Method Article
EPA Method 1615 uses an electropositive filter to concentrate enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. This manuscript describes the procedure for collecting samples for Method 1615 analyses.
EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. The standardized sampling component of the method concentrates viruses that may be present in water by passage of a minimum specified volume of water through an electropositive cartridge filter. The minimum specified volumes for surface and finished/ground water are 300 L and 1,500 L, respectively. A major method limitation is the tendency for the filters to clog before meeting the sample volume requirement. Studies using two different, but equivalent, cartridge filter options showed that filter clogging was a problem with 10% of the samples with one of the filter types compared to 6% with the other filter type. Clogging tends to increase with turbidity, but cannot be predicted based on turbidity measurements only. From a cost standpoint one of the filter options is preferable over the other, but the water quality and experience with the water system to be sampled should be taken into consideration in making filter selections.
인간의 장내 바이러스 위장관 내에서 복제하고 분변 - 구강 경로를 통해 확산됩니다. 이 바이러스는 종종 높은 농도 1-3 하수에서 발견된다. 그들은 하수 폐수 4,5 고집하고, 표면 6, 7, 지상 8 ~ 10, 그리고 11 물을 마시는 처리 할 수 있습니다. 존재하는 경우, US 환경에서 물에서 바이러스의 농도는 통상적으로 직접 측정 (12, 13)에 대해 너무 낮다. 이 바이러스는 다량의 물에서 집중해야합니다. 정보 수집 규칙 (ICR)가 미국 환경 보호청 (USEPA) (14)에 의해 실시 모니터링을하는 동안 감염 단위의 19.7 가능성이 가장 높은 번호로 전국 0.009에서 원거리 큰 유틸리티의 소스 물에 긍정적 인 샘플의 바이러스 농도 (MPN) / L. 긍정적 인 샘플의 중간 값과 평균 농도는 0.03 흐르는 스트림에서 수원 0.17 MPN / L, 0.01이었다호수와 저수지에서 사람들을 위해 0.07 MPN / L, 및 지하수 11 (2000년 4월 25일 일자 ICR 여유 포트 18개월 액세스 데이터베이스에서 데이터)를 사용하여 사람들을 위해 0.04-0.74 MPN / L이다. 국가 지하수의 USEPA 연구에서 긍정적 인 샘플의 바이러스 농도는 0.009 2.12에 감염 단위 / 평균 0.13과 0.29 감염 단위 / L (8)의 평균 농도가 L에서였다. 포지티브 지하수 시료에서 바이러스 농도가 흐르는 스트림에 비해 높았다. 이 연구에서 지하수를 사용하는 시설의 대부분은 카르스트 지역에있는 대수층에서 물을 얻을. 이들은 석회암과 결정에있는 사람들과 함께 (파쇄 암반) 설정은 다른 설정 8,15,16보다 더 높은 바이러스 농도를 가질 가능성이 있습니다. USEPA 바이러스 방법은 표면 물 200 L 300 L에 (ICR) (1,615 방법) 및 지하수 (17, 18)의 1000 L 1,500 L에 (ICR) (1,615 방법)의 샘플링 볼륨을 지정합니다. 그러나,의 사용과큰 샘플 볼륨은 대부분의 표면과 지하수 샘플은 바이러스 8,11,19,20 부정적이다.
지표수에 존재하는 바이러스는 식수의 소비자들에게 잠재적 인 건강 위험. 표면 수처리 규칙 적어도 4- 로그의 바이러스에 의해 농도를 감소시키는 표면 수를 사용하여 모든 처리 설비를 필요로한다. 비록 4 로그 감소, 0.0044 MPN / L만큼 작을 원수에서 감염성 바이러스의 농도는 평균 노광 및 처리 조건으로 로타 바이러스 11, 21에 대한 투여 량 반응 파라미터를 가정하면 하루 이상의 감염으로 이어질 수있다. 처리되지 않은 지하수에서 바이러스로부터 위험으로 인해 치료 및 바이러스 발생의 부족으로 더 큰 수 있습니다. 보 차트와 동료들은 성인에서 급성 위장염의 22 %와 63 %까지의 어린이 5 년 미만은 치료 지하수 (19)를 사용하여 지역 사회에서 물을 마시는 바이러스로 인해이 될 수 있다고 추정하고있다.
