家庭管道系统中可以充满通常无害的微生物，但科学家们还没有机会全面记录人们家中的细菌群落。
《安全饮用水法》要求公共供水设施进行监测，但这些样本是在各个家庭的财产线外采集的。一旦进入家庭内部，微生物群落可能会发生变化和演化，而这些变化通常未被监测或理解。
华盛顿大学圣路易斯分校麦凯尔维工程学院能源、环境和化学工程助理教授Fangqiong Ling及其同事和学生正在努力改变这一现状。他们在《自然·水》杂志上发表的一篇论文中，分享了对圣路易斯都会区八户家庭浴室水龙头采样的结果。他们连续七天对这些家庭进行了采样，以观察不同细菌种群的流动和变化。他们发现，尽管各户之间共享主要类别的细菌，但在物种水平上存在广泛的差异。
“每个家庭都有其独特的签名，与其他家庭不同。”Ling说。
所有公共自来水都经过严格的处理和消毒，因此他们检测到的微生物细胞数量非常少——这是监测的一个挑战。但幸存下来的微生物非常顽强。研究人员预期会在自来水微生物组中发现抗生素抗性基因，他们确实发现了这种模式。
使用相同的常用消毒剂意味着一组可识别的微生物可能获得对该消毒剂的抗性。研究人员发现了一个家庭之间的“抗性组”模式。但为什么在物种层面会有如此大的差异？
计算机建模表明，微生物最初通过确定性和随机过程建立其群落，这意味着随机事件可能是导致家庭之间在物种层面存在巨大差异的原因。
对于家庭用水，这些过程可能涉及微生物到达家庭的时间、它们的增长动态以及尚未理解的各种因素。
这项研究旨在能够监测、预测和预防机会性病原体和传播疾病的细菌的爆发。这种监测正在大型建筑和机构如医院中开发，但对于单个家庭来说仍然很少见。
“家庭仍然是我们与水互动的主要场所，所以我们想研究家庭。”Ling说。
虽然研究人员在家中发现了少量致病菌或细菌，但这并不一定意味着家庭用水不安全——但公共卫生监管者应该更加密切地关注这一点。
Ling的博士生Lin Zhang是《自然·水》论文的第一作者，她已经设立了一种众包采样方式，招募高中生作为“社区科学家”。这些学生从圣路易斯都会区的约100户家庭收集了样本，Zhang正在分析这些数据作为她的最终博士学位项目。
虽然与管道相关的细菌通常是无害的，但它们携带的抗性基因可以在个体接受抗生素治疗时转移到病原体。由于人们在淋浴和使用水等活动中频繁接触这些细菌，因此更好地了解管道系统中的微生物组和“抗性组”，以及它们如何与人类互动，具有重要意义。
与此同时，Zhang很高兴能够进行对当地有益的研究并与学生合作。
“我很高兴我们能够让高中生一窥真实世界的研究和科学方法。”她说，“希望这能激励他们未来从事环境工程。”
今年秋天，环境保护署出台了一项规定，要求所有提供水的市政当局在未来十年内更换铅管。随着基础设施的更新，也有机会在金属监测之外改进微塑料和微生物组的监测措施。
所有这一切都在Dan Giammar的计划之中，他是环境工程的Walter E. Browne教授，负责多个项目，以在未来几年监测和改善饮用水来源。
“饮用水质量在处理厂和客户水龙头之间的变化一直难以监测。”Giammar说，“这项创新工作提供了新的见解，让我们了解微生物如何生长以及前提管道中存在的微生物。”
随着Ling和Zhang深入研究家庭管道的更好测试方法，可能会出现更多问题，因为当涉及到微生物生活时，一切都不像表面看起来那么简单。
“我们采样的家庭越多，看到的多样性就越多。”Ling说。
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