文摘
降雨及其相关的雨水径流与运输有关的许多污染物海滩水。粪便,从各种动物(人类、宠物、家畜和野生动物),可以洗到海滩水后降雨,导致微生物污染的海滩。世界上许多地区问题先发制人的海滩关闭与降雨有关。这项研究看着八海滩位于门县,威斯康辛州,密西根湖确定降雨的影响大肠杆菌浓度在海滩水。水从海滩上收集的样本和风暴排水管道在5毫米的降雨前24小时。六个八个海滩显示重要的降雨和上升海滩水之间的联系大肠杆菌浓度。降雨对海滩的影响的持续时间大肠杆菌12小时浓度变量(直接)。降雨量在抽样之前没有显著的影响大肠杆菌浓度测量在海滩水。风暴的输水管道毗邻海滩上没有一个统一的水对海滩的影响大肠杆菌浓度。这项研究表明,每个海滩需要检查自己的关于雨的影响大肠杆菌浓度在海滩水。
1。介绍
全国,关闭休闲游泳海滩由于微生物(粪便)污染的水已促使研究微生物浓度升高的来源。粪便污染可能导致点和非点源的来源(1,2]。点源污水溢出等农业径流、城市雨水,河流与增加自然水体的微生物负载和游泳海滩(3]。要么粪便细菌中确定水通常是来自人类和/或动物来源(4),进入休闲游泳海滩通过各种方法。
在不透水表面,如道路雨水径流,屋顶,草坪,建筑工地已被确认为最伟大的污染源引起海滩闭包和报告5]。街道和停车场负责径流总量的54%以上在居民区和商业领域的总径流量的80% (6]。这些不透水表面雨水流过,水可以接各种污染物包括石油、油脂、营养物质,杀虫剂、磷、铜、锌、和粪便细菌(6,7]。雨水的粪便细菌可能从国内动物如牛、马、狗、猫或野生动物,如鹿和水禽。最终,这些受污染的水域达到地表水,如果附近的海滩游泳,可以导致细菌浓度升高,增加健康风险为游泳者(5]。
强降雨和径流已经涉及增加细菌污染海滩许多沿岸地区(8,9]。沿着加州南部海岸线,游泳海滩都是自动关闭或限制大于2.5毫米的降雨事件后,即使没有水的微生物测试(8,10]。虽然在南加州,风暴是相当罕见的降雨导致微生物污染的热浪由于雨水径流(11]。细菌浓度的增加与几乎所有的风暴与降雨量大于6毫米和每一个风暴和降雨大于25毫米。几乎没有影响微生物污染的海滩风暴后(小于2.5毫米8]。
研究休闲水域的污染雨水和非点源径流在几个位置进行高度城市化的海岸线(8,10]。虽然这项研究海洋海岸线都集中在城市,农村的污染和semiurban淡水游泳海滩由非点源径流并没有被广泛地研究过了。在威斯康辛州东南部的一些城市的海滩,海滩自动关闭是由于降雨事件后在水中微生物浓度增加,增加雨水径流(12,13]。微生物数据加载游泳海滩由于降雨和径流收集了几家密歇根湖和苏必利尔湖海滩在威斯康辛州12- - - - - -14];然而,数据量化微生物负载在降雨和雨水径流事件还没有被研究的主要是农村海滩位于门县,威斯康辛州。
门县是一个75英里长的半岛位于威斯康辛州的东北部。密西根湖县接壤,东部和绿湾湾西部有超过300英里的海岸线和30多个海滩游泳。门县是中西部地区最大的旅游目的地之一,每年接待游客超过二百万人次。因为许多游客参观门县海滩,至少31海滩两边门县半岛,在华盛顿岛,在鲟鱼湾运河,和三个内陆湖泊(图1)定期采样粪便细菌在夏天游泳季节(6月8月1日31),自2003年以来。此外,每日降雨量数据收集在半岛多个位置使用雨量数据。雨量数据间隔是整个县气象影响差异的北端县最南端,为多个海滩(图提供数据1)。
海滩在门县已经监控了粪便细菌,几乎没有信息在多大程度上影响水质的降雨的海滩。由于缺乏可用的数据与降雨影响农村海滩,八个海滩被监控大肠杆菌浓度大于5毫米的降雨事件后(图1)。量化微生物负载在这些海滩在降雨和径流事件相比,微生物负荷在正常条件下海滩,海滩和附近的排放口(流、管道或城市径流地区)监控定期(每小时4小时,八个小时,12小时和24小时)的一个小时内降雨事件。这个项目的总体目标是确定什么影响降雨了大肠杆菌浓度在选定的海滩。
2。材料和方法
2.1。水样本集合
