾病传播的一个重要的、潜在性的媒介,呼吁对其进行科学研究。此后的研究也证实了压载水可携带多种病原体,包括霍乱弧菌、大肠埃希杆菌、多种病毒[2]。霍乱弧菌甚至能够侵入某些藻类,然后使自身进入静止状态,伴随着藻类通过压载水传播到世界各地,条件成熟就能再次成为传染性的致病因子[3]。

本研究对秦皇岛口岸入境船舶携带的压载水进行了 2个月的调查,以了解船舶压载水中病原微生物的携带状况。

1 对象与方法

1.1 调查对象

装载境外压载水的入境船舶。

1.2 调查方法

1.2.1 采样点设置

本次研究分秦皇岛黄骅港和京塘港两个区域,其中黄骅港的采样点设在黄骅港码头;京塘港的采样点设在京塘港码头。

1.2.2 样本选择

本次调查自 2010年 6月起至 2010年 8月结束。对于在此期间挂靠采样点码头的装有压载水的入境船舶进行压载水的调查与取样。应用随机数字法对符合条件的船舶进行随机性抽样,共选取满足条件的船舶 20艘,采得压载水样 35份,其中黄骅港船舶 12艘,水样 21份;京塘港船舶 8艘,水样 14份。

1.2.3 检验、监测项目

(1)一般性检测:pH值、比重、水温、浊度等;

(2)病原微生物检测:细菌总数、大肠菌群、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、腊样芽孢杆菌、副溶血性弧菌、致泻大肠埃菌、板奇肠杆菌。

1.2.4 样品采集、处理及分析

(1)样品采集:根据压载舱数目,按“之”字形或“品”字形采样,每船共采压舱水样约 10L,从底舱至甲板垂直采取各压载水舱内水样,混合后,详细记录装载地点、时间及数量,并及时送检。

(2)病原微生物检验:将样本进行细菌培养、分离、鉴定,检验大肠菌群、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、腊样芽孢杆菌、副溶血性弧菌、致泻大肠埃菌、板奇肠杆菌,检出即为阳性。

(3)统计学处理:对数据均进行正态性检验,符合正态性分布的资料采用平均数/标准差表示其平均水平,非正态性分布资料其平均水平采用中位数/四分位数间距表示,并采用中位数检验及Wilcoxon秩和检验法进行比较分析。计数资料采用 x2检验,以上分析均在 SPSS13.0软件中进行。

表 1 入境船舶压载水装载地区分布及装载量 (部分)

2 结 果

2.1 压载水装载地区分布及压载量

本次调查的秦皇岛入境船舶压载水装载地区分布及装载量如表 1所示。由表 1可见,压载压载水较多的国家与地区主要有韩国、日本,其次为台湾、澳大利亚、巴拿马等,其中韩国、日本等国家的海域环境条件与我国十分相似,这些国家海域内的病原微生物一旦通过压载水传入我国海域,极有可能因比较适应我国海域的地理环境条件而大量生长、繁殖,造成该病原体在我国的传播,从而导致疾病的流行。

2.2 压舱水基本指标检测

秦皇岛入境船舶压载水的基本指标检测结果见表 2和表 3。表 2和表 3按船舶入境的区域进行了分类统计分析,在分析前对数据分别作了正态性检验。调查结果发现:排放至黄骅港的压载水 pH、比重、水温、浊度分别为 8.1、1.023kg/m3、13.36℃、3.631°,排放至京塘港的压载水 pH、比重、水温、浊度分别为 8.2、1.023kg/m3、13.37℃、3.509°。将黄骅港压载水的基础指标与京塘港的基础指标相比较,结果为,pH、比重、水温、浊度 4项指标两个口岸差异未达显著性水平 (p>0.05),即该 4项指标两处采样点并无差异。将黄骅港和京塘港数据合并后分析排放至秦皇岛口岸的船舶压载水 4项检测指标结果为:pH、比重、水温、浊度分别为 8.2、1.023kg/m3、13.36℃和 3.582°。