USEPA Method 1615 보 차트의 결과와 동료 19, 23까지 따라 국가와 비 규제 오염 물질 모니터링 규정의 세 번째 모니터링주기 (UCMR3) 22시 장 바이러스와 노로 바이러스를 검출하기 위해 개발되었다. USEPA 방법은, 주로 미처리 지하수를 사용하는 시스템에서 바이러스를 측정하기 위해 설계 되었으나, 다른 물 매트릭스 유형을 포함하도록보다 일반적으로 기록 하였다. 새로운 방법은 ICR 17 동안 사용 이전 바이러스 방법과 많은 구성 요소를 유지 하이브리드 분자 절차 첨가 노로 24 보 차트 등. 19, 23, 및 추가의 프라이머 세트에 기초 방법. 본 연구의 목적은 샘플링 절차와 수집 및 운송 중에 시료의 무결성을 유지하는 데 필요한 단계를 설명하는 것이다. 전체 방법의 평가 Cashdollar 등. (25)에 대해 설명한다. 이 프로토콜은 간단한 필드 collectio을 커버펌프와 프리 필터가 필요하지 않습니다 및 조정이 pH와 물에 살균제의 존재에 필요하지 않은 경우 표면과 지하수의 n은 샘플링합니다. 더 복잡한 샘플링 요구는 Fout 등. (17, 18)에 기재되어있다.
1. 예비 절차
샘플링 사이트에서 샘플 컬렉션 2. 준비
3. 필드 샘플 컬렉션
필드 샘플 4. 출하
필터 막힘 막힘은 필터를 통해 물의 흐름 속도를 감소 방법 (1615)으로 발생 될 수있는 잠재적 인 큰 문제이다. 일부 경우에 이러한 큰 흐름을 허용하도록 글로브 밸브를 개방함으로써 극복 될 수있다. 필요한 부피가 통과하기 전에 다른 경우, 상기 필터가 완전히 막힌해질 것이다. 표 1은 필터 타입, 물 타입, 탁도의 함수로서 감소 된 볼륨이있는 샘플의 비율을 나타낸다. 막힘은 반대의 표면 물 시료의 경우 동안 산화 알루미늄 나노 섬유 기반의 필터는 지하수 샘플 급 아민 계 필터를 능가로, 지하수 및 지표수 모두 샘플 발생했습니다. 알루미늄 산화물 계 나노 섬유 필터로 수집 한 샘플의 10 %에 의한 막힘 필요한 최소한 지정된 볼륨 불합격하면서 전체적으로 급 아민 - 기반 필터를 이용하여 수집 한 샘플의 6 % 부피 불충분했다. 장군에서난, 탁도 증가 막힘,하지만 다른 구성 요소의 수는 탁도에 기여 이들 중 일부는 막힘으로 이어질하지 않습니다. 예를 들어, ICR 연구 중에 발생하는 모든 사건의 막힘은 43 % (데이터는 미도시) 두 강 시스템에 국한되었다. ICR 동안 표면의 물에 대한 최소한의 대상 볼륨은 연구 기간 동안 수집 된 평균 볼륨이 208 L의 평균 부피가 217 ± 32 L이었다 200 L.이었다 (ICR 여유 포트 18개월 액세스 데이터베이스에서 데이터가 2000년 4월 25일 일자) . 따라서, 전체 부피는 심지어 고 탁도으로 많은 물로부터 회수 할 수있다.
탁도 75 NTU 이상있을 때 ICR은 프리 필터를 사용하는 샘플러를 요구하지만, 심지어 프리 필터와, 75 탁도와 바다에서 수집 된 샘플의 34 %는 NTU 막혔습니다. 방법 1615 50 NTU 이상의 물과 함께 프리 필터의 사용을 권장합니다 그러나, 방법 1615의 발행 이후, 상기 방법에서 설명한 것 이외에도 여러 가지 옵션이 프리 필터왔다테스트. 샘플 량에 상당한 개선이 초래 중에 (데이터는 도시하지 않음).
