1426.pdf

Soma t i c an d ma l e

-s_p e c i f i c

(

F +

₎

c o l i p h a_g e s a r e _p r om i s i n_g

i n d i c a t o r s o f f e c a l c o n t am i n a t i o n a nd h uma n e n t e r i c v i r u s e s i n

w a t e r . T h e r e a r e v a r i o u s me t ho d s f o r t he d e t e c t i o n a nd a s s a y o f

t he s e c o l i p h a _g e s , b u t t h e y h a v e n o t be e n a d e qua t e l y ev a l u a t e d i n

c o_{m p}a r a t

i

v e s t u d i e s . We c o m p a r e d t wo me t ho d s f o r de t e c t i o n an d

a s s a _y o f t he s e _p h a _g e s i n 1 0 8 s am p l e s o f f e ca l l y c o n t am i na t e d

su r f a c e w a t e r s :

(

1

)

d i r e c t _p l a t i n _g o f 1 0 0 m l v o l ume s b y t h e

s i n_g l e a _g a r l a _y e r

(

SA L

)

me t h o d , a n d

(

2

)

i n i t i a l c o nc en t r a t i o n

f r om a _{p p} r o x i ma t e 1 - l i _{t e r v o} l _u m_{e s} b y _a d _{s o r}

p t i o n t o a nd e l u t i o n

f r om f i l t e r s , f ol l o w e d b y do ub l e a g a r l ay e r

(

D A L

)

a s sa y . We a l s o

c om

_p

a r e d t w o ho s t s f o r s om a t i c c o l i p ha _g e s _, E . co l l C a n d CN 1 3 _,

a nd t h r e e h o s t s f o r F+ c o l i p ha _g e s , E . c o l i C 3000 a n d Fam p a n d

Sa l mo n el l a t_{y p h i m}ur i um WG49 . Soma t i c a nd F + c o l i p h a ge s we r e

f ou n d i n a l l 1 0 8 s am p l e s , bu t t h e f o r me r ou t n u mb e r e d t h e l a t t e r .

T he t wo me t ho ds

(

SA L an d v i r a l f i l t r a t i o n

-a d s o r _p t i o n

-e l u t i o n

f o l l o we d b y D A L

)

d e t e c t e d s i m i l a r _{p h} a_g e l ev e l s . H o s t s E . c o l i C

a nd CN 13 de t e c t e d s

i

m i l a r c o l i p h a _ge l ev e l s , a n d F + c o l i p h a g e

ho s t s E . co l i C 3 00 0 a nd Fa mp a n d Sal mo n el l a t y p h i mu r i um WG4 9

de t e c t e d s i m i l a r _{p h} a _g e l e v e l s . H ow e v e r , wh e n p h a ge i s o l a t e s f r o m

t he t hr e e F + h o s t s w e r e c ha r a c t e r i z e d b y c r o s s _{p l} a t i n _g o n v a r i o u s

p ha _g e ho s t s _, t he r e w e r e d i f f e r e n c e s i n ho s t s_p e c i f i c i t _y a nd

s e n s i t i v i t _y . O f t h e p h a ge

i

s o l a t e s o n E . c ol i C 3 0 0 0 5 0 % w e r e

s o ma t i c c o l i p h a _ge s , a nd o f t h o s e o n S . t y p h i mu r i um WG4 9 , 1 0 % w e r e

s o ma t i c Sa l mo n e l l a _{p h}a_g e s . N o n e o f t h e i s o l a t e s o n ho s t E . c o l i

Ul

f i l t r a t i on - _{a b s o r}

p t i o n - _{e l u t i o n f o l l ow e d}

b y DA L _{p l} a _qu e a s s a_y i s

c om pa r ab l e t o t he S A L me t ho d f o r c o l i ph a _ge d e t e c t i o n w h i l e ha v i n _g

t he c om p a r a t i v e adv a n t a _g e o f a n a _{l y} z i n_g l a r _g e r s am p l e v o l ume s .