表 2 秦皇岛入境船舶携带压载水的 pH值、比重检测结果

表 3 秦皇岛入境船舶携带压载水的温度、浊度检测结果

2.3 压载水病原微生物指标检测

表 5为秦皇岛入境船舶压载水 8项细菌学指标检测结果。对细菌总数指标进行正态性检验提示 P值均 >0.05,属正态性分布,故以平均数值表示其平均水平,排放至黄骅港与京塘港的船舶压载水样细菌总数分别为 224/ml与 151/ml,将黄骅港压载水细菌总数值与京塘港的相比 (表 4),Wilcoxon W值 =183.00,P=0.02(<0.05),提示两者差异达到显著性水平,排放至黄骅港的压载水中细菌总数明显高于排放至京塘港的。将两数值合并后计算得排放至秦皇岛口岸的压载水样中的细菌总数平均为 195/ml。

表 4 两港口细菌总数Wilcoxon秩和检验结果

排放至黄骅港和京塘港的压载水中分别有 12份和 10份样品的大肠菌群指标 <2.5CFU/ml,为检出阴性,其余压载水水样中大肠菌群指标均 >2.5CFU/ml,为检出阳性;压载水中金黄色葡萄球菌检测,黄骅港和京塘港分别有 1份和 2份样品为检出阴性,其余为阳性;沙门氏菌指标黄骅港和京塘港分别有 7份和 4份样品为检出阴性,其余为阳性;腊样芽孢杆菌指标黄骅港和京塘港分别有 1份和 2份样品为检出阴性,其余为阳性;副溶血弧菌指标只有京塘港有 2份样品为检出阴性,其余都为阳性;致泻大肠埃菌指标黄骅港和京塘港分别有10份和 8份样品为检出阴性,其余为阳性;板奇肠杆菌指标黄骅港和京塘港都分别有 5份样品为检出阴性,其余为阳性。

3 讨论

本次对秦皇岛口岸 20艘入境船舶携带的压载水进行了调查研究,对 8项细菌学指标的检测分析发现:排放至秦皇岛口岸的压载水中细菌总数平均达 195/ml,其中,排放至黄骅港的压载水中细菌总数平均为 224/ml,排放至京塘港的压载水中细菌总数平均为 151/ml;排放至黄骅港和京塘港的压载水中大肠菌群指标分别有 12份和 10份样品为检出阴性,金黄色葡萄球菌检测指标分别有 1份和2份样品为检出阴性,沙门氏菌指标分别有 7份和4份样品为检出阴性,腊样芽孢杆菌指标分别有 1份和 2份样品为检出阴性,副溶血弧菌指标只有京塘港有 2份样品为检出阴性,致泻大肠埃菌指标分别有 10份和 8份样品为检出阴性,板奇肠杆菌指标都分别有 5份样品为检出阴性。

本次调查中发现了致病菌,并已有相关文献证明在发展中国家,人类疾病经压载水传播的威胁大幅度增加。若饮用水供应缺乏卫生处理或处理不充分,会使当地人群感染由压载水携带到港口而流行的疾病。如 1993年 4月密尔沃基市暴发大规模的微小隐孢子虫感染,影响到近 40万人的健康安全,有 4000余人住医,并导致 110人死亡。这次暴发流行所造成的经济影响估计超过 5400万美元[4]。

在本次调查结果和参考文献的基础上,有理由得出入境船舶压载水中携带病原体的结论,并且这些病原体与人类疾病间有着密切的联系。同时,通过本次调查可以发现,船舶压载水微生物污染程度较高,为达到 IMO标准以及我国制订的相关法律,压载水需进行处理后再排放,所以急需一种行之有效,简单快捷的处理方法,同时,也需要相关部门制订出相应的预防控制与管理措施。

[1]胡承兵.阻止 “搭乘”于压载水中的外来生物入侵者 [J].交通环保,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).