그림 1. 표준 필터 장치. 표준 필터 장치는 흡입, 필터 하우징, 방전 모듈 (각 모듈에 대한 설명은 보충 자료 참조)로 구성되어있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
총 샘플 | 불충분 한 샘플 B의 수 | 비율 결핍 샘플 | 탁도 (NTU) |
NanoCeram를 사용하여 지하수 필터 C | |||
(113) | (1) | (1) | <20 |
표면 물 NanoCeram 필터 C를 사용하여 | |||
(83) | (12) | (14) | <20 D |
8 | 4 | (50) | 20 - <50 |
(6) | (5) | (83) | ≥ 50 D |
총 NanoCeram의 C | |||
(210) | (22) | (10) | ≥ 0 |
1MDS 필터 C를 이용하여 지하수 | |||
(374) | (75) | (20) | <20 |
2,693 | (27) | (1) 전자 | <20 전자 |
(505) | (36) | 7 F | 20 - <50 F |
(122) | (19) | (16) 전자 | (50) - <75g |
(175) | (60) | 34 E, F | ≥ 75 E, F, G, |
총 1MDS의 C | |||
3,869 | (217) | (6) | ≥ 0 |
표 1. 필터 생산 능력 샘플은 다음 볼륨 및 탁도 데이터를 사용할 수있는 연구에서 다음과 같습니다. 4/2 일자 ICR 여유 포트 18개월 액세스 데이터베이스에서 1) USEPA의 ICR 연구 (데이터2천분의 5), 2) USEPA 지하수 연구 8, 3) USEPA 로렌스 로웰, MA 연구 (게시되지 않은 데이터), 4) USEPA 미시시피 강 연구 (게시되지 않은 데이터), 5) USEPA 마시는 물 처리장 연구 (게시되지 않은 데이터) 6) USEPA 방법 1615 평가 연구 25, 7) 각각의 연구를 위해 지정된 물의 최소량 전에 막힌 필터 수집 하였다 UCMR3 모니터링의 첫 3 개월 (미발표). 샘플 B. 이 지표수 200 L 및 지하수 1,500 L했지만, USEPA 지하수 연구를위한 USEPA ICR에서 지하수 및 1893 L이었다 소스 물 200 L이었다. 볼륨 지정된 전체 최소를 수집 할 수있는 기능 C는 크게 다르다 샘플은 모두 전체 (P <0.001) NanoCeram 및 지표수 및 지하수 사이 1MDS 필터 (P = 0.002)를 사용하고 각 필터 유형 (P <0.001) 맨 - 휘트니 순위 합계 테스트를 사용하여. D & # 수집 된8211; 같은 첨자 값 g 그룹 (P <0.05) 순위 테스트에 분산의 크루스 칼 - 월리스 편도 분석 및 던의 인접 쌍 다중 비교 절차에 따라 크게 다르다. 모든 통계 학적 시험에서 종속 변수가 있지만 1.0의 최대 값으로, 지정된 최소의 부피 분율로서 필터에 통과 부피이다.
환경 워터스 바이러스를 농축하는 다른 필터 유형은 26 년 이상 사용되어왔다. 현재의 방법은 ultrafilters (27), 전기 음성 필터 13,28,29, 유리 섬유 필터 (23), 및 전기 양성 필터 (30)를 사용합니다. 전성 필터는 수년 동안 널리 사용되었지만, 염 및 첨가 전 또는 도중 샘플링 필드 물의 pH를 조정 요구 (13)는 그 유용성을 제한한다. 필드 샘플링을위한 가장 실용적인 필터의 선택은 전기 양성 필터입니다. 이러한 필터는 높은 유속에서 물과 임의의 물 조절없이 대량의 샘플링을 허용한다. 유리면 필터는 최소 비용 옵션이지만 전성 필터보다 느린 유속이 시판되지 않는다. Ultrafilters 수질의 넓은 범위에 걸쳐 높은 바이러스 회수율을 제공하지만 장비 sampli 필요한NG 용이 필드 휴대용 아닌 샘플들을 수집하는데 필요한 시간 (27)은 훨씬 더 길다. 방법은 최근 사용이 필드 조정에 대한 필요성을 회피하는 데에 전성 필터를 미리 조정하는 것이 개발되었지만, 이들은 큰 양의 샘플을 수집하기 위해 28, 29 적용될 수 없다.
