Содержит ли дождевая вода намного меньше микроорганизмов, чем речная вода?

Согласно ряду цитат, перечисленных на MicrobeWiki Kenyon College , дождь может содержать микроорганизмы в результате процесса, называемого « биоосаждением ».

• По сути, микроорганизмы, пыль и другие мелкие частицы уносятся в атмосферу, а низкие температуры заставляют атмосферный водяной пар замерзать вокруг организма/частицы. Как только покрытая льдом частица набирает достаточную массу, она падает с неба и достигает земли в виде осадков (вероятного дождя, если температура достаточно теплая).

Вот схема Райта и др. (2104) о том, как увеличение относительной влажности из-за холодного фронтального прохода может вызвать высвобождение биологических ядер льда с последующим засевом фронтальной полосы облаков поднятыми ядрами льда:

Итак, сколько (и какие) бактерий в дожде?

Какие бактерии?

Согласно Википедии :

Известные в настоящее время льдообразующие бактерии в основном являются патогенами растений.

• Согласно MicrobeWiki , к ним относятся:

  Exserohilum turcicum , Pseudomonas viridiflava , Pseudomonas fluorescens , Pantoea agglomerans и Xanthomonas campestris .

  Наиболее хорошо описанным организмом, демонстрирующим нуклеацию льда, является Pseudomonas syringae , который был определен Лероем Маки в 1970-х годах как источник нуклеаторов льда.

Согласно работе Наташи ДеЛеон-Родригес, Афанасиоса Ненеса и др. (полная статья здесь и история NPR здесь ), сотни видов бактерий существуют в облаках, и нередко можно найти почти 20 видов в любом конкретном образце (60% из которых в среднем все еще живы).

• Вот график, показывающий относительное количество различных таксонов, обнаруженных в их образцах:

  

Сколько бактерий?

Результаты DeLeon-Rodriguez et al (2013) показали, что средняя концентрация бактерий находится где-то между$5.1 × 10^3 cells / m^3$к$1.5 × 10^5 cells / m^3$облака (в зависимости от метода подсчета).

• Быстро посчитаем (1 м.$^3$= 1000000 мл), их результаты показывают, что в среднем на кубический метр облака приходится <1 бактерии/мл влаги.

Согласно исследованию Joly et al (2014) , в котором специально изучались ядра льда (или «IN»):

было от 0 до ~220 биологических IN/мл облачной воды (т.е. 0-22 на м$^3$облачного воздуха на основе оценок содержания жидкой воды в облаках), и они составляли от 65% до 100% общего IN.

Для сравнения, речная вода (и питьевая вода) может содержать намного больше бактерий (например, 80 000 бактерий/мл) и других микроорганизмов.

Однако это несоответствие не всегда так велико, особенно если мы сосредоточимся на сравнении количества только одного или нескольких видов (а не общего количества бактерий).

• На основе исследования тропического водоема, проведенного Кошиком и др. (2014 г.) :

  Было обнаружено, что уровни E. coli находятся в диапазоне 0 КОЕ/100 мл – 75 КОЕ/100 мл для дождевой воды и 10–94 КОЕ/100 мл для воды из резервуара.

  • Примечание: КОЕ = колониеобразующие единицы. (оценка количества микробов по КОЕ в большинстве случаев занижает количество живых клеток. [ википедия ]).

Цитаты

• ^{ДеЛеон-Родригес, Н., Латем, Т.Л., Родригес-Р., Л.М., Баразеш, Дж.М., Андерсон, Б.Е., Бейерсдорф, А.Дж., ... и Константинидис, К.Т. (2013). Микробиом верхней тропосферы: видовой состав и распространенность, последствия тропических штормов и атмосферные последствия. Труды Национальной академии наук 110 (7), 2575-2580.}

• ^{Джоли М., Амато П., Дегийом Л., Монье М., Хуз К. и Делор А. (2014). Прямая количественная оценка общих и биологических ядер льда в облачной воде. Атмос. хим. физ. Обсудите 14(3):3707–3731.}

• ^{Каушик Р., Баласубраманиан Р., Дунстан Х. (2014) Микробное качество и филогенетическое разнообразие пресной дождевой воды и тропических пресноводных водоемов. PLoS ONE 9(6): e100737. doi:10.1371/journal.pone.0100737}

• ^{Райт, Т.П., Хадер, Д.Д., МакМикинг, Г.Р., и Петтерс, М.Д. (2014). Высокая относительная влажность как триггер массового выброса ядер льда. Аэрозольные науки и технологии 48(11), iv.}

• Для дальнейшего чтения см. также соответствующие цитаты из MicrobeWiki.

• Я думаю, вам было бы также полезно ознакомиться с работами Пьера Амато .