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.
Vírus entéricos humanos replicar dentro do trato gastrointestinal e estão espalhados pela via fecal-oral. Estes vírus são freqüentemente encontrados em esgotos em altas concentrações 1-3. Eles podem persistir em efluentes de esgotos de 4,5, e em 6,7 superfície, solo 8-10, e tratou de beber 11 águas. Quando presente, a concentração de vírus no meio ambiente em águas tipicamente os EUA é demasiado baixo para a medição directa 12,13. Isto requer que os vírus ser concentrado a partir de grandes volumes de água. Durante a Recolha de Informação Rule (ICR) monitorização efectuada pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) 14, as concentrações de vírus de amostras positivas na água fonte de grandes empresas de serviços em todo o país variaram ,009-19,7 número mais provável de unidades infecciosas (NMP) / L. Concentrações medianas e médias de amostras positivas foram de 0,03 e 0,17 NMP / l para as águas de origem de ribeiros, 0,01a 0,07 NMP / L para aqueles de lagos e reservatórios, e 0,04-0,74 MPN / L para aqueles que utilizam as águas subterrâneas 11 (dados do banco de dados ICR Aux1 acesso 18 meses datado 2000/04/25). Concentrações do vírus de amostras positivas de um estudo USEPA das águas subterrâneas nacionais variou ,009-2,12 unidades infecciosas / L, com mediana e concentrações médias de 0,13 e 0,29 unidades infecciosas / L 8. A concentração de vírus em amostras de água subterrânea positivos foi maior do que aqueles em ribeiros. A maioria das instalações que utilizam águas subterrâneas nestes estudos obtidos água dos aqüíferos localizados em regiões cársticas. Estes, juntamente com aqueles localizados em calcário e cristalina configurações (formações rochosas fraturou) são propensos a ter concentrações de vírus mais elevados do que em outras configurações 8,15,16. Métodos de vírus USEPA especificar volumes de amostragem de 200 L (ICR) para 300 L (Método 1615) das águas superficiais e 1.000 L (ICR) para 1.500 L (Método 1615) das águas subterrâneas 17,18. No entanto, mesmo com o uso degrandes volumes de amostras, a maioria das amostras superficiais e subterrâneos são negativos para o vírus 8,11,19,20.
Os vírus presentes nas águas de superfície representam um risco potencial para a saúde para os consumidores de água potável. O Surface Water Treatment regra exige que todas as estações de tratamento de água de superfície, utilizando para reduzir as concentrações de vírus por pelo menos 4-log. Mesmo com uma redução de 4-log, as concentrações de vírus infecciosos em água de fonte tão pequena quanto 0,0044 MPN / L pode levar a uma infecção por dia assumindo tais condições médias de exposição e de tratamento e os parâmetros de resposta de dose para o rotavírus 11,21. O risco de vírus não tratados em águas subterrâneas pode ser ainda maior, devido à falta de tratamento e ocorrência viral. Borchardt e colegas estimam que até 22% de gastroenterite aguda em adultos e 63% em crianças com menos de cinco anos poderia ser devido ao vírus na água potável em comunidades usando as águas subterrâneas não tratadas 19.
USEPA Método 1615 foi desenvolvido para detectar enterovírus e norovírus durante o ciclo terceiro monitoramento do Regulamento de Acompanhamento Regulamentada Contaminantes (UCMR3) 22 como um nacional seguimento às conclusões da Borchardt e colegas 19,23. O método USEPA foi projetado principalmente para medir vírus em sistemas que utilizam as águas subterrâneas não tratadas, mas foi escrita de forma mais geral para incluir outros tipos de matriz de água. O novo método é um híbrido preservar muitos componentes do método anterior vírus utilizado durante o ICR 17, a adição de procedimentos moleculares com base no método de Borchardt et al. 19,23, e conjuntos de iniciadores adicionais para norovírus 24. O objetivo deste artigo é descrever o processo de amostragem e os passos necessários para manter a integridade da amostra durante a coleta e envio. Uma avaliação do método geral descrito no Cashdollar et ai. 25. Este protocolo abrange simples collectio campon de águas de superfície e subterrâneas, onde uma bomba de pré-filtro e não são necessárias e que não são necessários ajustamentos para o pH ou a presença de um desinfectante na água a ser amostrado. Os requisitos de amostragem mais complexos são descritos em Fout et al. 17,18.
Diferentes tipos de filtros para a concentração de vírus de águas ambientais têm sido utilizados ao longo dos anos 26. Os métodos atuais empregam ultrafiltros 27, filtros electronegativos 13,28,29, filtros de lã de vidro, 23 e filtros electropositivos 30. Eletronegativos filtros foram amplamente utilizados durante muitos anos, mas um requisito para a adição de sal e o ajuste do pH da água no campo antes ou durante a amostragem limita a sua utilidade 13. A escolha do filtro mais prático para a amostragem de campo é filtros electropositivos. Estes filtros permitem a recolha de amostras de grandes volumes de água a taxas de fluxo elevadas e sem qualquer condicionamento da água. Filtros de lã de vidro são a opção mais barata, mas tem taxas de fluxo mais lento do que filtros electropositivos e não estão disponíveis comercialmente. Ultrafiltros fornecer os mais altos recuperações de vírus mais de uma grande variedade de qualidade da água, mas o equipamento necessário para sampling não é facilmente campo portátil e o tempo necessário para coletar amostras é muito mais longo 27. Os métodos foram desenvolvidos recentemente que o uso de filtros pré-condicionados eletronegativos para evitar a necessidade de ajustes no campo, mas estes não podem ser aplicáveis para recolher grandes volumes de amostra 28,29.