EPA 1615 방법은 알루미나 나노 파이버 또는 4 차 아민 중 하나에서 자신의 양전하를 구 전성 카트리지 필터를 사용한다. 후자 위에 전자의 이점은 덜 비싸고 효율적 30,31 천연의 pH 값의 넓은 범위에 걸쳐 바다로부터 바이러스를 수집한다; 그러나, 각각의 카트리지뿐만 아니라, 보 차트 및 동료에 의해 사용되는 유리 섬유 필터는 물 23,31,32 (Cashdollar, 미발표)에서 노로 바이러스 및 엔테로 바이러스 유사 회수율을 준다. 카트리지 필터는 샘플의 수집을 단순화하기 위해 설계된 단순한 샘플링 장치에 배치된다샘플링하는 동안 오염을 줄일 수 있습니다.
많은 연구가 여러 분석 실험실을 사용하여 수행 할 때 표준 방법은 매우 중요하다. EPA 방법은 1615 표준 절차 및이 기간 동안 수집 된 데이터에 영향을 줄 수있는 두 가지 시료 채취 문제를 최소화하기위한 지침을 제공하는 연구를 거짓 오염 시료를 수집하는 동안 또는 부적절하게 소독 장치 구성 요소 및 구성 요소에 의해 필터 구멍의 막힘에 따른 긍정적 인 결과 물은 샘플링된다.
장용성 바이러스 부적절한 위생 일대일 확산 될 수있는 것처럼, 바이러스 오염 장갑 33 저조한 손이나 손 세척에서 샘플로 도입 될 수있다. 그것은 샘플러 오염의 잠재적 경로를 이해하고 샘플링하는 동안 무균 기술을 사용하는 것이 필수적이다. 샘플러 장갑은 주로 페이지에 노출되지 샘플러를 보호하기 위해 사용하지 않는 것을 이해한다오염 장치를 rotect. 샘플링 및 관리의 시작은 오염을 장갑에 손을 방지하기 위해 장갑을 걸치고 동안 촬영해야하기 전에 손 세척해야합니다. 그들은 높은 수준에서 엔테로 바이러스 또는 noroviruses을 발산 할 수 있으므로 장염이나 호흡기 증상이있는 샘플러는 샘플을 수집하지 않아야합니다.
둘째,주의가 이전의 샘플링 이벤트에서 바이러스의 이월을 방지하기 위해주의해야한다. 이러한 오염의 가능성을 최소화하기 위해 소스 방법 1615에서 샘플링 장치는 입구 및 카트리지 하우징 모듈의 압력 조정기 및 압력 측정기를 포함하지 않음으로써 ICR와는 개질 하였다. 샘플링 이벤트 동안 관찰 압력이 최대 주택 평가 아래에 항상 있었기 때문에 이러한 구성 요소가 제거 된 (예를 들어, 125 5 인치 카트리지 하우징에 대한 PSI)과 그들이 소독이 어려운 때문이다. 후자의 문제는 보안 목표 명세서의 장비 빈 컨트롤의 사용을 통해 입증되었다ICR 6,20 이후 udies. 정도는이 ICR 데이터를 알 수없는 영향을하지만, 가능성이 작은 하였다; 두 위양성 성능에 부정적인 평가 용 샘플은 연구 중에 있었다 (데이타 미기재). 상기 잔효 오염의 가능성을 줄이기 위해, 또한 입구 모듈 튜빙 각 샘플링 이벤트 후에 교환 할 것을 권장한다. 이 장치는 바이러스 글로리 품질이나 성능 제어에 사용 된 경우 충분한 소독을 보장하는 것이 특히 중요하다. 살균을 수행하기 전에, 잔류 염소 농도는 보관 중에 손실을 측정한다. 상술 한 장치의 구성을 변경하는 것뿐만 아니라, 그것을 정규 장비 블랭크 그 소독 효과가 입증 실행하는 것이 필수적이다. 방법 1615 장비 공백 바이러스 시드 컨트롤에 사용 후 소독 된 장치를 사용하여 수행 할 의무하여 단순화필요가 없으므로 절차 전에 소독 장치를 통해 바이러스 시드 용액을 통과. 이 농도가 가능한 장비에있는 어떠한 바이러스를 불활 화하는 핵산을 분해하는 동시에 필요로 살균제의 농도는 방법 1615 위해 0.525 % 차아 염소산으로 증가시켰다. 따라서, 장비 공백 세포 배양 및 qPCR에 분석을 모두 사용하여 분석해야합니다.