H o s t s E . c o l l C a nd CN 13 w e r e c o m pa r a b l e i n s oma t i c c o l i p h a ge

d e t e c t i o n , bu t F + c o l i p ha g e ho s t E . co l i Fa m p w a s su p e r i o r t o

h o s t s E . c o l i C 3 0 00 a nd S . t y ph i mur i um WG4 9 b e c a u s e i t w a s mo r e

s_p e c i f i c a n d s e n s i t i v e wh i l e d e t e ct i n _g co_{m p} a r ab l e F + c o l i p h a_ge

T h a nk y o u f o r t h e a s s

i

s t a n c e a n d g u i da n c e e s_p e c i al l y t o

A d v i s o r D r . M . D . So b s e y , R e a d e r D r . Y .

- _S

. Ca r o l Sh i eh

, R e ade r

Dr . M i c h a e l S y mo n s , a n d R e a de r Dr . D . Cr a w f o r d - B r ow n . Tha n k y o u

a l s o t o D o _{u g} Wa i t , F u

- _{C h i H s u}

, Ch i p Si mmo n s , C . L . L a s s i t e r ,

Ro _g e l i o _T o r n e r o - _Ve l e z , S h e l l e y R e n e e Po ov ey , Li s a To mas ko , Dr .

Da v

i

d J . Ama n t e , Ama nd a F r e ema n , D o r o t h y T ho m p s o n , D r . Ke l l o g g

Schw ab , Da v i d B a t t ag e l l i , D e l o r e s Pl u mme r , R eb e k k ah C o t e , Pho eb e

Ama n t e , T o d d Ama n t e , Gw y

- _{Am S h i n}

, J o n a t h a n J u l i a n o , M i c ha e l

Ca s t e e l , Sop h i e N e w l a nd , S u s a n Ba r b e e , a n d al l t h e l ab o r a t o r i e s ,

p r o f e s s o r s , a nd s t u d e n t s w ho a s s i s t e d w i t h s amp l i n g a nd ma n y

T A B L E O F C O N T ENT S

A BST RA CT i i - _{i i i}

A CK NOWLE DGME NT S i v

T AB L E OF C ON T E N TS v

L I ST O F T AB L E S v i

L I S T O F G RAP H S v i i

L I ST OF F I G UR E S v i i

i

L I S T O F A P P E N D I C E S i x

I N T RODU CT I O N 1

O B J ECT I V E S 4

BA CKGRO UN D A N D R E V I E W O F L I T E RAT U R E 5 - ₃₉

MAT E R I AL S A N D M E T H O D S 4 ₀- ₅₂

R E S U L T S 53 - _{6 6}

D I SCU SSI ON 67- _{8 4}

C ON CLU S I ON S 85 - _{8 6}

F U T U R E R E S E A R C H 8 7 - ₈₈

T A B L E S 1 1 , 2 1 , 8 9

- _{9 4}

GRAP H S 8 , 9 5

- ₉₆

F I GU R ES 25 , 97

- _{1 0 0}

R E F E R E N CE S CI T E D 101 - _{1 1 7}

L I S T O F T A B L E S

T a b l e 1 I m p o r t a n t H uma n V i r u s e s a n d Co n c om i t a n t D i a_gno s t i c

S y m p t oms 1 1

T a b l e 2 C r i t e r i a f o r I de a l I n d i c a t o r o f Fe ca l Co n t am i n a t i on i n

Wa t e r 2 1

T a b l e 3 Ho s t a n d A n t i b i o t i c Co mb i n a t i o n s f o r Cr o s s - _{P l a t i n} g

As s a _y 8 9

T a b l e 4 S um ma r _y Co m pa r i s o n o f U n w e i gh t e d a nd We i g h t e d C o l _{i p}h a _ge 9 0 Ta b l e 5 Co m p a r i s o n o f Un we i g ht ed a nd We i g h t e d Co l i p ha _ge

Co n c e n t r a t i o n s 91

T ab l e 6 Re l a t i v e Pe r c e n t a g e s o f Co l i p ha _g e s De t e c t ed _{b y} S A L a nd

FAE

_/

D A L 92

T ab l e 7 Pe a r s o n '

s Co r r e l a t i o n f o r F A E

_/

DAL A s s a_y b y Ho s t 9 3 T a b l e 8 F + Ho s t S_pe c i f i c i t _y a nd Se n s i t i v i t _y f o r F R NA Co l i p h a _ge

