Enthält Regenwasser viel weniger Mikroorganismen als Flusswasser?

Laut einer Reihe von Zitaten, die im MicrobeWiki des Kenyon College aufgeführt sind , kann Regen Mikroorganismen über einen Prozess enthalten, der als „ Biopräzipitation “ bezeichnet wird .

• Im Wesentlichen werden Mikroorganismen, Staub und andere kleine Partikel in die Atmosphäre geschwemmt, und kalte Temperaturen bewirken, dass atmosphärischer Wasserdampf um den Organismus/Partikel gefriert. Sobald das eisbedeckte Teilchen genügend Masse aufgenommen hat, fällt es vom Himmel und erreicht die Erde als Niederschlag (wahrscheinlich Regen, wenn die Temperatur warm genug ist).

Hier ist ein Schema von Wright et al. (2104) darüber, wie eine Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit aufgrund einer Kaltfrontpassage die Freisetzung biologischer Eiskeime auslösen kann, gefolgt von der Besiedlung des frontalen Wolkenbandes mit den aufgewirbelten Eiskeimen:

Wie viele (und welche) Bakterien sind also im Regen?

Welche Bakterien?

Laut Wikipedia :

Die derzeit bekannten eiskeimbildenden Bakterien sind meist Pflanzenpathogene

• Dazu gehören laut MicrobeWiki :

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

  Der am besten beschriebene Organismus, der Eiskeimbildung zeigt, ist Pseudomonas syringae , der von Leroy Maki in den 1970er Jahren bestimmt wurde, um speziell eine Quelle für Eiskeimbildner bereitzustellen.

Nach der Arbeit von Natasha DeLeon-Rodriguez, Athanasios Nenes, et al. (vollständiges Papier hier und NPR-Story hier ), gibt es Hunderte von Bakterienarten in den Wolken, und es ist nicht ungewöhnlich, fast 20 Arten in einer gegebenen Probe zu finden (von denen durchschnittlich 60 % noch lebten).

• Hier ist ein Diagramm, das die relativen Mengen verschiedener Taxa zeigt, die in ihren Proben gefunden wurden:

  

Wie viele Bakterien?

Die Ergebnisse von DeLeon-Rodriguez et al. (2013) zeigten eine durchschnittliche Bakterienkonzentration irgendwo dazwischen$5.1 × 10^3 cells / m^3$zu$1.5 × 10^5 cells / m^3$der Wolke (je nach Zählweise).

• Schnell mal rechnen (1 Min$^3$= 1000000 ml), deuten ihre Ergebnisse darauf hin, dass im Durchschnitt über einen Kubikmeter Wolke <1 Bakterien / ml Feuchtigkeit vorhanden sind.

Laut Forschungen von Joly et al. (2014) , die speziell Eiskerne (oder "IN") untersuchten:

es gab 0 bis ~220 biologische IN/ml Wolkenwasser (dh 0-22 pro m$^3$von trüber Luft basierend auf Schätzungen des flüssigen Wassergehalts der Wolken) und diese machten 65 % bis 100 % des gesamten IN aus.

Im Vergleich dazu kann Flusswasser (und Trinkwasser) viel mehr Bakterien (dh 80.000 Bakterien / ml) und andere Mikroorganismen enthalten.

Allerdings ist diese Diskrepanz nicht immer so groß, insbesondere wenn wir uns darauf konzentrieren, die Anzahl von nur einer oder wenigen Arten zu vergleichen (und nicht die Gesamtzahl der Bakterien).

• Basierend auf der Untersuchung eines tropischen Reservoirs von Kaushik et al (2014) :

  Es wurde festgestellt, dass die Konzentrationen von E. coli im Bereich von 0 CFU/100 ml – 75 CFU/100 ml für das Regenwasser und 10–94 CFU/100 ml für das Reservoirwasser lagen.

  • Hinweis: KBE = koloniebildende Einheiten. (Schätzung der mikrobiellen Anzahl durch CFU wird in den meisten Fällen die Anzahl der lebenden Zellen unterschätzen. [ Wikipedia ]).

Zitate

• ^{DeLeon-Rodriguez, N., Lathem, TL, Rodriguez-R, LM, Barazesh, JM, Anderson, BE, Beyersdorf, AJ, ... & Konstantinidis, KT (2013). Mikrobiom der oberen Troposphäre: Artenzusammensetzung und Prävalenz, Auswirkungen tropischer Stürme und atmosphärische Auswirkungen. Proceedings of the National Academy of Sciences 110(7), 2575-2580.}

• ^{Joly, M., Amato, P., Deguillaume, L., Monier, M., Hoose, C. und Delort, A. (2014). Direkte Quantifizierung der gesamten und biologischen Eiskeime in Wolkenwasser. Atmosphäre. Chem. Phys. Diskutieren Sie 14(3):3707–3731.}

• ^{Kaushik R, Balasubramanian R, Dunstan H (2014) Mikrobielle Qualität und phylogenetische Vielfalt von frischem Regenwasser und tropischem Süßwasserreservoir. PLoS EINS 9(6): e100737. doi:10.1371/journal.pone.0100737}

• ^{Wright, TP, Hader, JD, McMeeking, GR, & Petters, MD (2014). Hohe relative Luftfeuchtigkeit als Auslöser für großflächige Freisetzung von Eiskeimen. Aerosolwissenschaft und -technologie 48(11), iv.}

• Zum Weiterlesen siehe auch die dazugehörigen Zitate aus MicrobeWiki.

• Ich denke, Sie würden auch davon profitieren, die Werke von Pierre Amato durchzulesen .