전기 양성 필터의 두 가지 유형은 표 1에보고 된 연구 중 막힘의 대상이었다. 감소 볼륨이있는 샘플의 알 수없는 수는 적산의 오독 또는 다른 사항을 충족하기 위해 샘플링의 의도적 인 초 정지로 인해 샘플링 오류되었을 수도 있습니다 특히 20 NTU 미만의 탁도 수치와 물에 대한 마감. 폐색의 정도는 필터 종별 수질 파라미터들 모두에 의존한다. 프리 필터는 어느 정도 개선을 제공하지만, 사용 된 경우, 처리 및 분석해야별도로 전기 양성 필터에서. UCMR3 대한 현재 샘플 포인트는 적어도 절반 부피가 제 1 필터를 사용하여 수집 될 수 있다면 두 알루미늄 산화물 계 나노 섬유 필터를 사용하여 사전 필터없이 수집 할 수 있느냐하는 것이다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 그의 공헌 ICR과 동안 진행 모니터링을 만든 수많은 EPA 직원을 감사 할 수 UCMR3,보고 다른 EPA 연구의 다음 리드 연구자 : 다니엘 Dahling, 알프레드 푸르, 안드레이 에고 로프, 수잔 Glassmeyer, Asja Korajkic, 리처드 리버맨, 로버트 Safferman, 그리고 팀 웨이드; 결정적으로이 원고를 검토 섀넌 그리핀과 마이클 도자기합니다. 저자는 시료 채취를 보여주기 위해 자신의 펌프 주택 중 하나의 사용을 인도 힐 물 작품 감사합니다. 이 작품은 USEPA 검토 및 게시를 위해 승인되었지만, 반드시 공식 기관의 정책을 반영하지 않을 수 있습니다. 상표 이름 또는 상업적 제품에 대한 언급은 사용 승인 또는 추천을 구성하지 않습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-L polypropylene bottle | Nalgene | 2104-0032 | |
Aluminum foil squares | Cole-Parmer | 06275-40 | |
Autoclave | Steris | Amsco Lab Series | |
Bubble wrap | U.S. Plastics | 50776 | |
Closable bag | Uline | S-12283 | |
Closable bag | Fisher Scientific | S31798C | |
Commercial ice packs | Cole-Parmer | 06345-20 | |
Cool safe box | Diversified Biotech | CSF-BOX | |
Gauze sponge | Fisher Scientific | 22-415-469 | |
Graduated cylinder | Cole-Parmer | 06135-90 | 4-L or larger |
Hype Wipe | Fisher Scientific | 14-412-56 | |
iButtons temperature data logger | Maxim | DS1921G | |
Insulated storage and transport chest | Fisher Scientific | 11-676-12 | |
Packing tape | U.S. Plastics | 50083 | |
Portable chlorine colorimeter II test kit | Hach | 5870062 | |
Portable pH and temperature probe | Omega | PHH-830 | |
Portable turbidity meter | Omega | TRB-2020-E | |
PTFE thread tape | Cole-Parmer | 08270-34 | Use on all threaded connections |
Pump, Centrifugal Magnetic Drive | Cole-Parmer | 72010-20 | |
Reduction nipple | Cole-Parmer | 06349-87 | |
Sodium hypochlorite (NaClO) | Use locally available household bleach | ||
Sodium thiosulfate (Na2S2O3) | Sigma Aldrich | 217247 | |
Surgical gloves | Fisher Scientific | 19-058-800 | |
Waterproof marker | Fisher Scientific | 22-290546 | |
Media | Composition | ||
0.525% sodium hypochlorite (NaClO) | Prepare a 0.525% NaClO solution by diluting household bleach 1:10 in dH2O. Store 0.525% NaClO solutions for up to 1 week at room temperature. | | |
[header] | |||
1 M sodium thiosulfate (Na2S2O3) pentahydrate | Prepare a 1 M solution by dissolving 248.2 g of Na2S2O3 in 1 L of dH2O. Store sodium thiosulfate for up to 6 months at room temperature. |
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