飲用水的糞便污染遠比人們想象的嚴重得多。從法國的輕奢礦泉水品牌，到非洲、東南亞欠發達地區的日常用水，糞便污染不同程度地威脅著人們的生命健康。而糞便污染絕非偶然事件，而是供水環節中出處可能出現的“常規性危機”，因此需要人們對水質進行嚴格、持續的檢測。傳統的糞便污染檢測方法依靠檢測大腸桿菌等微生物，精度較低。而新研究開發了一種能夠追溯污染源的高精度檢測法，有望推進糞便污染的衛生防護工作。

圖片來源：AI generated

危及17億人，無處不在的糞便污染

2024年3月10日，雀巢旗下的著名礦泉水品牌“巴黎水”（Perrier）被曝光存在糞便細菌污染。法國衛生總局指出，巴黎水位于法國加爾省的水井存在大腸桿菌和銅綠假單胞菌超標的情況。于是雀巢被迫暫停水井運營，并召回200萬瓶巴黎水銷毀。雀巢公司將污染事件歸因于3月中旬經過當地的莫妮卡風暴，將污染細菌的超標稱之為強降雨導致的“微妙的微生物偏差”。

無獨有偶，當局同時還發現巴黎水在生產過程中違規使用了紫外線燈、碳過濾等水處理技術，而這并不符合歐盟對于“純天然礦泉水”的生產要求。也就是說，這個多年來一直以“高端、輕奢、天然”包裝自己的水品牌，不僅深陷糞便污染的泥淖，甚至根本不是什么天然礦泉水，而只是加工處理過的普通飲用水。

巴黎水

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巴黎水事件令歐美消費者大為震動，也讓飲用水中的糞便污染重回公眾視界。早在2014年，就有薈萃研究指出，全球估計有18億人使用的飲用水源受到糞便污染，其中至少11億人的飲用水源處于"中度"風險。地區分布上，非洲與東南亞是污染比例最高的區域。[1] 而根據世衛組織公布的數據，截至2022年，全世界大約有17億人的飲用水受糞便污染。[2]

飲用受糞便污染的自來水，可能導致多種急性腸道傳染病。水中病原體（如大腸桿菌、志賀氏菌、霍亂弧菌、沙門氏菌、諾如病毒等）可引發出血性腸炎、細菌性痢疾、霍亂、傷寒及病毒性胃腸炎等疾病，癥狀包括血便、劇烈腹痛、脫水休克和高熱等。其中，腹瀉是最典型、最易被警覺的癥狀之一。

并非偶發，糞便污染的成因復雜

今年3月，在印度最大的醫學院，新德里全印醫科研究所（AIIMS），學生們反映飲用水喝起來有苦味，部分學生出現腹瀉癥狀，而在接受了抗生素治療之后痊愈。報道稱，該校已經十年沒有出現過類似的污染事件，但后續調查發現宿舍樓的底層凈水系統出現了糞便污染情況。AIIMS自己的專家稱，污染源頭可能來自于校內管道損壞或是猴子接觸了水箱，再不然就是德里水務局的供水本身就是被污染的。[3]

正如AIIMS專家所考慮的一樣，在談到糞便污染的時候，人們第一反應總是將污染歸因于管道破損（甚至是猴子動了水箱）這種偶發性事件。但事實的情況是，糞便污染在自然環境中廣泛存在，并且受到多重復雜因素的影響而波動。也就是說，糞便污染遠比人們想象的常見，因此需要水務部門對水質的糞便污染情況進行持續性監測。

影響糞便污染的一個重要環境因素是氣候。今年1月一項研究表明，在孟加拉國農村家庭中，降雨量和溫度顯著影響了大腸桿菌（E. coli）通過多種糞-口途徑造成的污染。[4] 而更早的一項研究則指出，降雨增加可能導致腹瀉患病率以及糞便中多種致病細菌檢測的陽性率升高。[5] 研究人員推測，降雨會促使糞便中的細菌污染向地表水釋放，而地表水會進一步將這些污染帶入地下含水層。這些研究都揭示氣候與糞便污染乃至居民健康之間的復雜影響關系。

一般認為，糞便污染主要存在于地表水，而深層地下水由于經過土壤的過濾作用，通常較為潔凈。但某些情況下，地下水仍有可能遭受糞便污染。因此，無論水源類型是地表水還是地下水，嚴格的消毒處理以及全環境、全時段的水質檢測都是必不可少的。

糞便污染監測新方法——MST

傳統的糞便污染檢測方法是檢測糞便指示菌（FIB），比如檢測大腸桿菌。這種方法成本低廉、操作簡單，但其局限性在于無法檢測低濃度污染，也無法對污染源進行追溯。2024年11月，韓國忠南國立大學和慶尚國立大學的研究人員嘗試了一種新的糞便污染測定方法，利用微生物源追蹤技術（MST）來進行糞便污染檢測。[6]

MST可以檢測特定宿主物種的生物標志物，通常是蛋白質、DNA 或 RNA 片段等物質。因此，MST能夠靈敏探測出廢水、飲用水、湖泊等中的低濃度污染，并識別宿主，即使樣本涉及多個物種的糞便。

crAss噬菌體（CLP）一種頗受青睞的MST標記物。CLP是人體腸道中最豐富的噬菌體，而某些種類的CLP僅存在于人體腸道或糞便中。MST檢測糞便污染的方法，正是通過對特定種類的CLP進行追蹤檢測來完成的。

為了說明該方法的有效性，研究人員收集了人類志愿者的糞便樣本，還采集了狗、鹿、貓、鳥和浣熊等野生動物的糞便樣本。隨后，研究人員對樣本進行了DNA提取和測序，在人類腸道病毒中鑒定出13個不同的CLP組。科學家以這些CLP為模板，開發出了用于檢測的特異性標記物。檢測結果表明，這種方法的對糞便污染的檢測精度超越了以往的所有方法。

研究作者之一、韓國忠南國立大學的Kyung Koo博士表示：“我們的方法可以成為監測人類糞便水污染的一種實用方法。我期望該方法今后能夠應用到對污水、廢水和各種環境樣本的篩查，從而改進衛生法規，降低公共衛生成本。”

參考文獻：

[1] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4255778

[2]https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water

[3]https://timesofindia.indiatimes.com/city/delhi/faecal-bacterial-contamination-found-in-aiims-drinking-water-supply/articleshow/119880272.cms

[4]https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/PIIS2542-5196(24)00306-1/fulltext

[5]https://journals.plos.org/plosntds/article?

id=10.1371/journal.pntd.0012157

[6]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135424012296?via%3Dihub