Фекальные бактерии - бактерии, которые присутствуют в пищеварительной системе человека и животных - известны тем, что загрязняют воду. Иногда они могут представлять опасность для здоровья. Было проведено мало исследований распространения и распространения фекальных бактерий в реках и, прежде всего, их поступления из окружающего ландшафта. Исследователи из Института пресноводной экологии и рыболовства во внутренних водоемах им. Лейбница (IGB) и Абердинского университета в Шотландии разработали индикаторную модель, которую можно использовать для оценки динамики фекальных бактерий, таких как кишечная палочка, на основе гидрологических процессов. в ландшафте и связность водотоков - важная основа управления острым или устойчивым микробным загрязнением вод.
Чтобы иметь возможность понять распространение и судьбу фекальных бактерий в водах, ученые также должны зафиксировать районы происхождения, количество и пути течения воды в ландшафте, а также принять во внимание входы в реку. сеть. Основываясь на исследовательской области в Шотландии, Доэрте Тетцлафф из IGB, ее докторант Аарон Нил и их коллеги из Абердинского университета (Крис Соулсби и Норвал Страчан) исследовали распространение меченых фекальных организмов-индикаторов в зоне водосбора. Затем они соединили данные с гидрометрическими значениями (количественное определение гидрологического режима) и индикаторами стабильных изотопов. «Объединение таких данных представляет собой инновационный подход. На основе наших выводов мы разработали математическую модель распространения фекальных бактерий, которую можно перенести и в другие регионы», - пояснил Крис Соулсби из Абердинского университета, целостная концепция исследование.
Точный прогноз распределения фекальных бактерий летом по модели
Как полевые испытания с участием индикаторных бактерий, так и их математическая модель показали, что степень гидрологической связи играет решающую роль в распространении фекальных бактерий.
Используя этот метод, команда смогла точно определить, когда и откуда бактерии попадают в организм. «В районе нашего исследования концентрация фекальных бактерий в ручьях была самой высокой летом, чего можно ожидать и в других регионах. Лето - самое популярное время для рекреационного использования рек, и интенсивные дожди случаются чаще, вымывая бактерии из окружающих в пресноводные экосистемы. Таким образом, летом в воду попадают бактерии, которые не происходят из непосредственной близости от ручья, тогда как зимой в основном мобилизуются бактерии, хранящиеся в прибрежной зоне. Разработанная нами модель успешно отражает фактическое распространение бактерий летом», - заявил Доэрте Тецлафф, излагая результаты исследования.
Исследователям необходимо адаптировать модель, основанную на индикаторах, чтобы повысить ее точность прогнозирования для зимних месяцев. Исследователи полагают, что причиной такого несоответствия может быть повышенный уровень смертности бактерий при более низких температурах и условиях мерзлой почвы, которые модель еще не улавливает. «Оптимизация такой пространственно-временной динамической математической модели - очень интересная, но трудоемкая задача. Необходимо учитывать так много неизвестных», - заключил Доэрте Тецлафф. Однако ученые надеются, что эта модель и ее более поздние версии когда-нибудь станут научной основой для оценки распространения фекальных бактерий в водосборных бассейнах ручьев.