9 3 T a b l e 9 U n we i g h t ed F r e s h W a t e r FAE

/

DAL F + H o s t s Co r r e c t e d

b y Cr o s s

-p l a t i n_g 9 4

T a b l e 1 0 We i g ht e d Fr e s h Wa t e r F A E

/

D A L F+ H o s t s Co r r e c t e d b y Cr os s

V I I

L I ST O F GRAP H S

Gr a _{p h} 1 I n c i d e n c e o f Wa t e r b o r ne B a c t e r i al a n d Pa r a s i t i c

D i s e a s e i n Mo d e r n H i s t o r _y 8

Gr a_{p h} 2 So ma t i c Co l i p h a _ge Co n c e n t r a t

i

o n s D e t e c t e d b y S AL Ve r su s

F A E

_/

D A L A s s a_y 9 5

Gr a _{p h} 3 Ma l e

-S pe c i f i c _Co l i p ha_g e Co n c e n t r a t i o n s D e t e c t e _{d b y} SAL

6 6 Ah s s y I v a

_/

S

M

d ^ s a n B d

8 6 Ab s s_{v a v s e} B a nBx d

L 6 u o x :i nq x a :is x a Bu x _x du i e s o x x_{[ d} p j :Bo B_O z B J n Bx ^

S Z S 96 H X_{[ d}o x a : 9 :io H_{a 5}0 s s x _x x u i h _j a o Ce _w i e a r iBx ^

s a an o i a a o i s

n

I X

L I S T OF A P P E N D I C E S

A P P E N D I X 1

A P P E N D I X 2

A P P E N D I X 3

A P P E N D I X 4

A P P E N D I X 5

A P P E N D I X 6

AP P E N D I X 7

A P P E N D I X 8

AP P E ND I X 9

L i s t i n_g o f Sa_{m p l i} n_g S i t e s b y Co n t am i n a t i o n S o u r c e , B o_{d y} o f W a t e r a nd Ge o_g r a_p h i c al L o c a t i o n 1 1 8 - _{1 2 0}

Co m p i l a t i o n o f Co l i p ha _ge A s s a _y Con c e n t r a t i on s b y Ho s t

a n d _{b y} Me t ho d 1 2 1 - _{1 23}

Com p i l a t i o n o f Lo _{gi o} Tr a n s f o r me d Co l i p h a_g e As s a_y

Co n c e n t r a t i o n s b y H o s t an d _{b y} Me t h o d 1 2 5 - _{1 2 9}

Pe ar s o n ' s Co r r e l a t i o ns 1 3 0 - _{1 3 1}

Com p a r i s o n P l o t s o f U n we i gh t e d Co l i p h a _g e

Co n c e n t r a t i o n s D e t e c t e d b y SA L Ve r s u s F A E

_/

D A L

Me t h o ds Ma t c he d b y Ba c t e r i a l Ho s t s a n d Sa m p l e

N u mb e r 1 3 2

-1 3 6

Cumu l a t i v e F r e _qu e nc _y D i s t r i bu t i o n s f o r Soma t i c an d

Ma l e

-S pe c i f i c _Co l i p h a _ge H o s t s i n Fr e s h a nd S al i n e

Wa t e r s 137 - _{1 4 2}

Com p i l a t i o n o f Pha _ge I s o l a t e C h a r a c t e r i z a t i o n b y

Cr o s s

-p l a t i n _g 1 43

-1 4 5

Un we i g ht e d a nd We i g h t e d F r e sh _{W a t} e r DAL Ma l e

-S p e c

i

f i c H o s t Co nc e n t r a t i o n s C o r r e c t e d b _y C r os s

-p l a t i n _g . . 1 4 6

D r i n k i n _g w a t e r dr a w n f r om bo t h su r f a c e a nd _g r o u n d s o u r c e s ma _y

b e i m p a c t e d b y c o n t am i n a t i o n f r o m hu ma n a n d a n i ma l f e c a l ma t e r i a l

f r om a v a r i e t _y o f s ou r c e s

(

Cr au n 19 86 a & 1 98 8

)

. Of t h e ma n y

d i f f e r e n t d i s e a s e c au s i n _g m i c r o o r _g a ni sms i n h uma n f e c al w a s t e s

t ha t ma_y c o n t a m i n a t e dr i n k i n_g w a t e r s o u r c e s , huma n e n t e r i c

v i r u s e s ha v e be e n r e s_p o n s i b l e f o r d r i nk i n _g w a t e r b o r n e o u t b r e ak s

o f d i s e a s e . Ad d i t i o na l l

y , hu ma n e n t e r i c v i r u s e s h a v e b e e n

d e t e c t e d i n b o t h t r e a t e d a n d s o u r c e wa t e r s

(

H e

j

ka l e t a l . , 1 98 2 ;

Pa_{y m}e n t e t a l .

