确定司机普遍殖民的嗜肺性军团菌绿色建筑:软水器系统的角色,膨胀水箱,减少占用
- 1可持续工程和建筑环境的学校,亚利桑那州立大学,坦佩阿兹,美国
- 2生物设计研究所的中心环境卫生工程,亚利桑那州立大学,坦佩阿兹,美国
- 3废水和饮用水工程、纳史木汗(nc)工程咨询服务,凤凰城,阿兹,美国
- 4电气设计和电气工程系,纳史木汗(nc)工程咨询服务,凤凰城,亚利桑那州,美国
- 5南佛罗里达大学环境工程系,美国佛罗里达州坦帕市
- 6纳米系统基于纳米技术的水处理工程研究中心、学校可持续工程和建筑环境,亚利桑那州立大学,坦佩阿兹,美国
- 7生物设计Swette环境生物技术中心,亚利桑那州立大学,坦佩阿兹,美国
- 8化学与环境工程系,耶鲁大学纽黑文,美国CT
作品简介:嗜肺性军团菌是一种投机取巧的病原体,喝的水是一个关键因素在美国疾病暴发。水长时间停滞在建筑物管道系统中由于入住率较低的时期,特别是在建筑关闭,休息,和节假日,会导致水质恶化和(重新)殖民建筑退伍军人。水监测建筑物通常依赖于小样本数据集。
方法:在这项研究中,一个更大的数据集是由抽样领导在能源和环境设计(LEED)认证数据丰富的商业建筑退伍军人后和水质理化COVID-19大流行期间减少建筑用房。代表人类的入住率在整个研究期间使用WIFI登录记录。
结果:退伍军人在获取样本在整个建筑,那里通常浓度增加更大的距离在整个大楼建筑的入口点位置。确定因素有利于微生物生长的建筑包括水温波动、缺乏氯残留,低热水器选点,殖民节水设备,长期停滞在整个大楼;特别是在一个膨胀水箱,以减少压力问题在需求波动,和超大号的柔软剂坦克与离子交换树脂的存在导致氯残留去除以及殖民的树脂退伍军人。
讨论:冲洗和热消毒本身并没有解决这个问题,和更换膨胀水箱的最终解决了退伍军人问题。作为特别的方法在逻辑上和耗时,需要更积极的方法告知预防和纠正措施减少接触机会病原体的风险在建筑物管道。
介绍
饮用水病原体的免疫功能不全的(DWPI),也被称为机会前提管道病原体(OPPPs),微生物,主要是居住建筑水系统和倾向于感染免疫系统低下的人(天天p et al ., 2022)。人口在更高的风险包括免疫力低下的人或预先存在的条件下,老年人,和吸烟者(2007年,)。DWPI共享一些共同特征,如耐消毒、生物膜形成、增长在变形虫等原生动物,生长在低有机碳浓度(oligotrophs),和增长停滞条件下(其它,2015;尼萨尔et al ., 2020)。最常见的DWPI抽样工作的重点,也常见建筑供水系统嗜肺性军团菌,鸟结核分枝杆菌复杂(MAC)、铜绿假单胞菌Methylobacterium仕达屋优先计划,不动杆菌baumanii,气单胞菌属hydrophila(其它et al ., 2015),然而,更多的病原体都包含在这一组和很少的主题抽样工作(天天p et al ., 2022)。两种病原体,退伍军人和MAC,包括在美国环境保护署(构成)污染物候选人名单(CCL)分部,与最大污染物水平目标(MCLG)的零病原体在水系统(构成,2022)。
退伍军人军团病引起肺炎等疾病以及温和的疾病,庞蒂亚克热(2018年,),这被称为军团病。特别是,退伍军人最常见的原因是由于饮用水水源性疾病暴发暴露在美国(啤酒,2015;本尼迪克特et al ., 2017;疾病预防控制中心,2019),退伍军人血清组1例占85 - 90%的疾病在世界范围内(Dedicoat文卡特斯,1999年;Tchounwou 2022)。而其他血清型也可以引起疾病,尿抗原诊断测试通常表现在医院只侧重于血清型1由于其高特异性和敏感性(rel et al ., 2003;Yu和健壮,2009)。疾病的原因军团菌往往是确诊和低估了(尼尔和Berkelman, 2008)。军团病(5 - 30%)高病死率(苏打et al ., 2017;2018年,)。在美国,估计每年从军团病住院费用超过10000 ~ 4.3亿美元每年报告病例。等装置水龙头、马桶垫圈,淋浴是其来源的前提管道环境,会导致风险敞口。建筑水系统特点等较小的管道直径为微生物提供更高的表面area-to-volume比率增长,管道材料的浸出,水的年龄,和温度波动也可以支持饮用水中增加生物活性(terry Rhoads et al ., 2015,2016年)。
这些因素,影响水的停滞和它的作用在减少氯残余被认为是一个司机军团菌种虫害的殖民建筑水系统,然而量化证据是稀疏的梁,2021;terry Rhoads哈姆,2021)。COVID-19大流行期间,减少占用担心关于增加曝光的人使用或重新建筑(Hozalski et al ., 2020;天天p et al ., 2020;卡塞尔et al ., 2021)。继续关注有关停滞在建筑与建筑关闭,减少占用由于混合模式工作,假期,和其他时期的入住率低。停滞可以降低系统内的热水温度有利军团菌增长范围(25 ~ 45°C)。也能减少消毒残留水的年龄增加,有利于提高微生物的增长建立管道。金属释放、消毒生产形成和病原体扩散可能导致水质恶化的公共健康问题Zlatanovićet al ., 2017)。铅和铜构成制程15和1300磅(行动水平),分别为(构成,1991)。铅是一种关心的负面影响的行为和认知障碍的儿童,以及心血管、肾脏的影响,在成人和生殖问题(构成,2016)。铜水平升高可能导致胃肠道、肾、或肝脏问题以及对威尔逊氏病病人并发症(构成,2008)。铅和铜主要是视为污染物但腐蚀可以刺激增长军团菌和铁是一个重要的养分军团菌增长(州et al ., 1985;Schwake et al ., 2016;Cullom et al ., 2020)。
建立水资源管理实践发挥重要作用在控制水质建筑水系统(马蹄声et al ., 2021;Logan-Jackson a r和玫瑰,2021年),然而,建立水资源管理计划通常是发达的特别的基础上使用广泛的指导方针作为参考点,而不是使用一个定制的特定站点的方法(2019年国家科学学院)。考虑到综合水管理项目的必要性和重要性,commercial-institutional建筑和人类健康的威胁军团菌感染,是至关重要的评估风险和减少风险敞口的可能性,以确保乘客的安全。根据世界绿色建筑委员会,LEED绿色建筑设计、建造和运营减少负面影响气候和自然环境。绿色建筑没有适当的管理会加剧DWPI和其他饮用水水质问题由于较高的保留时间,温度波动,低消毒剂残留(Aw et al ., 2022)。
因此,本研究的目标是(1)量化退伍军人、金属和水质参数的绿色建筑期间减少占用在热水和混合热水和冷水;(2)查明造成污染的因素和评价水资源管理干预措施的影响;和(3)评估统计之间的关系退伍军人水质污染和其他因素。随着远程工作的实践越来越普遍(费尔斯特德和Henseke, 2017),占用模式保持变量(Mantesi et al ., 2022)在混合工作模式,当前工作的影响超越了COVID-19大流行。我们的目标是为这些结果,为水资源管理的发展绿色建筑计划。
材料和方法
建立描述
铂金的能源与环境设计(LEED)认证的商业研究建筑位于坦佩亚利桑那选择进行研究。建筑于2018年竣工。这是一栋五层楼的商业研究建筑地下室和阁楼复杂(机械空间)。建设实验室和办公空间面积17558米2。整体能力建设是~ 400名科学家和员工。每个楼层都有breakrooms和卫生间以及实验室和办公区域。建筑地下室有一个气候控制机械室热交换器和整个建筑软水器。洗手间有自动感应水龙头冷热混合水,而breakrooms有手动水龙头连同一个制冰机,门上还有冰水分送器饮用水反渗透(RO)龙头在每个抽头的位置。地下室卫生间有淋浴。是常见的淋浴在一个LEED建筑提供LEED贷款用于确定LEED认证(USGBC 2019)。这栋大楼里所有的水龙头有限,防止飞溅和连续生产,均匀加压流。饮用水石缝喷泉位于毗邻厕所。的热水热交换器穿过水再循环回路。总而言之,建筑有6手动水龙头,30自动水龙头,十水喷泉,5 RO阀门,5 icemakers, 2在non-laboratory地区阵雨。实验室区域可能包含额外的水龙头,冰箱,冰机、眼睛洗车站,等等,但是这些都是限制访问和这些领域的准确库存没有了。当这个建筑是一个LEED建筑,它是以高标准的可持续发展,节约44%的能源和42%的用水量和有效地使用工具和高效的架构相比,传统的建筑(威廉姆斯,2019)。建筑接收市政饮用水处理国内冷水(起重集团)的城市。城市使用游离氯残留消毒剂。城市水进入大楼的入口点,流经一个整栋建筑软水器系统组成的三个离子交换树脂柔软剂坦克来降低水的硬度。软水器是专为完整的能力建设,然而迄今为止还未达到满负荷。3的软水器由坦克用于再生、备用和软化。软化水的软化剂然后分裂为国内使用和工业使用(水用于研究实验室和建筑设备)。软化剂泵水~ 60加仑(225升)储罐,也被设施压力/膨胀罐(以后称为“膨胀罐”)。膨胀水箱提供更高的层根据水的需求。如果泵不打开由于低水需求,未使用的水仍然存储在膨胀水箱。 This is not a component of the softener but rather a component of the water system designed to reduce a water hammer effect due to fluctuations in water demand; nevertheless it is fed by softened water. This tank does not drain out completely as it provides a cushion that evens out the pressure swings in the booster pump operation. Thus, the tank always holds water even when it is not in use. The domestic water lines in the building are copper piping.