EPA Método 1615 usa filtros de cartucho electropositivos que obtêm sua carga positiva a partir de qualquer nanofibras de óxido de alumínio ou aminas quaternário. As vantagens da primeira sobre a segunda é que é menos dispendiosa e recolhe eficientemente o vírus a partir de águas mais de uma ampla gama de valores do pH natural 30,31; no entanto, cada cartucho, bem como os filtros de lã de vidro utilizados por Borchardt e colegas dão recuperações semelhantes de enterovírus e norovírus de água (23,31,32 Cashdollar, dados não publicados). Filtros de cartucho são colocados em um aparelho de amostragem simples, que é projetado para simplificar a coleta de amostrase reduzir a contaminação durante a amostragem.
Métodos padrão são de valor inestimável quando grandes que sejam realizados com vários laboratórios analíticos. Método EPA 1615 apresenta os procedimentos e orientações para minimizar os dois principais problemas de coleta de amostras que podem afetar os dados recolhidos durante esses padrão estudos de resultados positivos falsos decorrentes de contaminação durante a coleta de amostra ou de componentes do aparelho inadequadamente desinfetados, e o entupimento dos poros do filtro por componentes em sendo a água amostrada.
Assim como os vírus entéricos pode ser transmitida de pessoa para pessoa, devido à falta de higiene, os vírus podem ser introduzidas em amostras de mãos ou mãos mal lavados com luvas contaminadas 33. É essencial que amostradores compreender os potenciais vias de contaminação e utilizar uma técnica asséptica durante a amostragem. Amostradores deve entender que as luvas são utilizadas principalmente para proteger o amostrador da exposição e não a protect o aparelho de contaminação. As mãos devem ser lavadas antes do início da colheita e cuidados devem ser tomados durante a colocação de luvas para evitar a mão à luva contaminação. Samplers com gastroenterite ou sintomas respiratórios não devem coletar amostras, já que poderiam ser derramamento enterovírus ou norovírus em níveis elevados.
Em segundo lugar, deve-se tomar cuidado para evitar a passagem do vírus a partir de amostragens anteriores. Para minimizar esta fonte potencial de contaminação, o aparelho de amostragem no Método 1615 foi modificado a partir do que o ICR, não incluindo um regulador de pressão e medidor de pressão entre a entrada e o módulo da caixa do cartucho. Esses componentes foram removidos porque as pressões observadas durante os eventos de amostragem foram sempre abaixo da classificação máxima de habitação (por exemplo, 125 psi para caixas de cartuchos de 5 polegadas) e porque eles eram difíceis de desinfetar. O último problema foi demonstrada através da utilização de equipamentos de controles em branco em rudies subseqüente ao ICR 6,20. O grau em que isso afetou os dados ICR é desconhecido, mas era provável pequeno; havia apenas duas amostras de avaliação de desempenho negativos falsos positivos durante o estudo (dados não mostrados). Para reduzir ainda mais a possibilidade de contaminações, também recomenda-se que o módulo de tubulação de entrada de ser substituído após cada evento de amostragem. É especialmente importante para garantir a desinfecção adequada, se o aparelho foi utilizado para uma qualidade de desempenho ou de controle que foi semeada com vírus. Antes de realizar a desinfecção, a concentração de cloro livre deve ser medido para qualquer perda durante o armazenamento. Para além das mudanças na configuração do aparelho descrito acima, é essencial que os esboços equipamento normal ser executado para demonstrar que a desinfecção é eficaz. Método de 1615 determina que os espaços em branco do equipamento ser realizadas utilizando aparelhos que tenham sido desinfectados após ser usado para controles de vírus-semeado, simplificando assimo procedimento, eliminando a necessidade de passar uma solução de vírus semeados através do aparelho antes da desinfecção. A concentração de desinfectante foi aumentada para 0,525% de hipoclorito para o Método 1615, como esta concentração é necessário tanto para inactivar quaisquer vírus viáveis no equipamento e para degradar ácidos nucleicos. Portanto, blanks de aparelhos devem ser analisados usando tanto a cultura celular e ensaios de qPCR.
Ambos os tipos de filtros electropositivos estavam sujeitos a entupimento durante os estudos apresentados na Tabela 1. Um número desconhecido de amostras com volumes reduzidos pode ter sido devido a erros de amostragem, como uma leitura errada do totalizador ou uma parada precoce intencional de amostragem ao encontro de outro prazo, especialmente para águas com leituras de turbidez menos de 20 NTU. O grau de obstrução é dependente tanto sobre os parâmetros do tipo de filtro e de qualidade da água. Prefilters fornecer alguma medida de melhoria, mas se usados, devem ser processadas e analisadasseparadamente do filtro electropositivo. A recomendação atual para o UCMR3 é que a amostra ser recolhida sem prefilters usando filtros à base de nanofibras de óxido de alumínio dois se pelo menos metade do volume podem ser obtidas por meio do primeiro filtro.
The authors have nothing to disclose.
Os autores agradecem numeroso pessoal EPA cujas contribuições fez o acompanhamento realizado durante o ICR e UCMR3 possível, os seguintes investigadores principais de outros estudos da EPA relatados: Daniel Dahling, Alfred Dufour, Andrey Egorov, Susan Glassmeyer, Asja Korajkic, Richard Lieberman, Robert Safferman, e Tim Wade; e Shannon Griffin e Michael Ware para rever criticamente este manuscrito. Os autores agradecem os trabalhos de água Indian Hill para o uso de uma de suas casas de bombas para demonstrar coleta de amostras. Embora este trabalho foi avaliada pelo USEPA e aprovado para publicação, pode não refletem necessariamente a política oficial Agência. A menção de nomes comerciais ou produtos comerciais não constitui endosso ou recomendação de uso.
Name of the reagent/Equipment | Company | Catalogue number | Comments/Description |
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. | ||
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. |