, 1 9 85 ; D e e t z e t a l . , 1 98 4 ; K e s w i c k e t a l . ,

198 4

)

.

T h e _g r e a t e r _p e r s i s t e n c e o f v i r u s e s t ha n b a c t e r i a i n w a t e r a n d

t h e i r _g r e a t e r r e s i s t a n c e t o w a t e r t r e a t me n t _p r o c e s s e s _, i n c l u d i n_g

d

i

s i n f e c t i o n , ha s b e e n do cume n t ed i n b o t h l a bo r a t o r y a nd f i e l d

s t u d i e s . D r i n k i ng w a t e r sup p l

i

e s a r e r a r e l y a n a l y z e d f o r huma n

e n t e r i c v i r u s e s de s_{p i} t e t he i m p o r t a n c e o f huma n e n t e r i c v i r u s e s

a s w a t e r b o r ne e n t e r i c _pa t ho_ge n s . The a n al y s i s o f w a t e r f o r huma n

e n t e r

i

c v

i

r u s e s ha s b e e n c o n s i de r e d t o o u n r e l i a b l e , t e c hn i c a l l y

dema nd i n _g , t i me

-c o n sum i n_g , s l ow t o p r o du c e r e s ul t s , a n d c o s t l y

f o r r ou t i n e o r ev e n _p e r i o d i c u s e .

T he _pub l

i

c he a l t h c o n c e r n s a b ou t hu ma n e n t e r i c v i r u se s i n

d r i nk i n _g w a t e r su _{p p l i} e s a n d t h e ba r r i e r s t o t h e i r _p r a c t i c a l

a n a l y s i s i n w a t e r s_pu r r e d t he mo t i v a t i o n t o d ev e l o

_p

a nd e v a l u a t e

i nd i c a t o r v i r u s e s

(

l A W P R C St u_{d y} Gr o u_p , 19 91 ; Go y a l e t a l . ,

1 9 87

₎

. T h e t w o ma

i

n

gr o u _p s o f b a c t e r

i

o _{p h} a _ge s t ha t ha v e r e c e

i

ve d

v i r u se s a r e t he s oma t i c a n d ma l e - _s

p e c i f i c c o l _{i p} h a_g e s

₍

F a r r a h ,

1 9 8 7 ; F u r u s e , 1 9 8 7 ; Ge r b a , 1 987 ; H a v e l a a r , 1 9 93 ; l A W P R C S t u d y

-Gr o u _p , 19 91

)

. S oma t i c c o l i p hag e s o c cu r i n huma n a n d a n i ma l

f e c e s , a n d i n bo t h po l l u t ed a nd u n p o l l u t e d n a t u r a l w a t e r s .

T h e ma l e

-s_p e c i f i c c o l i p ha _g e s h av e b e e n _p r o_p o s e d a s v i r a l

i nd i c a t o r s o f f e c a l c on t am i n a t i on

(

F u r u s e 1 9 8 7 ; H av e l a ar 1 9 9 3

)

,

a nd c e r t a i n s u b

-g r o u_p s o f t h em ma_y b e s

_p

e c i f i c f o r hu man f e c al

c o n t am i n a t i on a n d _p e r h a_p s hu ma n e n t e r i c v i r u s e s

(

H su e t a l .