这栋建筑也配备了智能系统组成的几个传感器在不同取样位置连续,实时监测水。超声波流量计安装在建筑机械室,每15分钟记录起重集团流。因此,选择这个建筑是一个独特的取样位置,因为它是一个丰富的数据建立配备几个在线传感器,监测pH值、游离氯、温度、电导率和一些消毒副产品。游离氯是一个重要的参数,因为它是可用的氯消毒的污染物量。传感器数据的描述补充材料1但随着这项工作的重点是热水,传感器数据仅被用于比较的目的。先前的研究已经监测水质在这栋楼是新建和检查水质变化之间的城市水收集从服务线和收集在多层建筑。详细描述的机制建设可以找到其他地方(理查德et al ., 2020,2021年)。
建设占用
近似建筑用房评估使用的数量每小时每地板和WIFI登录是用水作为一个代理。虽然直接计数居住者的建筑是很难确定的,每个连接的个人电子设备(如手机或笔记本电脑)的WIFI建筑数量作为一个WIFI登录,给代孕入住率的趋势。建设占用很重要,因为它是一个代理用于理解水需求,主人活动相关用水,水质参数变化与居住模式的变化显著。亚利桑那州立大学(ASU)信息技术(ASUIT)提供了重要的地板上,多少次的WIFI接入点被连接到一个无线设备,如手机、平板电脑或个人电脑。ASU设施开发和管理提供LEED用水量数据构建本研究的兴趣(理查德et al ., 2020)。
最初的两周一次的水质样本集合
抽样每周进行两次6周每周一和周三早上6点开始。亚利桑那州的时间从热水水龙头水龙头把手打开最大,自动水龙头接收混合热水和冷水,热水从地下室设置设置为最大热水淋浴。清晨的时间被选为了最大化抽样前建筑占用的可能性和/或需求增加。采样时间从8月17日到9月23日,持续了2020年,由一名飞行员和10个采样事件。取样位置、类型的装置采样区域,可以找到和时机表1和补充表1。第一次画个水样无菌2 L ~ 2 L收集的耐尔根聚丙烯(PP)瓶子。1.1 L分离微生物分析PP瓶,从前dos 1毫升2.4%的硫代硫酸钠。剩余的样品进行理化检测水质参数和金属。控制被用于每个抽样事件包括空白字段空白和旅行。空白样品1.1 L的热压处理过的去离子的水(DI)无菌取样瓶。这次旅行空白采样期间继续采样车旅行。该领域空白被带到采样站点和网站打开来公开它的环境。
物理化学水质参数
pH值、温度、自由和总氯水样本测试现场后每个样本收集。pH值测量使用Oakton pH30 pH值测试仪探针。水样的温度测量使用Ryobi IR002红外测温仪。一个哈希900色度计用于总博士和游离氯浓度(DPD 8167和DPD 8021方法,分别范围0.02 - 2 Cl2)。样本送到实验室测试其他水质参数如电导率、UV 254 ~ 2 h内有机碳等收藏。电导率(μS /厘米)测量使用一个猎户Versa明星Pro pH /伊势/电导/溶解氧多参数台式仪表(热费希尔科学)。紫外线254测量使用安捷伦卡里60紫外可见分光光度计(范围119 - 1100海里)。热压处理过的DI水用于冲裁紫外线仪器。一个哈希博士3900分光光度计测量水的碱度样品使用TNT 870总碱度工具包(25 - 400 mg / L CaCO范围3)。水样过滤使用0.45μm过滤器(25毫米,MDI注射器过滤器)溶解有机碳(DOC)的分析。医生用日本岛津公司总有机碳分析仪测量TOC-L(范围4μg / L−30000 mg / L)。对金属分析水样和2%体积HNO酸化3(硝酸67 - 70%,ARISTAR®超,超纯痕量金属分析,BDH VWR化学物质®)。金属浓度的饮用水样本分析钛、钒、铬、锰、铁、镍、铜、锌、砷、钯、银、铈、钨、铅使用电感耦合等离子体质谱法(icp,热X系列II)。icp的检测极限是1磅的所有金属除了铜(5磅)。
城市水质数据
抓住抽样从LEED建筑水质参数值也与坦佩市水处理厂的日常分析报告在2020年8月和9月。南坦佩约翰尼·g·马丁内斯和水处理厂(JGM和STWTP)报道每日为浊度监测值,作为CaCO pH值、总硬度3钙和镁硬度、氯、总碱度、温度、和总有机碳(TOC)含量在其日常化学报告(坦佩市,2020,b)。
的文化军团菌细菌利用IDEXX Legiolert方法
样本用于一百毫升的水退伍军人测试和其余过滤进行进一步分析与定量聚合酶链反应(qPCR)。的Legiolert™工具(美国缅因州IDEXX实验室、韦斯特布鲁克)根据制造商的说明进行饮用水。Legiolert (IDEXX实验室,Inc .)是一种液体培养试验,es reaction-based方法(LeChevallier 2019)。量化的可行的退伍军人基于最可能的数量(或然数)技术(范围1 - 2272 - 6或然数/ 100毫升)。这个方法是特定文化退伍军人检测。样品的水的硬度是决定使用Aquadur硬度测试条(Macherey-Nagel,德国)。根据水的硬度范围,体积0.33毫升(低硬度水)或1毫升(高硬度水)的硬度补充添加到100毫升的水样本。Legiolert铝塑包装粉状试剂/营养添加到样本和动摇,直到完全溶解。样品溶液被注入Quanti-tray Legiolert托盘(96−6大井和90小水井),立即使用Quanti-tray密封TM封口机+使用Quanti-Tray / Legiolert橡胶垫。这些盘子是孵化、纸朝下(井面临向上)39±0.5°C的孵化器在潮湿的环境中来减少蒸发/限制水分的损失。潜伏期是7天,之后板块被阅读。积极的井的数量(对应井浑浊的和/或棕色)统计,最可能的数量决定使用IDEXX或然数生成器1.4.4。质量保证和质量控制(QA-QC)是由培养积极的和消极的控制IDEXX推荐的(退伍军人血清组1和粪肠球菌分别)。上下极限的检测IDEXX Legiolert < 1 > 2272。6或然数/ 100毫升,分别为(蒙泰罗et al ., 2021)。血清学分型进行使用乳胶凝集装备根据制造商的指示(补充材料2)。剩下的1 L水样处理获取样本IDEXX过滤后使用一个Isopore 47毫米直径0.2μm孔隙聚碳酸酯膜滤器(电火花微孔,GTTP04700)和真空泵过滤装置。过滤器被放置在2毫升无菌管和储存在进一步处理之前−80°C。一个过滤控制(无菌水)是包括在内。
抽样的建筑尺度水软化剂
先前的研究发现,软水器系统采样的建筑可能会导致消毒剂残留的去除和被选择作为研究的起点问题导致退伍军人发生(理查德et al ., 2020,2021年)。软化剂箱散装液体,以及软化剂树脂,研究了促成因素。
构建了一系列三离子交换树脂软水器坦克(Culligan软水器)在地下室所有城市水会通过减轻设备的钙化。大多数商业水软化剂在交替模式与一个坦克被在线和其他被离线取决于水的需求。为初步测试调查如果水软化剂和水库是一个潜在来源军团菌增长,1月23日,2021年,第一次和第二次打水软化的膨胀箱相邻样本坦克被收集。Legiolert文化膨胀水箱水样品进行测试。同日,水从1 st-floor收集的样本手册热水水龙头breakroom和自动水龙头的厕所。
建筑设施计划取代现有的软化剂。在2021年2月2日,早上tank-3完全排干,是离线。另外两个坦克被在线和软化操作进行。6树脂样本的排水柔软剂坦克不再操作(tank-3)收集测试军团菌殖民的软水系统。树脂被储存在4°C声波降解法。两个树脂样品(10克)是用100毫升的热压处理过的去离子水使用声波降解法浴15 - 20分钟周期时间(M3800布兰森,超声学公司,丹伯里,CT)从树脂分离生物质在超声波频率设置为40 kHz。树脂被解决后,100毫升上层清液小心地分离和IDEXX Legiolert协议之后。
水样收集第二天(2021年2月3日)柔软剂tank-1和2随着膨胀罐三上午9点采样事件。3点。,和5p。m. A similar sampling event with five-time points at 6 a.m., 8 a.m., 12 p.m., 2 p.m., and 5 p.m. were performed on February 4th, 2021 to get a day-long profile of water quality. All samples were tested forl . pnuemophila使用IDEXX Legiolert协议。一升的水这两个样本抽样天被过滤和DNA提取为进一步使用分子微生物分析方法。
有针对性的水取样后改变水软化剂
2021年1月下旬,建筑设施取代了Culligan软水系统的新系列软水设备(Kinetico PRO-Total水护理)。这些商业规模、demand-operated树脂双槽用于中等到大量的水软化剂。2021年的水样收集4月22日,从20日上午9:30水样本立即运送到实验室作进一步微生物处理(基于液体培养IDEXX Legiolert方法和qPCR)。
2021年5月5日,作为后续监控、水样收集从浴室位于地下室,软化剂膨胀罐,城市饮用水的入口点。水质理化参数记录现场,和水样本立即运送到实验室作进一步微生物处理(液体培养IDEXX Legiolert方法和1 L水过滤进一步qPCR处理)。
水取样后改变莲蓬头和膨胀水箱
建筑物设施通报水质和随后,莲蓬头所取代。2021年7月16日,水样本来自男人和女人的卫生间后新莲蓬头安装在地下室。收集的样本1 st-floor手动breakroom热水水龙头,自动水龙头在卫生间,水喷泉,软化剂膨胀罐,城市饮用水的入口点15到上午9点。记录现场水质理化参数和水样本立即运送到实验室作进一步微生物处理(液体培养IDEXX Legiolert方法和1 L水过滤进一步qPCR处理)。
在2021年9月,膨胀水箱毗邻软水系统取代了建筑水系统。后续抽样是新的膨胀罐安装后进行的。建筑中的所有原始采样地点采样在9月17日,2021年,清晨。所有三个软水坦克(坦克A、B和C)也在这次事件中采样。研究一个时间表关于管理干预所示图1和补充表1。
DNA提取
过滤器是无菌转移到2毫升试剂盒权力珠管与1.4毫米陶瓷珠子(试剂盒、希尔登,德国)。Precellys进化珠跳动均质器(贝尔坦公司技术)被用来磨了生物过滤器和溶解。提高提取率,Precellys 10000 rpm, 3周期15 10年代暂停程序。DNA提取过滤器使用试剂盒Dneasy PowerSoil工具包(除与抑制技术)为所有水样和空白。用分光光度计测定DNA浓度(热科学NanoDrop 2000)。用于淋洗洗脱缓冲力量土壤DNA提取的DNA在过去的协议是Nanodrop用于消隐。所有提取DNA样本存储在−80°C,直到进一步的分子分析。
qPCR化验