从八个海滩休闲水样收集(那些时光湾,埃里森湾,湾姐姐,Nicolet蛋港,墨菲公园,百利酒港,白鱼沙丘国家公园,和日落公园)(图1)从水的深度能力英寸(约12英寸低于表面)按照WI海滩行为抽样程序的要求(15]。所有海滩都取样每周4天的夏季劳动节(大约阵亡将士纪念日)。
的几个海滩在这项研究中被认为是半农村的。也就是说,他们位于小村庄(人口250 - 1000人)。那些时光湾包括蛋港,埃里森湾Nicolet,和妹妹。几个海滩农村(不是在一个城镇或村庄的)包括贝利的港口,墨菲公园,白鱼沙丘国家公园。一个位置,日落公园,在一个住宅/工业区(位于一个约10000人的小镇)。所有水样本收集到100毫升无菌,聚苯乙烯回收瓶(IDEXX Corp .,波特兰,我),放置在直到大肠杆菌浓度进行了分析。是注意收集样本不干扰在一个统一的方式就不会污染沉积物的样本过剩的破坏或者漂浮的碎片。样本分析的4个小时内收集。一个威斯康辛州国家认证实验室质量保证计划与WI农业部文件,贸易和消费者保护(DATCP)维护Wisconsin-Oshkosh用于所有大学的分析。积极的,消极的,熟练测试控制准备按照实验室的质量保证计划。
2.2。水样采集后降雨事件
捕捉雨门县休闲海滩附近的数据四个雨量数据(Crytical服务,模型501年英国《金融时报》,小槽,WI)被放置在战略位置(鲟鱼埃里森湾湾,鸡蛋港口,和贝利的港口)整个县(图1)。适当的位置是至关重要的,以确保雨水传感器读数的准确表示的实际降雨测量率和数量有所下降。每个雨量计一至三个海滩雨水收集的数据根据距离衡量。仪表记录数据一天24小时,一周七天在游泳的季节。雨仪表报道降雨量实时数据记录系统。后数据记录器系统记录超过5毫米的水积累在24小时内,雨事件的数据系统自动发送通知指定的手机号码(无论一周的日子,或每天的时间)。接到这个通知调用下面描述的抽样将在不到半个小时开始积累5毫米的雨在24小时内。
后雨事件通知,海滩水样收集了四个小时,每小时然后八点,12,降雨后24小时内通知(共有7个样本/海滩后雨事件)。海滩降雨事件样本收集从水中24英寸的深度在海滩中心的标准样品收集协议。排水口(管或流)水样收集在前三个小时的雨事件(共有三个样本/排泄口)的位置,其中包含这些特性。未能确定的排水口排出。所有降雨事件样本放置在水直到大肠杆菌浓度测定。那些时光湾海滩,海滩,除了Nicolet有十个帖子降雨抽样事件。那些时光湾海滩由于后勤和访问问题Nicolet有四个事件。如果降雨足以触发多个雨事件通知在一个24小时期间,那么多个采样事件进行。
2.3。样品分析
定义的基板测试,Colilert (IDEXX Corp .,波特兰,我),被用来分析所有样本大肠杆菌浓度(16]。孵化后,从样品进行微生物枚举制造商的建议。所有结果报告为最有可能的数字(或然数)大肠杆菌每100毫升的水。
2.4。统计和图形分析
季节性的意思大肠杆菌由平均浓度计算为每个海滩大肠杆菌浓度决定的常规监测,以满足需求的海滩法案(四个样本/星期,无论降雨)。的意思是大肠杆菌浓度在降雨事件被平均计算大肠杆菌浓度的样品收集降雨事件通知(即。、7个样本/雨事件通知,见上图)。统计分析(方差分析和矫正矩阵)进行Systat 11.0。与Microsoft Excel 2004数据生成。
3所示。结果
在2007年夏天的每个选定的海滩,那些时光湾海滩,除了Nicolet有十个采样事件。Nicolet湾有四个集合。降雨的影响大肠杆菌在海滩水浓度不均匀。那些时光湾,有些地方,比如Nicolet白鱼沙丘国家公园海滩,和鸡蛋港海滩,没有显示出显著的积极的降雨和海滩水之间的关系大肠杆菌浓度。妹妹等其他海滩湾海滩,埃里森湾海滩,墨菲公园海滩,和贝利的港口海滩显示时间有限的降水与浓度升高的影响大肠杆菌在海滩上的水。最后,有些地方,如日落公园海滩,显示一个较小的降雨对海滩的影响大肠杆菌与峰值浓度,大肠杆菌浓度发生后立即降雨。