1 995

)

. T he t w o ma i n g r o up s o f ma l e

-s_p e c i f i c c o l i p h a _ge s a r e t ho s e

c on t a i n i n _g RNA a s _ge n e t i c ma t e r i a l

(

FR N A c o l i p ha _ge s

)

a nd t h o s e

c o n t ai n i n _g D N A

(

F D NA c o l i p ha _g e s

)

. A t t e n t i o n h a s f o cu se d ma i n l y

o n t h e F R N A c o l i p h a _ge s b e ca u s e o f t h e i r _p r e do m

i

n a n c e o v e r F D NA

c o_{l i p h}a_g e s a n d t he i r _ge n e r al s i m i l ar i t _y t o c e r t a i n hu ma n e n t e r i c

v i r u s e s

(

e n t e r o v i r u s e s , HAV , a n d hu ma n c a l i c i v i r u s e s

)

(

Sob s e y e t

a l . 19 9 5

)

.

T he huma n h e a l t h r i s k s _p o s e d _{b y} v i r a l a n d _p r o t o z o a n _p a t h o_g e n s

i n d r i nk i n _g w a t e r su _{p p l i} e s u s i n _g su r f a c e wa t e r s o u r c e s _p r o m p t ed

t h e Un i t e d St a t e s E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n A_g e n c_y

(

U S E PA

)

t o

p r o_p o s e t h e c o l l e c t i o n o f da t a o n v i r u s a nd _p a r a s i t e o c c ur r e n c e

i n s u ch w a t e r su_{p p}l i e s a s a s t e_p t o w a r d r e v i s i o n o f t h e c u r r e n t

r e _gu l a t i o n f o r m i c r o b

i

a l c on t a m i n a n t s _, t h e Su r f a c e Wa t e r

T r e a t me n t R u l e . T he s e da t a c o l l e c t i on r e gu l a t i o n s _, c a l l e d t h e

I n f o r ma t i o n Co l l e c t i o n R u l e

₍

I CR

₎

, i n i t i a l l y p r op o s e d t h a t l a r ge r

w a t e r su_{p p l i} e s u s i n _g su r f a c e s o u r c e s an a l y z e f o r c u l t u r a b l e hu ma n

e n t e r i c v i r u s e s a nd _p e r h a _p s b o t h s oma t i c a nd ma l e

-s_p e c i f i c

f i l t r a t i o n

-ad s o r _p t

i

o n

-e l u t i o n me t ho d o l o _{g y} a r e u n c e r t a i n f o r

c o l i p h a_g e s . A d d i t i o n a l l y , t he r e a r e no c om p a r a t i v e da t a o n t he

r e l a t i v e s e n s i t i v i t _y an d s_p e c i f i c i t _y of t h e c a nd i da t e h o s t

b a c t e r i a f o r s o ma t i c an d ma l e

-s_p e c i f i c c o l i p ha _g e s . T he pu r p o s e

o f t h i s s t u_{d y} w a s t o ev a l u a t e and c o _{m p} a r e t he me t h o ds t o de t e c t

soma t i c a nd ma l e

-s_p e c i f i c c o l i p h a_g e s i n f e c a _{l l y} c o n t am i n a t e d

s u r f a c e w a t e r s , a nd t o c om pa r e t he o c c u r r e n c e o f t he s e t w o

O B J E C T I V ES

To c om pa r e a nd e v a l u a t e t he Si n_{g l} e A _ga r La _y e r

(

S A L

)

a s s a y a n d

t he F i l t r a t i o n - _{A d}

s o r _p t i o n - _{El u t i}

o n

_/

D o u b l e A _ga r L a _y e r

(

F A E

_/

D A L

)

a s s a _y me t h o ds f o r d e t e c t i n_g c o l i p h a _ge s i n e n v i r o n me n t a l su r f a c e

w a t e r s .

T o c o_{m p} a r e t he d e t e c t i o n a nd o c cu r r e n c e o f s oma t i c c o _{l i p h}a_g e s

i n e n v i r o nme n t al su r f a c e w a t e r s u s i n_g b a c t e r i a l h o st s E . c ol i C

a n d C N 1 3 .

T o c o m p a r e t he de t e c t i o n a n d o c cu r r e n c e o f ma l e - _s

p e c i f i c

c o l i p h a _ge s i n e n v i r o n me n t a l su r f a c e w a t e r s u s i n _g b ac t e r i a l ho s t s

E . co l l C3 0 00 a n d F am p a nd Sa l mo n e l l a t y p h l mu r i um W G 4 9 .