引物和探针序列的单份巨噬细胞传染性电位器米兰理工大学管理学院基因目标从退伍军人物种用于gc /μL量化(Nazarian et al ., 2008)。的米兰理工大学管理学院基因是一个副本,因此它可以假设一个基因拷贝(gc)相当于一个微生物(承认基因副本的存在并不表示可行性)。定量实时PCR进行Biorad排名96(大力神,CA) thermocycler。在一式三份样品进行测试。优化试验和循环条件所示的细节补充表2,3。25μL PCR反应是使用12.5μL通用探针超级混合(Biorad), 1.25μL 10μM正向和反向引物股票,0.625μL 10μM探针,6.375μL PCR年级nuclease-free水,3μL DNA模板。所有PCR试剂(核苷酸)被IDT(珊瑚镇,IA)合成。
qPCR标准曲线的制备,gBlocks (IDT)扩增子合成的米兰理工大学管理学院特定的目标l . pnuemophila使用无核酸酶的水是连续稀释10倍。定义的扩增子含有大量的基因副本(1010gc /μL)。标准曲线范围从106到100gc /μL。所有标准都是运行在一式三份和一个完整的标准曲线运行96板量化基因拷贝在水样本。
PCR抑制
所有样本检测16 s rRNA目标确认提取工艺是成功的。稀释和1:10稀释测试和Cq的区别(量化周期)计算。如果Cq差异没有下降的范围2 - 4 Cq,样品被认为是PCR抑制。样品用PCR抑制剂受到10倍稀释,同时测试退伍军人mip基因的目标。所有其他的样本测试没有任何稀释为每个板与一个完整的标准曲线。
qPCR质量控制
qPCR试验的检测下限(LOD)和量化(定量限)从Cq值测定值的标准。共有21个复制/浓度在三个板块(七复制/浓度/板)。三个独立的标准稀释进行每个板占plate-to-plate变异。LOD的浓度稀释和确定定量限103,10250 10 5、2、1,0.5 gc /μL。LOD被定义为最低浓度至少95%的水井放大。被定义为最低定量限浓度标准的变异系数(CV)≤25% (0.25)。简历使用标准差的计算计算日志gc /反应/均值计算日志gc /反应。LOD和定量限μL DNA模板被转换为每100毫升水限制使用(LOD或定量限/μL qPCR反应)*(qPCR反应/ 3μL DNA模板)*(50μL DNA洗出液/ 1000毫升水提取)。
标准曲线放大效率(E)被认为是可接受的在85年和110%,坡~−3.3,确定系数/线性(R2)值的标准曲线线性回归为每个板至少0.98。qPCR污染降到最低,DNA提取和qPCR设置进行了在不同的实验室空间。出版的最小信息定量实时PCR实验(MIQE)之后在进行量化(参赛et al ., 2009;波哈特et al ., 2021)。
数据分析
为获取样本,数据的正常使用Shapiro-Wilk测试测试。作为数据不是正态分布,进行非参数魏克森讯号等级测试来确定统计差异退伍军人浓度和米兰理工大学管理学院基因拷贝数与建筑楼,水取样天(周一和周三),水型(国内冷水、热水、和混合水),夹具类型和应用前后的干预措施。肯德尔的τ等级相关测试计算在数据收集从最初的两周一次的采样的全套水质参数只是为这段时间收集的。tau-B相关系数的调整与等级被用来解释的力量和方向协会/水质参数之间的关系。所有的统计评估进行了R (R软件版本v.3.6.0)工作室。R代码中提供补充材料3。
结果
水质理化两周一次的样品
抽样活动在两个阶段进行:(1)最初两周一次的抽样确定的活动退伍军人发生和水质关系到其他物理化学参数和重金属和(2)附加采样事件后各种管理干预。水质理化参数值和金属进行了总结表2和一个完整的纲要的监测数据是可用的补充表4。
平均水温为28.3°C的最大49.5°C的热水样品(范围26.2 - -49.5°C)和最低22°C的国内冷水样本(范围22 - 32.1°C) 2020年8月到9月期间每两周一次抽样。五楼的热水水龙头和淋浴第一画样本的平均气温最高33.2和32.7°C,分别。平均水pH值为8.09与7.89到-8.39之间。建筑内部的水pH值的位置被观察到略高于城市饮用水的pH值。
的总氯浓度水样收集建筑物内较低的平均价值为0.06 mg / L < 0.02的-0.32 mg / L。饮用水的自来水样本收集的入口点的建筑平均总氯浓度为0.64 mg / L的范围0.49 - -0.81 mg / L。的游离氯浓度水样收集建筑物内的较低的平均消毒剂残留0.03 mg / L的范围0.02 - -0.25 mg / L。城市水收集的样本城市的入口点的建筑有一个合适的平均自由氯浓度为0.49 mg / L的范围0.24 - -0.68 mg / L和瀑布上面推荐的0.2 mg / L最低消毒剂残留浓度的水(图2)。九十八的样本比例低于推荐的0.2 mg / L游离氯浓度(构成,2005;疾病预防控制中心,2022)。坦佩市的数据显示,水离开饮用水处理厂包含~ 1 mg / L自由余氯的坦佩增加0.8 - -1.2 mg / L(氯废水处理(坦佩市2020 c)。周三氯浓度略高于周一。先前的研究表明一般低氯建筑无论季节,夏季期间,减少氯(理查德et al ., 2021)。
金属在每周两次的样品
所有测试金属的金属浓度低于行动水平除了铁浓度在几个淋浴和膨胀水箱的水样,毗邻软化剂(表2),超过300磅的构成二级制程(构成,2022)。浓度高达777磅的淋浴水被检测出样本。膨胀水箱的几个水样收集与溶解铁生锈的橙色颜色一致的。铜浓度都低于美国环境保护部行动水平的1300,与高水平曾被报道在类似建筑高入住率时期当氯水平之间存在着显著的差异随着时间的推移,(理查德et al ., 2020,2021年)。一般来说,硬度是由建筑软水器(删除表2),这表明软化系统操作。然而,性能变量研究的整个持续时间。这可能是由于不同的硬度在传入的供水(表2),离子交换树脂的性能,软化能力,改变离子交换再生活动安排。
可耕种的患病率和浓度退伍军人两周一次的样品中
有广泛的殖民统治退伍军人在建筑物管道系统在2020年的夏天的筛选。九十四的百分比两周一次的收集样品测试是积极可行的退伍军人使用IDEXX Legiolert方法。可耕种的量化数据退伍军人所示图3。城市饮用水测试在输入点建筑一直退伍军人< 1或然数/ 100毫升而水样收集建筑物内可耕种的最初总是正的退伍军人。广泛从< 1 > 2272。6或然数/ 100毫升是观察到所有的设备。8月在初始抽样事件,以前未稀释水样退伍军人枚举,浓度高于量化的上限(> 2272。6或然数/ 100毫升)。最初的日期是1:10稀释后样品。积极的和消极的控制被确认,没有发现污染或不相干的放大。两个地点的观察到有最高的建筑退伍军人浓度在收集到的样本上的热水水龙头五楼(阳性样本的平均浓度是3175或然数/ 100毫升),淋浴在建筑地下室(4916年平均浓度或然数/ 100毫升)。水样本阳性两组的血清型包封面,军团菌通过14个血清型1和2。
退伍军人mip基因在每周两次的样品浓度
标准曲线的线性范围从3×10量化13×106gc /反应。检测极限(LOD),限制的量化(定量限)退伍军人mip基因分析是确定为10到50 gc /μL DNA模板,分别。这等同于一个LOD 16.7 gc / 100毫升水,定量限83.3 gc / 100毫升水。值低于LOD被报道为“低于检出限,“LOD和定量限之间的“积极但不可以量化的“定量限和价值观上面是量化和报告为数值。标准的斜率范围从3.494−−3.133。扩增效率E范围从93.3到108.5%,相关系数(R2)从0.981到0.990不等,截距范围从39.21到42.06 (补充表5)。没有模板控制(NTC)没有任何放大整个研究。
低入口城市饮用水米兰理工大学管理学院gc值或低于可量化的限制而高米兰理工大学管理学院gc值观察积极淋浴水样本(图4)。这种趋势与培养IDEXX Legiolert趋势。可耕种的最高浓度为1.92×104或然数/ L在淋浴时水,而qPCR的最高浓度是3.47×105米兰理工大学管理学院gc / L在三楼热水样本手动水龙头在breakroom两周一次的监测。
可耕种的退伍军人水软化剂树脂和存储
退伍军人浓度开始逐渐减少抽样工作的末尾冲洗策略实施的设备维修人员。在2020年9月,刷新breakroom汇建筑设施,所有的实验室水槽,看门人的房间,男人和女人的淋浴。热水温度设置点热水系统(热交换器)被60°C,作为常规手术的实际建设需求热水选点是46°C由于对可持续性的关注。热水循环了30分钟在所有层热消毒过程的一部分。热水循环进行一次性动作与设施信息共享后细菌的存在。待机模式柔软剂坦克被再生,树脂坦克被门卫刷新每周。
2021年1月,评估如果软水器是微生物水质恶化的热点,初步测试之前进行软水器坦克所取代。软化剂树脂被滤溶解碳和可能有助于提供一个环境军团菌种虫害成长(Ra et al ., 2020)。存储/膨胀水箱的水收集观察毗邻软化剂变色;第一画水样brown-orange颜色之后,第二个画有一个较浅的橙色。
附近膨胀水箱的水软化剂总是积极可行的退伍军人。从离子交换树脂样品收集柔软剂坦克是积极的退伍军人表明柔软剂坦克可能扮演了一个角色在鼓励退伍军人殖民建筑的管道。水样本操作柔软剂Tank-1 Tank-2水没有任何积极的可耕种的浓度。
软化剂后更换,一个额外的样品是2021年4月拍摄的。随着建筑内部的水样采集,饮用水的自来水也是测试的入口点。类似的趋势后的水质理化参数观察柔软剂替换。建筑内的平均水pH值为8.42,高于坦佩市饮用水样品(8.12)。平均总和游离氯值略高于初始自从2020年8月、9月两周一次的水采样事件。建筑内的平均总氯的水为0.12 mg / L和城市水建筑的入口点是0.79 mg / L .建筑内的平均自由氯水是0.06 mg / L,城市水建筑的入口点是0.58 mg / L .平均电导率和碱性水样本1393和152 mg / L CaCOμS /厘米3,分别。较低的退伍军人软水器更换后浓度观察和法拉盛事件由设备人员。除了淋浴在地下室(从6.08×102或然数/ 100毫升以上的上限检测),其他所有可耕种的水样呈阴性退伍军人。表3详细介绍了离子交换树脂软水器分析和跟踪监测水质参数的柔软剂后更换。
可耕种的退伍军人莲蓬头和膨胀水箱后更换
2021年7月中旬,新建设施安装莲蓬头和刷新建筑的低层卫生间的水管。一起淋浴样品从男性和女性的卫生间,膨胀水箱毗邻软水系统和城市饮用水的入口点进行了测试。氯残留水平仍低,低于0.2 mg / L,与传入的自来水有足够的氯浓度。氯残留(游离氯浓度)膨胀罐0.11 mg / L是最接近饮用水的入口点,其他地方都游离氯浓度低于检测限。采集水样本的平均pH值为7.89,这是与之前的pH值趋势一致。退伍军人浓度比之前的样品或低于检测下限为所有样品除了膨胀水箱水或然数> 2272人/ 100毫升的样品退伍军人。软化剂离子交换树脂和水在备用模式下坦克被殖民与扩张退伍军人。退伍军人也出现在膨胀水箱的水取样毗邻软化系统。这些结果导致设施取代膨胀水箱。测试后的水样存储/膨胀罐替代2021年9月都低于检测(< 1或然数/ 100毫升样品)退伍军人。游离氯浓度持续低于0.2 mg / L,和大多数低于检出限。采集水样本的平均pH值在这个抽样事件是8.30 (表4)。
