Эффективная работа очистных сооружений является неотъемлемой частью современного общества. В канализационной промышленности "работа" очистных сооружений часто выполняется микроскопическими бактериями. Биологические процессы, осуществляемые этими бактериями, превращают сточные воды в очищенную воду, которую безопасно сбрасывать в окружающую среду. По сути, бактерии расщепляют загрязняющие вещества и очищают воду, поддерживая эффективную работу установки.

"На большой очистной установке есть миллиарды бактерий, которые работают в процессе очистки, называемом "активным илом". Бактериальные сообщества постоянно подвергаются воздействию вирусов, которые их заражают, поэтому мы задали себе вопрос, может ли этот процесс периодически подвергаться большему воздействию и что происходит тогда", - говорит Оскар Модин, профессор кафедры архитектуры и гражданского строительства Технологического университета Чалмерса, Швеция.

Оскар Модин и его коллеги-исследователи измерили концентрацию вирусных частиц, которые были выпущены с четырех различных очистных сооружений в Швеции, и сравнили это с тем, сколько органического углерода было выпущено одновременно. Эта взаимосвязь между вирусом и качеством сточных вод является первым шагом в понимании воздействия вирусной инфекции на очистные сооружения.

"Больные" очистные сооружения могут повлиять на водные экосистемы

Результаты исследования показали, что существует четкая взаимосвязь между концентрацией вируса и количеством растворенного органического углерода, присутствующего в сточных водах. Это связано с тем, что вирусы могут влиять на концентрацию двумя способами: во-первых, потому что они сами содержат углерод, а во-вторых, потому что они разрушают клетки бактерий-хозяев, вызывая высвобождение углерода.

"Когда мы измерили содержание вирусных частиц в воде, мы обнаружили связь между вирусами и органическим углеродом - когда одного было больше, то и другого было больше", - говорит Оскар Модин.

Большее количество растворенного органического углерода в сточных водах означает, что микроорганизмы в окружающих водоемах, куда сбрасываются сточные воды, потребляют больше кислорода. Это может оказать потенциальное негативное воздействие на близлежащие водные экосистемы. Поэтому на очистных сооружениях действуют жесткие правила, позволяющие достигать низких концентраций биоразлагаемого органического углерода в сточных водах. Небольшое увеличение содержания органического углерода внутри установки также может привести к увеличению потребления ресурсов, включая деньги, энергию и материалы, в процессах дезинфекции и удаления фармацевтических препаратов, которые внедряются на очистных сооружениях в некоторых частях мира. Органический углерод в воде влияет на эффективность этих процессов.

Отсутствие риска заражения для людей

Репликация вирусов зависит от хозяина. Поскольку процессы биологической очистки сточных вод имеют высокую концентрацию активных бактерий, которые могут служить хозяевами, будет много вирусов, способных заразить эти бактерии. Это приводит к чистому увеличению количества вирусных частиц по мере прохождения сточных вод через установку.

"Вирусы часто специализируются на определенном виде, что означает, что люди и бактерии не могут быть заражены одним и тем же вирусом. Таким образом, вирусы, которые "генерируются" на очистных сооружениях, не заражают людей, а воздействуют только на микробные сообщества. Одним из возможных способов повлиять на количество вирусов на очистных сооружениях может быть корректировка способа эксплуатации очистных сооружений. В ходе исследования мы увидели различия между очистными сооружениями, которые, по нашему мнению, могут быть связаны с проектированием или контролем процессов биологической очистки", - говорит Оскар Модин.