T o c om p a r e t h e d e t e c t i o n a nd o c cu r r en c e s oma t i c a nd ma l e

-s_p e c

i

f

i

c c o l

i

_{p h}a _g e s

i

n e n v i r o nmen t a l su r f a c e w a t e r s b e t w e e n ,

a mo n _g , a n d w i t h i n ho s t gr o up s .

T o d e t e r m

i

n e w h

i

ch c o l i p h a _ge ho s t de mo n s t r a t e d t h e b e s t

c om b i n a t i o n o f s e n s i t i v i t _y a nd s_pe c i f i c i t _y f o r F RN A c o _{l i p h} a _ge s

W A T E R S U P P L Y A N D H E A L T H

T he _pu b l i c he al t h l i t e r a t u r e do cume n t s t ha t t he _qu a l i t _y of

e n v i r o nme n t a l s u r f a c e w a t e r s

(

a s dr i n k i n _g w a t e r s u _{p p l i} e s a nd

r e c r e a t i o n a l _{w a t} e r s

₎

s t r o n_{g l y} i n f l u e n c e s t h e h e a l t h o f t h e

p u b l i c . T he p o t e n t i al of f e c a l l y c o n t am i n a t e d w a t e r t o t r a n sm i t

d i s e a s e h a s b e e n w e l l e s t ab l i sh e d . Wo r l dw i de mo r e t ha n 2 5 0

m i l l i o n n e w c a s e s o f w a t e r b o r n e d i s e a s e a r e r e_p o r t e d e a c h _y e a r

r e su l t i n _g i n mo r e t ha n 1 0 m i l l i on d e a t h s

₍

H a z en 1 98 8

)

. N e a r l y

7 5% o f t he s e c a s e s o c c u r i n t r o_{p i} c a l a nd sub t r o_{p i} c a l a r e a s o f t h e

de v e l o_p

i

n _g wo r l d . One o f t h e t o p t h r e e d i s e a s e s

i

n t he w o r l d

t o d a_y i s d

i

a r r he a l d i s e as e , w h i ch c a n c a u s e e x t r eme de h y d r a t i o n

a nd d e a t h , e sp e c i a l l y i n ve r y yo u n g ch i l dr e n . I n ma n y d ev e l op i ng

n a t i o ns d r i n k i n _g a n d ba t h i n _g w a t e r s c o n t i n u e t o b e a n _{i m p} o r t a n t

t r a n sm i s s i o n r ou t e f o r t h e ba c t e r i a l , v i r a l , a n d p r o t o z o a n a g en t s

r e s _po n s i b l e f o r d i a r r he a l d i s e as e s .

I n t h e U n i t e d St a t e s t o d a_y a n d i n ma n_y i ndu s t r i a l i z e d

c ou n t r i e s t he s i t ua t i o n i s mu c h d i f f e r en t . T he U n i t e d St a t e s h a s

mad e l a r _ge c a_{p i} t a l i n v e s t me n t s i n f a c i l i t i e s t o t r e a t dr i nk i n_g

w a t e r s _{p h y} s i c a l l y a nd c he m i c a l l y a nd t o _p r o t e c t t h em f r om

c on t am i n a t i on w i t h f e c a l ma t e r i a l . D e v e l op me n t s i n s a n i t a r y

e n_{g i} ne e r i n_g a n d w a t e r b a c t e r i o l o _{g y} w e r e _g r e a t _{l y} r e s _p o n s i b l e f o r

t he r e du c t i o n s i n w a t e r b o r ne o u t b r e a k s

i

n t he e a r _{l y p} a r t o f t h i s

a s ch o l e r a a n d t _{y p h} oi d f e v e r , wh

i

ch we r e c o m mo n i n t h e l a s t

c e n t u r _y , a r e n ow e x t r e me l y r a r e i n t he U n i t e d S t a t e s .