建设占用在研究期间
由于COVID-19流行和呆在家里订单的限制,活动急剧减少的机制建设是观察(图5)。观察入住率是17-32 pre-COVID入住率的%。1楼有最多数量的WIFI登录相比第三和第五层。入住率逐渐增加,但没有达到接近之前的建筑占用大流行期间本研究抽样时间。
统计分析
的比较退伍军人和米兰理工大学管理学院基因复制浓度在抽样的因素
排名魏克森讯号测试非参数数据进行评估退伍军人浓度采样事件之间的差异表现在不同的采样的日子,不同的楼层,不同的设备(补充表6)。周一抽样事件大概发生在一个周末后停滞事件。周三样本通常是降低水停滞和更高的活动/占用值。平均可耕种的退伍军人浓度为周一前提管道样本抽样事件不包括建筑的入口点(这总是低于检测)是1110年或然数/ 100毫升,周三相比明显高于样本(670或然数/ 100毫升,p< 0.001)积极量化样本,符合停滞事件与更高的浓度有关。当星期一qPCR观察无显著差异退伍军人mip基因浓度(gc / L)周三与样本。
之间有显著差异退伍军人与距离增加浓度在不同的楼层,相关建筑的入口点。平均退伍军人浓度的热水手动水龙头breakroom是659年,1022年和1607年或然数/ 100毫升1日,3日,分别和5层的正样本。1日之间的显著差异观察与测量三楼(p= 0.02 < 0.05)和1日和五楼(p= 0.02)。第三和第五层之间无显著差异观察浓度(p= 0.15)。平均退伍军人浓度的自动水龙头证明相反的趋势与1008年,776年和757年或然数/ 100毫升1日,3日,分别和5层的正样本。层之间无显著差异观察自动水龙头(p> 0.05)。没有统计上的显著差异观察虽然比较浓度测量在手动与自动水龙头。当米兰理工大学管理学院gc / L值比较不同的楼层和夹具类型,没有观察到显著性差异。
的比较退伍军人前后浓度水管理干预措施
建筑设备管理进行一些纠正措施降低退伍军人浓度。2020年9月,有两个冲洗和事件退伍军人浓度显著降低(< ~ 103或然数/ 100毫升相比> 2272。6或然数/ 100毫升前冲洗)通过一个Wilcoxon符号秩检验相比,2020年8月从建筑水样(p= 0.01)。软水系统改变后,2021年4月样本比较2020年8月最初的水样,并观察到显著降低(p= 0.03)。最后,改变莲蓬头和取代膨胀罐后,2021年9月观察明显降低水样相比,2020年8月水样(p= 0.01)。2021年4月开始,然而大多数样本低于检测样本≥433 gc / 100毫升和5样本6或然数/ 100毫升以上。最高浓度检测到2021年9月1950或然数/ 100毫升的膨胀水箱。
的相关性退伍军人通过方法和水质参数浓度
非参数肯德尔τ的相关性是为了考虑不同范围的检测用于比较变量;注意,肯德尔的τ将产生的结果~ 0.15低于皮尔森和斯皮尔曼等级相关系数相同的数据(Helsel 2005;图6)。退伍军人是与自由氯浓度(肯德尔τ的0.12−−0.36 IDEXX和qPCR数据),一致建议减少残留氯是重要军团菌spp。(Rafiee et al ., 2014)。可耕种的退伍军人浓度显示轻度或中度正相关与电导率等其他水质参数(Kendallτ= 0.19)和锌(Kendallτ= 0.23)。比较方法,IDEXX和qPCR相关系数很低(Kendallτ= 0.01)。这可能是由于一个相对较小的样本总量的比例曾积极的检测。比较正/负样本一致性(补充表4)为134个样本IDEXX和qPCR进行,97名(73.1%)被整合(IDEXX和qPCR积极或消极IDEXX和qPCR)。的36没有对齐,19对积极qPCR和消极IDEXX结果。剩下的17条IDEXX高于qPCR是从传统的水龙头,从2020年8月样本自动水龙头,膨胀罐,和淋浴以及传统水龙头,2020年9月——2021年7月样本自动水龙头、膨胀水箱、水软化剂树脂。样品从2021年7月)阳性IDEXX下级在软水器(~ 100或然数/ 100毫升或更低)早些时候相比,其他不和谐的样本学习和可能接近qPCR LOD和定量限16.7 gc / 100毫升水或83.3 gc / 100毫升水,分别。高浓度的通过IDEXX和一级的通过qPCR 2020年8月可能表明一些方法论的限制对于那些样品由于低qPCR方法恢复或PCR抑制剂。在积极和消极控制用于所有IDEXX测试和seroagglutination测试确认退伍军人种积极样本,假阳性结果IDEXX测试报告和值得进一步调查Hirsh et al ., 2021)。假的% +使用IDEXX变化从0.5到4.8%由于其他革兰氏细菌存在于水IDEXX legiolert方法相比,CDC的LP量化方法。他们观察IDEXX军团菌具有较高的抗非生物与其他方法相比不同的干扰。IDEXX也具有较高的敏感性和特异性,而其他几个量化方法。IDEXX legiolert广泛应用由于其高可靠性和精度检测LP,有99%的再现性。观察一个弱负相关退伍军人浓度和pH值(−0.21)、铜(−0.16),和建筑用房(−0.06)。的米兰理工大学管理学院基因浓度遵循类似的趋势。最后,一个弱正相关254年铁和UV值(0.01)。
讨论
物理化学水质参数
温度和消毒残留最常推荐参数监控整体构建水质(辛格et al ., 2020)。军团菌种虫害已知生长的最佳温度从25到45°C (疾病预防控制中心,2018)。在坦佩等位置与温暖的气候,水管道在正常建筑,冷水可以达到较高的温度(如。,~ 32°C在先前的研究(理查德et al ., 2021在某些领域,鼓励)]军团菌种虫害的增长。在分布系统和前提管道,水温可以加热的环境温度会加速化学和生物反应的几率。这包括衰变消毒剂残留,微生物增长包括DWPI和浸出的管道材料(朱利安et al ., 2022)。热水系统潜在的水质问题,专门为微生物参数。LEED建筑往往较低,热水器定位点(48-50°C而不是60°C)由于其节能信贷需求(威尔伯,2015)。鼓励有益的增长范围较小军团菌spp。热水器的温度可以增加,而防烫伤后规定建议使用点的热水温度不应超过120°F / 48.9°C (疾病预防控制中心,2020;Heida et al ., 2022)。
根据构成指南,pH值6.5 - -8.5饮用水是一个可以接受的范围(Ikem et al ., 2002;构成,2009;伊斯兰教et al ., 2017)。坦佩市的平均pH值饮用水进入建筑物为8.05。进入整个建筑软化水系统后,有轻微降低pH值7.99是观察到的水样本收集存储/膨胀水箱毗邻软化剂。这可能是由于碱土金属(即。,calcium, magnesium) by the ion exchange resin from the softener, which also contribute to hardness. As water flows through the complex building plumbing system with copper piping, a slight increase in pH was observed, ranging from 8.09 to 8.14 units. The pH fluctuations can cause metals to leach from pipes into the stagnant water (Cuppett 2006;萨利希et al ., 2020)。其他水质参数如pH值、碱度、和铜浓度增加,有轻微的减少可耕种的退伍军人浓度显示弱负相关。这些结果与以前报道的观察是一致的(Ohno et al ., 2003;Helbig et al ., 2007;Logan-Jackson,和玫瑰,2021)。
城市饮用水氯剩余价值的建筑入口点是按照构成的国家主要饮用水监管。根据构成标准,消毒剂残留浓度在输入点不应< 0.2 mg / L可检测浓度(构成,2022)。内的消毒剂残留值获取样本收集建筑值低于最低推荐0.2 mg / L。可能有几个原因失去消毒后的水进入建筑包括低使用夹具和长停滞期闭包,温暖的水温,和质量的水(理查德et al ., 2021;朱利安et al ., 2022)。在水样电导率平均~ 1400μS /厘米。这个值是典型的高端饮用水的值50 - 1500μS /厘米,构成推荐< 1000μS /厘米(纳米EPHT 2019)。这可能是由于高温时期建筑物内或软水器的条件。
金属
饮用水中金属的浓度取决于水的停留时间内管道、水温、水和博士两周一次的水取样期间,铁浓度超过行动限制两次淋浴样本。膨胀水箱毗邻柔软剂是由钢铁、潜在可能侵蚀和淋溶铁入水中。铁溶解和/或腐蚀可以发生氧化和博士铁被认为是减少二次污染物的美学问题,让水金属味,形成沉积物和生锈的颜色,或可能导致红色或橙色的染色。此外,高浓度的铁(作为一个参考点,250毫克/ Lis再见琼脂优化中使用军团菌种虫害增长(口感et al ., 2016)是中国政府关注的对象,因为它的增长是一个重要的营养物质军团菌spp。(州et al ., 1985;Cullom et al ., 2020)。铁与水的浓度军团菌种虫害的增长变化和实验室规模研究报告1 mg / L和实地研究69.97 mg / L (州et al ., 1985;Cullom et al ., 2020)。采集水样本的铜值从当前研究建筑高于城市水的入口点。铜水管可能有助于提高铜值在建筑内的水样收集。铜有二级制程1.0 mg / L (SMCL),因为它可能导致金属味或蓝染色,但加州的公共卫生目标为0.3 mg / L敏感人群(OEHHA 2008;泰勒et al ., 2020)。铜短期暴露会引起肠胃不适,包括恶心或呕吐(泰勒et al ., 2020)。剩下的金属测量(锰、银、锌、镍、钛、V, Pb, Pd, Ce、和W)从未以水质浓度超过推荐值。
微生物水质
广泛和持久的殖民退伍军人研究中可观察到LEED建筑减少占用COVID-19后关闭。在此期间,有间歇性和变量使用的饮用水系统影响水流动力学。长时间停滞将限制水循环可以刺激殖民军团菌种虫害在建立生物膜(尼萨尔et al ., 2020)。随着大量增长退伍军人建筑管道中可观察到,一些干预措施实施的建筑设施经理。大楼里冲洗导致小浓度的下降退伍军人。显著降低退伍军人观察当其他纠正措施如替换软水系统、坦克、扩张和改变喷头。退伍军人在水中样本确认为serotype1和血清组2 - 14。其他研究也发现血清型1和2的存在即使净化这些菌株生存热消毒(Steinert et al ., 2002)。血清组2 - 14被发现是最普遍的一项研究在匈牙利,几个在商业和住宅建筑热水网络监控(Barna et al ., 2016)。
