Die Wissenschaft hinter dem neuen Strandwasserqualitätstest von San Diego

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Heute enthüllen wir die Wissenschaft hinter einer brandneuen Technologie zur Messung der Wasserqualität. San Diego ist weltweit das erste Unternehmen, das es verwendet, und es hat bereits Kontroversen ausgelöst.

Der empfindlichere Test zeigt, dass die südlichsten Strände von San Diego von mehr Kot geplagt werden, als wir jemals zuvor sagen konnten – besonders im Sommer, wenn Küstenstädte wie Coronado praktisch nie die Wasserqualitätstests mit den alten Tests nicht bestanden haben. Im Fall von South Bay gibt es eine offensichtliche Quelle menschlicher Abwässer, die die Küste seit Jahrzehnten heimsuchen: Tijuana.

Aber anstatt Strände zu schließen, die diese sensiblen Wasserqualitätstests nicht bestehen, lenkte der Landkreis ein, ersetzte Schließschilder durch neue, die vor einer möglichen Abwasserverschmutzung warnten, und überließ die Entscheidung, ob sie ins Wasser gehen oder nicht, der Öffentlichkeit.

Richard Bailey, der Bürgermeister von Coronado, verstand das so, dass die Grafschaft nicht glaubt, was ihr neuer Test ihnen sagt. Er forderte während einer Reihe von Coronado-Strandschließungen ab dem 5. Mai Daten vom Landkreis an, um die Ergebnisse sowohl nach der alten als auch nach der neuen Methode zum Testen des Wassers zu vergleichen. Er wies auf Beispiele hin, bei denen der neue Test zeigte, dass das Wasser schmutzig war, aber gleichzeitig der alte Test zeigte, dass das Wasser sicher war.

„Wenn die Testschwellenwerte für den neuen Test überschritten werden … aber sie liegen weit unter den Schwellenwerten für den alten Test, ist Coronados Position, dass die Strände geöffnet sein sollten“, sagte Bailey.

Wissenschaftler sagen: Das ist am Ziel vorbei.

Hier ist der Grund.

Wie der neue Wasserqualitätstest des Landkreises funktioniert

San Diego County arbeitete jahrelang mit der US-Umweltschutzbehörde, dem kalifornischen Gesundheitsministerium und dem Southern California Coastal Water Research Project an der Testtechnologie.

Der Test, Digital Droplet Polymerase Chain Reaction oder ddPCR genannt, zählt anhand seiner DNA das Vorhandensein von Bakterien im Wasser. Die alte Methode, genannt Kultivierung, zählte Bakterien Organismus für Organismus mit einer Methode, die viel weniger genau ist.

Um Bakterien mit der Kultivierungsmethode zu zählen, müssen die Wissenschaftler die Darmbakterien zum Wachstum anregen, damit Ansammlungen von Organismen sichtbar genug sind, um gezählt zu werden. Dieser Prozess kann bis zu drei Tage dauern, was den Strandbesuchern nicht wirklich hilft, da es den Strandbesuchern heute sagt, wie das Wasser gestern war. Einige dieser Bakterien können absterben oder nicht genug wachsen, um gezählt zu werden, was zu einer ungenauen Darstellung der Wasserqualität führt.

Beide Tests – alt und neu – verwenden dasselbe Risikoschwelle für Krankheit die EPA setzt auf Wasserqualität. Wenn die Wasserqualität so schlecht ist, dass etwa 30 von 1.000 Schwimmern krank werden, dann sollten die Regierungen die Öffentlichkeit gemäß diesen Richtlinien über dieses Risiko informieren.

Wissenschaftler müssen etwas im Wasser messen, um festzustellen, ob es Menschen krank macht. In diesem Fall ist es Enterococcus, das im Darm von warmblütigen Säugetieren, einschließlich Menschen, vorkommt, was bedeutet, dass es ausgeschieden wird, wenn Säugetiere kacken. Finden Sie Enterococcus und es besteht eine gute Chance, dass sich auch Kot im Wasser befindet. Wenn Sie Kot im Wasser finden, deutet dies auf eine höhere Wahrscheinlichkeit hin, dass sich auch schädliche Viren und Krankheitserreger im Wasser befinden. Deshalb bezeichnen Wissenschaftler Enterococcus als „Indikatorbakterium“.

Der kulturbasierte Test, den San Diego seit Jahrzehnten verwendet, sagt uns, dass mehr als 104 Enterokokken-Organismen in einer 100-Milliliter-Wasserprobe bedeuten, dass das Wasser für den menschlichen Kontakt zu schmutzig ist.

Nachdem die Wissenschaftler den neuen DNA-Zähl-Wasserqualitätstest entwickelt hatten, mussten sie herausfinden, wie viel Enterococcus-DNA auch bedeutet, dass das Wasser für Menschen zu schmutzig ist. Betreten Sie Marva Seifert, eine Assistenzprofessorin an der University of California-San Diego, die gearbeitet hat über die Studie hinter dem neuen Test.

Nachdem Hunderte von Wasserproben beiden Tests unterzogen wurden, kam das Forscherteam zu dem Schluss, dass 1.413 Kopien der DNA dieses Organismus dem Risiko entsprechen, das von 104 Enterokokken-Bakterien ausgeht. Jetzt weiß San Diego County, dass es seine neuen Strandschilder anbringen muss, die vor einer möglichen Abwasserkontamination warnen, wenn Wassertests Bakterien-DNA über dieser Zahl von 1.413 zeigen. „Dies ist der erste Schritt, um die Korrelation zwischen DNA-Kopienzahlen und Kulturergebnissen zu identifizieren“, sagte Seifert. „Ich denke nicht, dass es eine harte und schnelle Zahl ist, aber es ist ein wirklich guter Indikator dafür, dass es potenziell schädliche bakterielle Viren im Wasser gibt.“

Was sie meint, ist, dass dies die beste Zahl angesichts der Daten ist, über die die Forscher zum Zeitpunkt der Studie verfügten.

Das Problem bleibt, dass die neue Technologie, sobald sie auf die Gewässer in South Bay angewendet wird, deutlich höhere Bakterienwerte zeigt, als die Öffentlichkeit erwartet hat. Wenn also Strände nur aufgrund von Wasserqualitätstests geschlossen würden, was nach Ansicht des Landkreises nicht der Fall ist, könnten Küsten von Tijuana bis Coronado viel häufiger geschlossen werden – sogar im Sommer.

Es gibt einige Dinge, die beide Tests nicht leisten können, wie z. B. die Unterscheidung zwischen menschlichem oder tierischem Kot in Wasserproben. Es ist gefährlicher für Menschen, mit menschlichen Ausscheidungen in Kontakt zu kommen, da Viren leichter übertragen werden können.

Und das könnte der Grund sein, warum die Grafschaft San Diego vorsichtig ist, wenn sie entscheidet, ob ein Strand geschlossen werden soll oder nicht.

„(Der Test) ist kein Indikator für menschliches Abwasser. Es könnte jede Art von Bakterien von Tieren oder Menschen sein“, sagte mir Elise Rothschild, eine Umweltgesundheitsspezialistin im Umweltgesundheitsamt des Landkreises.

Nichtsdestotrotz wird die Qualität des Küstenwassers von South Bay heute häufiger als je zuvor als unsicher für die menschliche Gesundheit angesehen.

Heute enthüllen wir die Wissenschaft hinter einer brandneuen Technologie zur Messung der Wasserqualität. San Diego ist bereits das erste der Welt, das verwendet wird, und es hat bereits Kontroversen ausgelöst.

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