Ho we v e r , t he u n pr e c e de n t e d 1 993 Mi l wa u k e e o u t br e a k o f

g as t r oe n t e r i t i s du e t o Cr _{y p} t os_p o r i d i um _p a r v um u nd e r s c o r e d t he

i m

_p

o r t a n c e o f ma i n t a i n i n _g a _{h i g h m i} c r ob i o l o _{g i} c al _qu a l i t _y o f w a t e r

su _{p p l i} e s a nd de mo n s t r a t e d t he c o n s e _qu e n c e s o f b r e a k do w ns i n l a r _g e

mu n i c i p a l t r e a t me n t s_y s t ems . Th i s o u t b r e ak o f wa t e r b o r n e

p ar a s i t i c d i s e a s e a f f e c t e d o v e r 4 0 0 , 0 0 0 c i t i z e ns o r a b ou t h a l f

t h e _p o_pu l a t i o n o f Mi l w a uk e e , Wi s c o n s i n .

Th e r o l e o f w a t e r i n t he t r a n sm i s s i on o f e n t e r i c d i s e a s e s w a s

f i r s t d emo n s t r a t e d i n t he mo de r n e r a _{b y} J o h n S n o w du r i n _g a n

o u t b r e a k o f c ho l e r a i n Lo nd o n i n 1 8 5 4

(

S n ow , 1 9 3 6

)

. A l t ho u g h t h e

a _g e n t r e s _po n s i b l e f o r t he o u t b r e a k , Vi jbr

i

o ch o l e r a , wa s no t

i d e n t i f i e d u n t i l 3 0 _ye a r s l a t e r , S no w de du c e d t h a t c o n t am i n a t e d

wa t e r w a s r e s_p o n s i b l e f o r t h e o u t b r e a k _{b y} c o_{m p} a r i n _g t he i n c i de n c e

o f d

i

s e a s e be t w e e n u _p s t r e a m a n d d ow n st r e am co m mu n i t i e s wh

i

c _{h dr e w}

wa t e r f r om d i f f e r en t s ou r c e s n e a r t he Tha me s r i v e r . T h e

do w n s t r e a m c om mu n i t _y wh i c h d r e w i t s wa t e r f r om a _p o l l u t e d _p o r t i o n

o f t h e Th ame s R i v e r ha d a mu c h _{h i g h} e r i n c i d e n c e o f ch o l e r a t h an a

s i m i l ar c om mu n i t _y wh i c h r e l i e d o n w a t e r t ak e n u _p s t r e am f r om t h e

p o i n t o f c o n t a m i n a t i o n .

I n t h e Un i t e d St a t e s _, t _{y p h} o i d f ev e r , c a u s e d b y t h e ba c t e r i u m

Sa l mo n el l a t _{y p h i} , w a s of g r e a t c o nc e r n a nd w a s r e sp o n s i b l e f o r

t he e a r _{l y} wo r k i n t he d e ve l o_{p m}e n t o f w a t e r t r e a t me n t _p r o c e s s e s .

Ex_p e r i me n t s o n w a t e r f i l t r a t i o n w e r e f

i

r s t c a r r i e d ou t i n t h e

Un i t e d St a t e s i n t h e l a t e 1 8 0 0 '

s , a n d t he ch em i c a l - _{c o a}

gu l a t i o n

i n 1 9 0 8 i n J e r s e_y C i t _y , N . J . By 1 9 1 4 mo s t o f t h e c i t i e s i n t h e

U n i t e d S t a t e s w e r e u s i n _g s ome t _{y p} e o f c h em i c a l d i s i n f e c t a n t .

Thu s , t h e s t a nd a r d t r e a t men t s ch eme u s e d t o da y , f i l t r a t i o n a n d

d i s i n f e c t i on , w a s e s t a b l i sh e d b y t h e e a r l y p a r t o f t h i s c e n t ur y .

Th e e f f e c t s o f t h e s e d ev e l o_{p m}e n t s w e r e d r ama t i c . T he d e a t h

r a t e f r om t _{y p h}o

i

d f e v e r f e l l f r om a n a ve r a _ge o f 3 0 _p e r 1 0 0 , 0 0 0 t o

l e s s t h a n 0 . 1 p e r 1 0 0 , 0 0 0

(

F a i r e t a l . _, 1 9 6 7

)

. S

i

m i l a r

r e duc t i o n s w e r e s e e n f o r o t h e r e_{p i d}em i c w a t e r b o r n e d i s e a s e s

i

n

t h e Un i t e d St a t e s o v e r t h e _p e r i o d 1920 - _{8 0}

(

Gr a_{p h} 1

)