军团菌种虫害的法规和指南
有一个缺乏联邦法律法规相关的军团菌种虫害控制。军团菌种虫害在构成上市候选人污染物名单(CCL)。没有特定的技术或安装管道建议控制治疗的前提军团菌种虫害增长前提管道通常不属于同一范围监管公共供水系统。的MCLG军团菌种虫害是0 CFU / L和恢复期治疗。MCLG不是可执行的,不需要常规监测。没有数量限制军团菌然而,spp。几个推荐的指南退伍军人浓度限制是可用的(Masters et al ., 2018;2019年国家科学学院)。基于风险的目标分析的基础上可接受的风险水平不同的夹具(冲厕所、水池、淋浴)和剂量反应模型(临床感染严重程度、亚临床严重程度)也可以(汉密尔顿et al ., 2019)。使用传统的基于风险的目标作为指导原则水装置,75 80样本的以上这些值,表明存在潜在的健康风险如果发生气溶胶暴露建筑物内。
采样时间和位置的影响
退伍军人周一在建筑的大部分水浓度样品被观察到明显高于周三样本。这可能是由于更高的停滞在周末(~ 60 h(静止)周一在收集样本只是隔夜停滞在周三上午收集样本。的倍增时间军团菌大约是2 h mid-log阶段在一个宿主细胞(Steinert et al ., 2002),但是这可能是与温度有关的一阶饮用水中增长率从0.83到0.25 h−1在温度25-42°C (绮Wadowsky, 1982;Sharaby et al ., 2017;Heida et al ., 2022)。也观察到类似的结果最近的一项研究(Montagnino et al ., 2022)。这并不一定意味着有更高的增长军团菌种虫害作为主要增长将发生在生物膜而不是散装水(Ra et al ., 2020)。生物膜管道没有测试样本在这项研究中,但一个地区未来的工作。
退伍军人了第3和第5层水样浓度明显高于1楼样本。这可能表明,微生物水质恶化,因为它垂直移动到更高的层远离城市饮用水的入口点(理查德et al ., 2021)。越来越管长度为热损失将提供更多的机会和与生物膜接触的大部分水建筑物管道系统。
虽然不是探索在这项研究中,军团菌风险的差异可能显示季节性趋势发生和/或曝光模式,通常发生在夏季(较高的Sharaby et al ., 2019;雷et al ., 2020;Barskey et al ., 2022)。目前的研究进行了整整一年,但由于多种因素和干预的程度季节性扮演了一个角色是具有挑战性的评估。三个测量水的入口点了积极但不可以量化的qPCR 9/2/2020测量在研究过程中,9/7/2020,9/16/2020表明进水波动。可耕种的退伍军人从未发现的入口点。
水资源管理干预对建筑的影响水质
研究建筑没有水管理计划推荐由国家组织(NASEM 2019)。水资源管理计划是有效的减少的可能性军团菌种虫害爆发(马蹄声et al ., 2021)。一些纠正措施实施的建筑设施经理期间他们了解水质恶化后的持续时间减少占用。冲洗补充了消毒剂残留(Hozalski et al ., 2020),然而,这并没有消除退伍军人殖民。后更换莲蓬头,软水器,膨胀水箱,可耕种的显著减少退伍军人浓度。然而,膨胀水箱还高退伍军人(没有可耕种的水平退伍军人但基因浓度1.95×103gc / 100毫升。这表明软化剂仍然可以作为源退伍军人系统中播种。
识别水软化剂和膨胀罐的一个原因退伍军人污染
建筑软水器坦克都位于一个专用机械的房间,虽然环境空气温度仍然高企相比,其余的建筑(21°C +)和仍可能导致体温升高的冷水管道。非功能性的坦克在待机模式,表明更高程度的水停滞。是常见的超大号的坦克、设备故障和维护问题软水系统,如离子交换树脂的污染从生物膜和金属沉积(LRM 2021)。离子交换水软化剂会导致微生物生长在离子交换树脂对某些生物(例如,更高的指标细菌计数而不是等其他组织假单胞菌和大肠杆菌),然而,有限的数据对离子交换树脂作为DWPI水库(Romano et al ., 1997;帕森斯,2000)。其他研究指出高浓度的军团菌10种虫害退出水软化剂3.8CFU / 100毫升(Aw et al ., 2022),软化剂作为微生物放大器在学校建筑(Ra et al ., 2020)。水软化剂联系在一起退伍军人殖民在牙科设置(马'ayeh et al ., 2008)和酒店(Borella et al ., 2005),指出作为医疗设置,如血液透析的潜在危险单位使用软化(Favero et al ., 1975)。当前的工作确认退伍军人软化水系统包括多个组件的柔软剂罐水,存储/膨胀水箱水,软化剂树脂。树脂软化系统可能为细菌生长提供媒体(Stamm et al ., 1969;弗莱明,1987;Anupkumar et al ., 2001)随着年龄增加水和温度(2021年罗德。),然而,有限的信息可以在树脂。新柔软剂树脂也浸出大量的溶解有机碳软化水,进一步创造条件可能支持微生物生长(萨利希et al ., 2020)。在这项研究中,退伍军人浓度高的坦克与坦克相比,备用运行方式在软化模式。随着软水器被播种退伍军人,整个建筑得到了阳性的水退伍军人。提供水的膨胀罐的更高的楼层建筑也是播种退伍军人从而缓解策略,如冲洗孤独才帮助软化系统和膨胀水箱被取代。软化剂大小通常是基于建设占用和可以扩展与增加入住率阶段,然而扩界是一种常见的问题(LRM 2021)。在这项研究中,最初的柔软剂是专为一个全面运作建筑,但建筑从未实现了完整的操作能力。软化剂大小通常是基于建设占用和理想情况下可以委托符合建筑占用如果与多个坦克设计区分防止停滞与扩界有关。
膨胀罐大概还保持高水位时期在整个研究中,表明扩张坦克可能是源和/或放大器军团菌增长。扩张坦克已经指出贡献者停滞和一项研究表明,孤立的膨胀箱导致的减少军团菌在一个退伍军人医疗设施(安布罗斯et al ., 2020)。然而,有限的信息可以在坦克的角色扩张和记录抽样这些设备。
影响本研究可持续建筑和水管理计划
在美国,绿色或可持续建筑节约用水比传统建筑使用节水设备以及大型水膨胀水箱。节水设备通常是低流量装置和主要限。慢流量和高水在绿色建筑年龄可能构成对水质(terry Rhoads et al ., 2016)。绿色建筑的整体水质受几个因素的影响如源水特征、季节,物理化学管道复杂,水年龄、停滞、用水量、水流速/模式,消毒剂残留物,扩张坦克,固定装置,一天时间,和水管理实践。本研究确定了理想中的温度等几个因素退伍军人增长范围由于低热水器设置点和潜在结合环境温度升高,水停滞减少了占用的条件下,殖民地水装置如莲蓬头,殖民软水系统的多个方面的贡献退伍军人LEED建筑内污染。离子交换树脂和软水器大体积的水被殖民退伍军人水库,因此软水器是一个未开发的病原体。这些因素可以通知多管齐下的水安全计划LEED建筑旨在减少暴露风险,除了通知LEED标准包容性的长期健康注意事项和风险。水软化剂相对优雅的建筑水系统和值得进一步研究对微生物水质的影响。
在绿色建筑研究涉及水监测努力限制入住率是罕见的。这些研究的结果,可用于相关学校在休息和工作场所在假期。写水管理计划具体的建筑可以帮助减轻等水质问题,确定水质问题的根源。
结论
退伍军人出现在LEED建筑水系统在一段时间的减少占用。建筑高度殖民而全国性调查COVID-19大流行期间Dowdell et al ., 2022)殖民与多个因素包括缺乏消毒剂残留,波动温度、低热水器设定值,殖民扩张,整栋建筑的存在水软化剂,入住率低。这一发现促使水质干预建筑设施的管理。
主要的两个水管理计划活动最广泛推荐的指导文件(冲洗和提高热水器设定值)没有完全缓解退伍军人殖民建筑,强调殖民的需要探索根源和病原体的扩散。
膨胀水箱、水软化剂,软水器树脂殖民了退伍军人。殖民没有减少,直到膨胀罐代替和突出的水软化剂和扩张坦克作为一个潜在的关键,然而替代组件的水管理计划。
识别殖民的根源是一个时间,劳动力,和cost-intensive活动。需要改进的方法快速诊断和自动反应微生物水质问题的建筑。实际障碍诊断和响应导致未被发现的和严厉的危害。
数据可用性声明
最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。
作者的贡献
SJ进行采样和实验室分析和写手稿。RR, CL, JH, NS, LC NM, LD,通用,啊,和BW导致了研究设计、采样、物理化学和金属数据处理。DS入住率进行分析。RR和CL另外导致了手稿。结核病和PW编辑手稿,导致了研究设计,监督个人参与样本集合。KH起源研究中,监督样品收集和分析,并导致了手稿。所有作者的文章和批准提交的版本。
资金
这项工作是由美国国家科学基金会提供部分资助纳米系统基于纳米技术的水处理工程研究中心(eec - 1449500)。这项研究部分支持援助协议。由美国环境保护署R836880授予。它没有被构成正式审查。
确认
作者感谢Paula Aguilar援助与抽样。
的利益冲突
作者RR和CL是受雇于nc工程师但并不受雇于该实体在进行这项研究工作。
其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
补充材料
本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/frwa.2022.966223/full补充材料
引用
安布罗斯,M。,Kralovic, S. M., Roselle, G. A., Kowalskyj, O., Rizzo, V. J., Wainwright, D. L., et al. (2020). Implementation of军团菌在卫生保健设施预防政策:美国退伍军人健康管理局的经验。j .公共卫生等内容。Pract。26日,E1。doi: 10.1097 / PHH.0000000000000986
Anupkumar B。饶,t·S。,和Satpathy, K. K. (2001). Microbial fouling of an anion exchange resin.咕咕叫。Sci。80年,1104 - 1107。网上:https://www.jstor.org/stable/24105763
啊,t·G。,Scott, L., Jordan, K., Ra, K., Ley, C., and Whelton, A. J. (2022). Prevalence of opportunistic pathogens in a school building plumbing during periods of low water use and a transition to normal use.Int。j . Hyg。环绕。健康241年,113945年。doi: 10.1016 / j.ijheh.2022.113945