贝利的墨菲港海滩和公园海滩有显著提高大肠杆菌由于降雨(浓度和。001年,分别地。、表1)。post-rainfall样本间隔分开时,然而,很明显,显著影响才出现后的头四个小时降雨(表2和5)。八小时收集样本时,无显著差异(和。189,resp.), and the significance decreased at 12 hours (and.3)和在24小时(and.977)。在贝利的港海滩,下水管这个海滩附近显示雨水排泄口浓度之间的显著差异大肠杆菌和季节性海滩大肠杆菌浓度()。大肠杆菌浓度的下水管前三个小时的降雨事件后采样互相表现出很强的相关性()。这表明,雨水大肠杆菌卸货贝利的港口海滩水持续几个小时。大肠杆菌在海滩水样浓度测量降雨期间收集的事件,然而,不表现出良好的相关性大肠杆菌从雨水管道排放浓度()。
抽样事件触发的降雨量并不相关大肠杆菌浓度在海滩水贝利的港口或墨菲公园海滩。降雨抽样事件引发了5毫米的降雨的积累在前24小时内。大肠杆菌浓度在海滩水这两个海滩没有表现出更大的增加,如果降雨前几天是远远大于5毫米。
与贝利的港口和墨菲公园海滩,大肠杆菌那些时光,浓度从蛋港海滩,Nicolet和白鱼沙丘国家公园海滩没有显著积极影响(,。041年,。110, resp., See Tables1,3,6,9)被雨水事件。蛋港海滩有一个下水管毗邻海滩和大肠杆菌浓度测量前三个小时的雨水排放和不相关大肠杆菌浓度在海滩上发现水(在三个小时取样点)在同一时间(表3)。所有的排水口的浓度大肠杆菌明显不同于季节性海滩水平均();然而,这种放电并没有出现在海滩水本身()。
那些时光湾或没有排放口附近Nicolet白鱼沙丘国家公园的海滩和它们的大多数农村地区纳入本研究。白鱼沙丘的特点是一个很大的沙滩区域,自然沙丘,在海滩上和人口最大的鸟类在门县,WI [17]。Nicolet湾海滩位于半岛州立公园,周围被一个大的森林公园面积。
埃里森湾海滩和妹妹湾海滩也有显著提高大肠杆菌由于降雨(浓度两个海滩;表1,4,7)。postrainfall样本间隔分开时,很明显,有显著影响后的第一个12小时降雨(和。024年,职责)。当24小时收集样品无显著差异(and.754)。没有风暴水管附近的埃里森湾海滩本身,但有大量的不透水表面附近海滩和大型鸟类种群。
妹妹湾海滩,有两个雨水排水管道位于毗邻海滩,也许是最复杂的海滩在这个研究。两个相邻的雨水排水管道这海滩每个显示雨水排泄口之间的显著差异和季节性海滩大肠杆菌浓度()(表7)。下水管# 1(位于靠近海滩的)有一个恒定的浓度大肠杆菌放电表面水在前三个小时的降雨事件,这些下水管大肠杆菌浓度有显著不同的海滩大肠杆菌浓度手段(在1和2小时,。024在3小时)。管# 2(位于同一侧的海滩管# 1,但更遥远的海滩)大肠杆菌浓度都显著不同大肠杆菌浓度在海滩水1小时()和2小时(在3个小时(),但没有明显不同)。这表明,雨水大肠杆菌放电管# 1的海滩非常持久,或至少仍在持续的浓度升高大肠杆菌三个小时降雨事件。放电管# 2是受“第一冲洗”并显示显著升高大肠杆菌只放电前两小时后雨事件。管# 1大肠杆菌与浓度相关大肠杆菌从海滩采集水样本浓度在同一采样事件(),而管# 2大肠杆菌浓度与不相关大肠杆菌在同一时间框架(浓度测量)。
在妹妹湾海滩之间没有相关性的降雨前抽样事件的浓度大肠杆菌在海滩的水。任何数量的降雨前几天在抽样事件对海滩的影响类似大肠杆菌浓度。在埃里森湾海滩,然而,之间有良好的正相关性的降雨量抽样事件和前几天的浓度大肠杆菌以海滩水取样时(例如,滩水大肠杆菌在3小时postrainfall事件和之前的24小时降雨量;滩水大肠杆菌在3小时postrainfall和降雨量在前48小时,等等)。似乎有一个从表面不透水地表径流之间的直接连接在这个海滩,海滩水大肠杆菌的浓度,与更多的降雨导致径流和更大的海滩大肠杆菌浓度。
