秦皇島口岸入境船舶壓載水中微生物攜帶情況調查

馮云霄,張 樂,方振東,朱永利,張 楷

(1.后勤工程學院,重慶 401331;2.中國檢驗檢疫科學研究院衛生檢疫所,北京 100024)

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

為了船舶安全航行,壓載水是必備之物,但同時也對生態環境和人類健康造成了嚴重危害。壓載水是外來生物入侵的重要載體,每天至少有數以萬計的海洋微生物和動植物通過壓載水在全球流動,并隨壓載水被帶到世界各地。這些外來物種不僅威脅到當地的生態平衡,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重要的、潛在性的媒介,呼吁對其進行科學研究。此后的研究也證實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,然后使自身進入靜止狀態,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]。

本研究對秦皇島口岸入境船舶攜帶的壓載水進行了 2個月的調查,以了解船舶壓載水中病原微生物的攜帶狀況。

1 對象與方法

1.1 調查對象

裝載境外壓載水的入境船舶。

1.2 調查方法

1.2.1 采樣點設置

本次研究分秦皇島黃驊港和京塘港兩個區域,其中黃驊港的采樣點設在黃驊港碼頭;京塘港的采樣點設在京塘港碼頭。

1.2.2 樣本選擇

本次調查自 2010年 6月起至 2010年 8月結束。對于在此期間掛靠采樣點碼頭的裝有壓載水的入境船舶進行壓載水的調查與取樣。應用隨機數字法對符合條件的船舶進行隨機性抽樣,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、監測項目

(1)一般性檢測:pH值、比重、水溫、濁度等;

(2)病原微生物檢測:細菌總數、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:根據壓載艙數目,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水樣,混合后,詳細記錄裝載地點、時間及數量,并及時送檢。

(2)病原微生物檢驗:將樣本進行細菌培養、分離、鑒定,檢驗大腸菌群、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)統計學處理:對數據均進行正態性檢驗,符合正態性分布的資料采用平均數/標準差表示其平均水平,非正態性分布資料其平均水平采用中位數/四分位數間距表示,并采用中位數檢驗及Wilcoxon秩和檢驗法進行比較分析。計數資料采用 x2檢驗,以上分析均在 SPSS13.0軟件中進行。

表 1 入境船舶壓載水裝載地區分布及裝載量 (部分)

2 結 果

2.1 壓載水裝載地區分布及壓載量

本次調查的秦皇島入境船舶壓載水裝載地區分布及裝載量如表 1所示。由表 1可見,壓載壓載水較多的國家與地區主要有韓國、日本,其次為臺灣、澳大利亞、巴拿馬等,其中韓國、日本等國家的海域環境條件與我國十分相似,這些國家海域內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我國海域的地理環境條件而大量生長、繁殖,造成該病原體在我國的傳播,從而導致疾病的流行。

2.2 壓艙水基本指標檢測

秦皇島入境船舶壓載水的基本指標檢測結果見表 2和表 3。表 2和表 3按船舶入境的區域進行了分類統計分析,在分析前對數據分別作了正態性檢驗。調查結果發現: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指標與京塘港的基礎指標相比較,結果為,pH、比重、水溫、濁度 4項指標兩個口岸差異未達顯著性水平 (p>0.05),即該 4項指標兩處采樣點并無差異。將黃驊港和京塘港數據合并后分析排放至秦皇島口岸的船舶壓載水 4項檢測指標結果為: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、比重檢測結果

表 3 秦皇島入境船舶攜帶壓載水的溫度、濁度檢測結果

2.3 壓載水病原微生物指標檢測

表 5為秦皇島入境船舶壓載水 8項細菌學指標檢測結果。對細菌總數指標進行正態性檢驗提示 P值均 >0.05,屬正態性分布,故以平均數值表示其平均水平,排放至黃驊港與京塘港的船舶壓載水樣細菌總數分別為 224/ml與 151/ml,將黃驊港壓載水細菌總數值與京塘港的相比 (表 4),Wilcoxon W值 =183.00,P=0.02(<0.05),提示兩者差異達到顯著性水平,排放至黃驊港的壓載水中細菌總數明顯高于排放至京塘港的。將兩數值合并后計算得排放至秦皇島口岸的壓載水樣中的細菌總數平均為 195/ml。

表 4 兩港口細菌總數Wilcoxon秩和檢驗結果

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 <2.5CFU/ml,為檢出陰性,其余壓載水水樣中大腸菌群指標均 >2.5CFU/ml,為檢出陽性;壓載水中金黃色葡萄球菌檢測,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

本次對秦皇島口岸 20艘入境船舶攜帶的壓載水進行了調查研究,對 8項細菌學指標的檢測分析發現:排放至秦皇島口岸的壓載水中細菌總數平均達 195/ml,其中,排放至黃驊港的壓載水中細菌總數平均為 224/ml,排放至京塘港的壓載水中細菌總數平均為 151/ml;排放至黃驊港和京塘港的壓載水中大腸菌群指標分別有 12份和 10份樣品為檢出陰性,金黃色葡萄球菌檢測指標分別有 1份和2份樣品為檢出陰性,沙門氏菌指標分別有 7份和4份樣品為檢出陰性,臘樣芽孢桿菌指標分別有 1份和 2份樣品為檢出陰性,副溶血弧菌指標只有京塘港有 2份樣品為檢出陰性,致瀉大腸埃菌指標分別有 10份和 8份樣品為檢出陰性,板奇腸桿菌指標都分別有 5份樣品為檢出陰性。

本次調查中發現了致病菌,并已有相關文獻證明在發展中國家,人類疾病經壓載水傳播的威脅大幅度增加。若飲用水供應缺乏衛生處理或處理不充分,會使當地人群感染由壓載水攜帶到港口而流行的疾病。如 1993年 4月密爾沃基市暴發大規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,并導致 110人死亡。這次暴發流行所造成的經濟影響估計超過 5400萬美元[4]。

在本次調查結果和參考文獻的基礎上,有理由得出入境船舶壓載水中攜帶病原體的結論,并且這些病原體與人類疾病間有著密切的聯系。同時,通過本次調查可以發現,船舶壓載水微生物污染程度較高,為達到 IMO標準以及我國制訂的相關法律,壓載水需進行處理后再排放,所以急需一種行之有效,簡單快捷的處理方法,同時,也需要相關部門制訂出相應的預防控制與管理措施。

[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).