Barna, Z。,Kádár, M., Kálmán, E., Scheirich Szax, A., and Vargha, M. (2016). Prevalence of军团菌管道在匈牙利的前提。水物。90年,71 - 78。doi: 10.1016 / j.watres.2015.12.004
Barskey a E。Derado, G。,和Edens, C. (2022). Rising incidence of退伍军人相关的疾病和流行病学模式,美国,1992 - 2018。紧急情况。感染。说。28日,527 - 538。doi: 10.3201 / eid2803.211435
啤酒,k·d . (2015)。监测水源性疾病暴发与饮酒有关water-United州,2011 - 2012。MMWR Morb。凡人。工作。代表。64年,842 - 848。doi: 10.15585 / mmwr.mm6431a2
本尼迪克特,k . M。res, H。Vigar, M。,Roth, D. M., Roberts, V. A., Mattioli, M., et al. (2017). Surveillance for waterborne disease outbreaks associated with drinking water—United States, 2013–2014.MMWR Morb。凡人。工作。代表。66年,1216 - 1221。doi: 10.15585 / mmwr.mm6644a3
博查特,m·A。Boehm, a B。Salit, M。,Spencer, S. K., Wigginton, K. R., and Noble, R. T. (2021). The environmental microbiology minimum information (EMMI) guidelines: qPCR and dPCR quality and reporting for environmental microbiology.环绕。科学。抛光工艺。55岁,10210 - 10223。doi: 10.1021 / acs.est.1c01767
Borella, P。,Montagna, M. T., Stampi, S., Stancanelli, G., Romano-Spica, V., Triassi, M., et al. (2005).军团菌污染在意大利酒店的热水。达成。环绕。Microbiol。71年,5805 - 5813。doi: 10.1128 / aem.71.10.5805 - 5813.2005
参赛,s。贝奈斯,V。,Garson, J. A., Hellemans, J., Huggett, J., Kubista, M., et al. (2009). The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments.中国。化学。55岁,611 - 622。doi: 10.1373 / clinchem.2008.112797
卡塞尔,K。,Davis, J. L., and Berkelman, R. (2021). Legionnaires' disease in the time of COVID-19.肺炎13日2。doi: 10.1186 / s41479 - 020 - 00080 - 5
疾病预防控制中心(2020)。指导重新开放建筑经过长时间的关闭或减少操作:确保乘客的安全,并且建筑水系统和设备。亚特兰大,乔治亚州:疾病预防控制中心。网上:https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/php/building-water-system.html
马蹄声,b R。昆兹,j . M。,Salandy, S. W., Smith, J. C., Hubbard, B. C., and Sarisky, J. P. (2021). A methodology for classifying root causes of outbreaks of legionnaires' disease: deficiencies in environmental control and water management.微生物9日,89年。doi: 10.3390 / microorganisms9010089
Cullom, a . C。,Martin, R. L., Song, Y., Williams, K., Williams, A., Pruden, A., et al. (2020). Critical review: propensity of premise plumbing pipe materials to enhance or diminish growth of军团菌和其他机会致病菌。病原体9日,957年。doi: 10.3390 / pathogens9110957
Dedicoat, M。,和Venkatesan, P. (1999). The treatment of Legionnaires' disease.j . Antimicrob。Chemother。43岁,747 - 752。doi: 10.1093 /江淮/ 43.6.747
Dowdell, k . S。,Greenwald, H. D., Joshi, S., Grimard-Conea, M., Pitell, S., Song, Y., et al (2022). Legionella Pneumophila Occurrence in Reduced-Occupancy Buildings in 11 Cities During the COVID-19 Pandemic.medRxiv(预印本)。网上:https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.06.28.22277022v1.full.pdf
其它,J。,属于一个。,和Edwards, M. (2015). Opportunistic premise plumbing pathogens: increasingly important pathogens in drinking water.病原体4,373 - 386。doi: 10.3390 / pathogens4020373
Favero, m . S。,Petersen, N. J., Carson, L. A., Bond, W. W., and Hindman, S. H. (1975). Gram-negative water bacteria in hemodialysis systems.健康实验室科学。12日,321 - 334。
费尔斯特德,。,和Henseke, G. (2017). Assessing the growth of remote working and its consequences for effort, well-being and work-life balance.新工艺。工作使用。32岁,195 - 212。doi: 10.1111 / ntwe.12097
汉密尔顿,k。,Hamilton, M. T., Johnson, W., Jjemba, P., Bukhari, Z., LeChevallier, M., et al. (2019). Risk-Based critical concentrations of嗜肺性军团菌室内住宅水使用。环绕。科学。抛光工艺。53岁,4528 - 4541。doi: 10.1021 / acs.est.8b03000
Heida,。,Mraz, A., Hamilton, M. T., Weir, M. H., and Hamilton, K. A. (2022). Computational framework for evaluating risk trade-offs in costs associated with退伍军人的疾病风险、能源和滚烫的医院热水系统的风险。环绕。科学。水资源抛光工艺》。8,76 - 97。doi: 10.1039 / D1EW00397F
Helbig, j . H。,Benson, R. F., Pelaz, C., Jacobs, E., and Lück, P. C. (2007). Identification and serotyping of atypical嗜肺性军团菌从人类和环境来源菌株分离。j:。Microbiol。102年,100 - 105。doi: 10.1111 / j.1365-2672.2006.03057.x
赫希,M。,Baron, J. L., Mietzner, S., Rihs, J. D., and Stout, J. E. (2021). Cross-reactivity of the IDEXX legiolert method with other gram-negative bacteria and waterborne pathogens leads to false-positive assay results.列托人。达成。Microbiol。72年,750 - 756。doi: 10.1111 / lam.13469
Howd r . a (2000)。提出了钒通知水平。加州办公室的环境健康风险评估。网上:https://oehha.ca.gov/water/notification-level/proposed-notification-level-vanadium
Hozalski, r . M。、LaPara t M。赵,X。金,T。,Waak, M. B., Burch, T., et al. (2020). Flushing of stagnant premise water systems after the COVID-19 shutdown can reduce infection risk by军团菌和分枝杆菌spp。环绕。科学。抛光工艺。54岁,15914 - 15924。doi: 10.1021 / acs.est.0c06357
Ikem,。,Odueyungbo, S., Egiebor, N. O., and Nyavor, K. (2002). Chemical quality of bottled waters from three cities in eastern Alabama.科学。总环境。285年,165 - 175。doi: 10.1016 / s0048 - 9697 (01) 00915 - 9