日落公园海滩也有显著提高大肠杆菌由于降雨(浓度;表1)。postrainfall样本间隔分开时,很明显,必须立即产生重大影响(发生在不到1小时的时间框架postrainfall事件)和并不大(表,观察到其他位置8)。Sheffe测试显示之间没有显著差异大肠杆菌在postrainfall采样时间和季节性的大肠杆菌在这个海滩。没有雨水管道附近的海滩上,但有一个大公园相邻,大量水禽的礼物。
4所示。讨论
降雨对海滩的影响大肠杆菌浓度不均匀,甚至在海滩在一个县,位于密歇根湖。我们采样的八个海滩在这项研究中,四种不同的海滩对降雨和“概要”出现大肠杆菌测量在海滩水。贝利的港口和墨菲公园海滩(概要1)显示海拔大肠杆菌与降雨集中在海滩水,但效果被认为只有在第一个三个小时的降雨事件取样(表2和5)。
是似是而非的“第一冲洗”(从雨水排放管或从陆路流)在雨事件的增加引起的大肠杆菌观察到海滩和水流和稀释可以缓解这个输入后8小时内降雨事件。这些海滩位于开放广大的水域(密歇根湖和绿湾湾,职责),促进稀释的大肠杆菌决选。
那些时光湾蛋港Nicolet,白鱼沙丘国家公园海滩(配置两个),另一方面,并没有显示出积极的降雨和升高之间的联系大肠杆菌在海滩水浓度(表1)。Nicolet湾州立公园(半岛)和白鱼沙丘国家公园海滩是最孤立的研究和远程位置。似乎逻辑,缺乏大型人类或国内/农业动物种群,那些时光湾和白鱼在Nicolet沙丘一样,将导致更少的生产排泄物和海滩污染的几率减少了雨水径流在降雨或排水口运输系统。其他位置,蛋港海滩,然而出现意想不到的结果,由于它的位置在一个小村庄和它靠近其他影响网站(墨菲公园海滩和妹妹湾海滩)。此外,陡坡蛋港海滩,高地面水流和明显的共同点与其他门县海滩会使鸡蛋港可能候选人不利雨对海滩的影响水质。这种缺乏影响可能是由于海边电流或稀释的风暴排水。
第三个海滩剖面观察发生在埃里森湾和妹妹湾海滩(剖面3),特点是一个重要的降雨和海滩水之间的联系大肠杆菌的浓度,但比在较长时间内剖面1(表4和7)。在这两个海滩,降雨对海滩的水产生重大影响大肠杆菌浓度大约12小时后,降雨事件触发。一遍是合理的,首先在雨事件流的增加引起的大肠杆菌观察到海滩和水流和稀释可以缓解这个输入后12 - 24小时内降雨事件
日落公园海滩代表第四海滩剖面中确定本研究(资料4)。大肠杆菌浓度在一次降雨事件和季节性的意思大肠杆菌在水中浓度明显不同()(表1),一定是直接影响(分钟开始后,降雨)的考试大肠杆菌浓度在降雨事件取样时间(触发事件开始后一小时和5毫米的降雨已经积累)没有明显不同于季节性的意思大肠杆菌从海滩水浓度(表8)。再一次,这是合理的,地面水流在降雨事件的增加引起的大肠杆菌观察到海滩和水流和稀释能够缓解这个输入没有长期影响大肠杆菌浓度在海滩上。此外,Sheffe试验更敏感比一般方差分析和更详细的解释降雨事件的具体影响。
总的来说,六个研究的八个地点显示重大影响在海滩上的水大肠杆菌浓度由于降雨事件在24小时内大于5毫米。这项研究的结果清楚地表明,几个海滩门县,WI,影响降雨事件。这种不利影响的意义和持续时间,然而,海滩是非常具体的。这项研究的结果表明,每个海滩需要检查自己的关于雨的影响大肠杆菌浓度在海滩水。本文中描述的方法是小说rainfall-beach互动和有效地确定降雨的影响在特定的地点以及时间上的影响存在一个特定的位置。这些rainfall-beach交互数据是重要的海滩经理收集和评估发展先发制人的海滩关闭相关的降雨,然后必须证明这些关闭他们的选民和游客频繁的海滩。
确认
提供的该项目资金是威斯康辛州沿海管理项目,WI医嘱和美国环保局通过海滩法案资金,和威斯康辛大学的奥什科什。特别感谢萨拉•休斯,蒂姆•那个宿舍叫赖茨约翰•Rashel安娜威尔逊,罗伯特•奥尔森和Tamesha哈里斯的援助在雨中收集样本事件。同时,作者要感谢威廉·舒斯特尔(门县水土保持部门)和朗达科尔伯格(门县公共卫生部门)的输入和对项目的支持。