伊斯兰教,R。,Faysal, S., Amin, R., Juliana, F. M., Islam, M. J., Alam, J., et al. (2017). Assessment of pH and total dissolved substances (TDS) in the commercially available bottled drinking water.IOSR j .孕育。健康科学。6,35 - 40。网上:https://www.iosr雷竞技电竞体育竞猜平台journals.org/iosr-jnhs/papers/vol6-issue5/Version-9/E0605093540.pdf
朱利安,R。,Saravi, B., Nejadhashemi, A., Whelton, A. J., Aw, T. G., and Mitchell, J. (2022). Identifying water quality variables most strongly influencing Legionella concentrations in building plumbing.美国自来水厂协会(AWWA水科学。4,e1267。doi: 10.1002 / aws2.1267
LeChevallier, m . w . (2019)。监测配电系统嗜肺性军团菌使用legiolert。美国自来水厂协会(AWWA水科学。1,e1122。doi: 10.1002 / aws2.1122
雷,c·J。,天天p c R。辛格,G。Ra, K。,Noh, Y., Odimayomi, T., et al. (2020). Drinking water microbiology in a water-efficient building: stagnation, seasonality, and physicochemical effects on opportunistic pathogen and total bacteria proliferation.环绕。科学。水资源抛光工艺》。6,2902 - 2913。doi: 10.1039 / D0EW00334D
梁,j . (2021)。影响建筑COVID-19大流行期间关闭的军团菌感染的风险。点。j .感染。控制49岁,1564 - 1566。doi: 10.1016 / j.ajic.2021.09.008
Logan-Jackson,。,和Rose, J. B. (2021). Cooccurrence of five pathogenic军团菌种虫害和两个独立生存的变形虫物种在一个完整的饮用水系统和冷却塔。病原体10日,1407年。doi: 10.3390 / pathogens10111407
Logan-Jackson, a。R。,和Rose, J. B. (2021). Water age effects on the occurrence and concentration of军团菌物种分布系统,前提管道,冷却塔。微生物10日,81年。doi: 10.3390 / microorganisms10010081
马'ayeh, S。,Al-Hiyasat, A., Hindiyeh, M., and Khader, Y. (2008).嗜肺性军团菌污染的牙科单位水线系统牙科教学中心。Int。j .凹痕。Hyg。6,48-55。doi: 10.1111 / j.1601-5037.2007.00280.x
Mantesi E。,Chmutina, K., and Goodier, C. (2022). The office of the future: operational energy consumption in the post-pandemic era.能源研究》Soc。Sci。87年,102472年。doi: 10.1016 / j.erss.2021.102472
主人,S。,Clancy, J. L., Villegas, S., LeChevallier, M., and Bukhari, Z. (2018).客户信息机会致病菌在管道系统中。科罗拉多州丹佛市:水研究基金会4664工程”。
Montagnino E。,天天p c R。Ra, K。,Ley, C., Noh, Y., Vigil, K., et al. (2022). Over the weekend: Water stagnation and contaminant exceedances in a green office building.公共科学图书馆水1,e0000006。doi: 10.1371 / journal.pwat.0000006
蒙泰罗,s . N。Robalo, a . M。,和Santos, R. J. (2021). Evaluation of LegiolertTM的检测嗜肺性军团菌和比较与spread-plate文化和qPCR方法。咕咕叫。Microbiol。78年,1792 - 1797。doi: 10.1007 / s00284 - 021 - 02436 - 6
Nazarian, e . J。,Bopp、d J。塞勒,。,Limberger, R. J., and Musser, K. A. (2008). Design and implementation of a protocol for the detection of军团菌在临床和环境样品。成岩作用。Microbiol。感染。说。62年,125 - 132。doi: 10.1016 / j.diagmicrobio.2008.05.004
尼尔,K。,和Berkelman, R. (2008). Increasing incidence of legionellosis in the United States, 1990–2005: changing epidemiologic trends.中国。感染。说。47岁,591 - 599。doi: 10.1086/590557
,这个m。,Ross, K. E., Brown, M. H., Bentham, R., and Whiley, H. (2020). Water stagnation and flow obstruction reduces the quality of potable water and increases the risk of legionelloses.前面。环绕。Sci。8,611611。doi: 10.3389 / fenvs.2020.611611
Ohno,。,Kato, N., Yamada, K., and Yamaguchi, K. (2003). Factors influencing survival of嗜肺性军团菌血清型1温泉的水和自来水。达成。环绕。Microbiol。69年,2540 - 2547。doi: 10.1128 / aem.69.5.2540 - 2547.2003
口感,E。,Bertaux, J., Labanowski, J., and Hechard, Y. (2016). Iron availability modulates the persistence of嗜肺性军团菌在复杂的生物膜。微生物环境。31日,387 - 394。doi: 10.1264 / jsme2.ME16010
天天p C。,Garner, E., Hamilton, K. A., Ashbolt, N. J., Caverly, L. J., Falkinham, J. O., et al. (2022). Tenets of a holistic approach to drinking water-associated pathogen research, management, and communication.水物。211年,117997年。doi: 10.1016 / j.watres.2021.117997
天天p c R。,w·罗德。J。基恩,T。,萨利希,M。,Hamilton, K., Pieper, K. J., et al. (2020). Considerations for large building water quality after extended stagnation.美国自来水厂协会(AWWA水科学。2,e1186。doi: 10.1002 / aws2.1186
Ra, K。,Odimayomi, T., Ley, C., Aw, T. G., Rose, J. B., and Whelton, A. J. (2020). Finding building water quality challenges in a 7 year old green school: implications for building design, sampling, and remediation.环绕。科学。水资源抛光工艺》。6,2691 - 2703。doi: 10.1039 / D0EW00520G
Rafiee, M。,Mesdaghinia, A., Hajjaran, H., Miahipour, A., and Jahangiri-Rad, M. (2014). The efficacy of residual chlorine content on the control of军团菌spp。Hosp.水系统。43岁的8。
rel, l . B。,Weinstein, M. P., and Murdoch, D. R. (2003). Diagnosis of Legionella infection.中国。感染。说。36岁,64 - 69。
w·罗德。J。,和Hammes, F. (2021). Growth of军团菌在COVID-19锁定停滞。环绕。科学。水资源抛光工艺》。7,10 - 15。doi: 10.1039 / D0EW00819B
w·罗德。J。皮尔斯,。,属于一个。,和Edwards, M. A. (2015). Anticipating the effects of green buildings on water quality and infrastructure.j。水工程协会。107年,50 - 61。doi: 10.5942 / jawwa.2015.107.0058
w·罗德。J。,属于一个。,和Edwards, M. A. (2016). Survey of green building water systems reveals elevated water age and water quality concerns.环绕。科学。水资源抛光工艺》。2,164 - 173。doi: 10.1039 / C5EW00221D
理查德,R。,汉密尔顿,k。,Westerhoff, P., and Boyer, T. H. (2020). Tracking copper, chlorine, and occupancy in a new, multi-story, institutional green building.环绕。科学。水资源抛光工艺》。6,1672 - 1680。doi: 10.1039 / D0EW00105H
理查德,R。,汉密尔顿,k。,Westerhoff, P., and Boyer, T. H. (2021). Physical, chemical, and microbiological water quality variation between city and building and within multistory building.ACS是水1,1369 - 1379。doi: 10.1021 / acsestwater.0c00240
Romano, G。,Stampi, S., Zanetti, F., De, L. G., and Tonelli, E. (1997). Occurrence of gram-negative bacteria in drinking water undergoing softening treatment.Int。j . Hyg。环绕。地中海。200年,152 - 162。
萨利希,M。,Odimayomi, T., Ra, K., Ley, C., Julien, R., Nejadhashemi, A. P., et al. (2020). An investigation of spatial and temporal drinking water quality variation in green residential plumbing.构建。环境。169年,106566年。doi: 10.1016 / j.buildenv.2019.106566
Schwake, d . O。加纳,E。,Strom, O. R., Pruden, A., and Edwards, M. A. (2016).军团菌DNA标记在自来水重合的退伍军人的疾病在燧石,MI。环绕。科学。抛光工艺。列托语。3,311 - 315。doi: 10.1021 / acs.estlett.6b00192
Sharaby Y。,Rodríguez-Martínez, S., Höfle, M. G., Brettar, I., and Halpern, M. (2019). Quantitative microbial risk assessment of嗜肺性军团菌在以色列在饮用水供应系统。科学。总环境。671年,404 - 410。doi: 10.1016 / j.scitotenv.2019.03.287
Sharaby Y。,Rodríguez-Martínez, S., Oks, O., Pecellin, M., Mizrahi, H., Peretz, A., et al. (2017). Temperature-Dependent growth modeling of environmental and clinical legionella pneumophila multilocus variable-number tandem-repeat analysis (MLVA) genotypes.达成。环绕。Microbiol。83年,e03295-e03216。doi: 10.1128 / AEM.03295-16
辛格,R。,汉密尔顿,k。,Rasheduzzaman, M., Yang, Z., Kar, S., Fasnacht, A., et al. (2020). Managing water quality in premise plumbing: subject matter experts' perspectives and a systematic review of guidance documents.水12日,347年。doi: 10.3390 / w12020347
苏打水,大肠。,Barskey a E。沙,P P。施拉格,S。,Whitney, C. G., Arduino, M. J., et al. (2017). Vital signs: health care–associated legionnaires' disease surveillance data from 20 states and a large metropolitan area—United States, 2015.MMWR Morb。致命的工作。代表。66年,584 - 589。doi: 10.15585 / mmwr.mm6622e1
Stamm, j . M。,Engelhard, W. E., and Parsons, J. E. (1969). Microbiological Study of Water-Softener Resins.达成。Microbiol。18日,376 - 386。doi: 10.1128 / am.18.3.376 - 386.1969
州,美国J。,Conley, L. F., Ceraso, M., Stephenson, T. E., Wolford, R. S., Wadowsky, R. M., et al. (1985). Effects of metals on嗜肺性军团菌增长在饮用水管道系统。达成。环绕。Microbiol。50岁,1149 - 1154。doi: 10.1128 / aem.50.5.1149 - 1154.1985
Steinert, M。,Hentschel, U., and Hacker, J. (2002).嗜肺性军团菌:一个水生微生物误入歧途。《。牧师。26日,149 - 162。doi: 10.1111 / j.1574-6976.2002.tb00607.x
泰勒,A。,Tsuji, J. S., Garry, M. R., McArdle, M. E., Goodfellow, W. L., Adams, W. J., et al. (2020). Critical review of exposure and effects: implications for setting regulatory health criteria for ingested copper.环绕。管理。65年,131 - 159。doi: 10.1007 / s00267 - 019 - 01234 - y
Tchounwou, p (2022)。丹麦四个城市的故事:嗜肺性军团菌家用热水的多样性和空间发病率的变化。Int。j .包围。研究》。健康1,1 - 2。doi: 10.3390 / ijerph2004010001
构成(1991)。铅和铜规则。56 26548 FR。40 CFR 141部分我一部分。网上:https://www.ecfr.gov/current/title-40/chapter-I/subchapter-D/part-141/subpart-I
构成(2005)。表面水处理规则(SWTR)简报。EPA地区8所示。华盛顿特区。网上:https://www.epa.gov/sites/default/files/documents/SWTR_Fact_Sheet.pdf
构成(2009)。饮用水法规和污染物。华盛顿特区。网上:https://www.epa.gov/sdwa/drinking-water-regulations-and-contaminants
构成(2016)。饮用水中铅的基本信息。构成。华盛顿特区。网上:https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/basic-information-about-lead-drinking-water(2022年2月6日通过)。
构成(2022)。构成国家一级饮用水条例。40 CFR 141。华盛顿特区。网上:https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations
威尔伯,h (2015)。优化yourwater加热器,优化你的节省能源。网上:https://www.usgbc.org/articles/optimize-your-water-heater-optimize-your-energy-savings
绮,r . B。,和Wadowsky, R. M. (1982). Multiplication of嗜肺性军团菌在未杀菌的自来水。达成。Env。Microbiol。43岁的5。doi: 10.1128 / aem.43.6.1330 - 1334.1982
Yu, v . L。,和Stout, J. E. (2009). Rapid diagnostic testing for community-acquired pneumonia.胸部136年,1618 - 1621。doi: 10.1378 / chest.09 - 0939
关键词:军团菌pnuemophila、停滞,领导在能源和环境设计(LEED),冲洗,前提管道,储罐,可持续性,投机取巧的病原体
引用:Joshi年代,理查德•R Levya C,哈里森JC,给我们D, Sharma N, L,起重机Mushro N,迪特尔•L摩根全球之声,Heida, Welco B, Boyer TH, Westerhoff P和汉密尔顿KA(2023)确定司机普遍殖民的嗜肺性军团菌绿色建筑:软水器系统的角色,膨胀水箱,减少占用。前面。水4:966223。doi: 10.3389 / frwa.2022.966223
收到:2022年6月10日;接受:2022年11月24日;
发表:2023年1月05。
编辑:
威廉·罗德瑞士联邦理工学院的水产科技,瑞士版权©2023乔希,理查德,Levya,哈里森,给我们温暖,沙玛,起重机,Mushro,节食者,摩根,Heida Welco,波伊尔,Westerhoff和汉密尔顿。这是一个开放分布式根据文章知识共享归属许可(CC)。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。
*通信:克里a·汉密尔顿kerry.hamilton@asu.edu