. T h e

i n c r e a s e i n ou t b r e a k s s i n c e 1 9 65 i s mo s t l i ke l y du e t o b e t t e r

su r v e i l l a n c e a n d r e _p o r t i n _{g p} r o c e du r e s a s w e l l as t h e i n c r e a s e d

n u mb e r o f

i

n d

i

v

i

du a l s b e i n_g s e r v ed b y c om mu n i t _y a n d n o n

-c om mu n i t _y

wa t e r s _y s t e ms . A l t ho u g h t he n u mb e r o f o u t b r e a k s ha s no t c ha ng e d

o v e r t h i s t i me _pe r i o d , t he e t i o l og i c a l a ge n t s r e s po n s i b l e f o r

t he s e o u t b r e ak s ha v e c h a n_ge d . Sa l mo n el l a ty p h i , r e sp o n s i b l e f o r

t _{y p h}o i d f ev e r , w a s t he p a t ho g e n mo s t c ommo n l y i d e n t i f i e d i n

w a t e r b o r n e o u t b r e ak s _pr i o r t o 19 6 6

(

Cr au n 1 98 6a

₎

. F r om 19 6 6 - ₇

5

h e _pa t

i

t i s A v

i

r u s a n d _{S h i g}e l l a we r e t h e mo s t f r e _qu e n t _{l y}

i de n t i f i e d , a n d f r o m 1 9 7 5 o n w a r d G i a r d

i

a l am b l i a w a s c i t e d mo st

o f t e n

(

C r a u n 1 9 8 6a

₎

. O v e r a l l t he d i s e a s e mo s t o f t e n r e

p o r t e d i s

a cu t e _g a s t r o e n t e r i t i s o f u n de f i n e d o r u nk n o w n e t i o l o _{g y}

₍

Cr a u n

198 8

)

. Gr ap h 1 i l l u s t r a t e s w a t e r b o r n e o u t b r e a k s o f t y p h o i d

f e v e r , g a s t r o e n t e r i t i s , a n d s h i g e l l o s i s f r om 19 2 0 t o 1 9 80

(

Cr au n

Gr a_{p h} 1

Wa t e r b o r n e Ou t b r e ak s o f

T_{y p h}o i d Fe v e r

, Ga s t r o e n t e r i t i s , a nd S h i ge l l o s i s f r om 19 2 0 t o 1 9 80

1 4 0

ty p ho i d

ga stro e n te r itis

sh i_ge llo s is

A

^

. c

S

h ^

A

>

^

^

"_^

^

^

c -^ ^ >.-^

^

c .

n

^

. .

-^^

c

^

^

\

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^

n

.^

^

^ ^

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^

'

b^

^c^n

p

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^

& .

-^o^i

P

_^

^

^

-^<

^^

-^c^

^

-^c^ <₆^

^c^

v

-^c

^

(

C

^

. c

^

^

'

A d a_p t e d f r om Cr a u n 1 98 6a

W h

i

l e t h e n u mbe r s o f o u t b r e a k s d u e _t o b a c t e r

i

a l _p a t h o_g e n s h a s

b e e n d e c r e a s i n_g , t he r e ha v e b e e n

i

n c r e a s i n g n u mb e r s o f o u t b r e a k s

c a u s e d _{b y} o t he r _p a t ho _gen s

, mo s t

i

m p o r t a n t o f wh

i

c h a r e hu man

e n t e r i c v i r u s e s a n d _pr o t o z o a n s . D u r i ng t h e p e r i o d 19 8 6

- _{8 8 t h e r e}

w e r e _{5 0 o u t b r} e ak s wh

i

c h r e su l t ed i n 2 5 , 84 6 c a s e s . O f t h e s e , o n l

y

7

(

1 4%

)

o f t h e o u t br e a k s a n d 3 0 5 0

(

1 1 . 8 %

)

o f t he c a s e s w e r e

d

u e

t o b ac t e r i a l a _ge n t s

[

Sal mo n el l a , S h

i

g e l l a , an d Cam p

y

l ob a c t er

)

.

Ac u t e

_g

a s _{t r o}

i

n t e s t

i

n a l

i

l l n e s s o f u nk n o w n e t

i

o l o

_{g y}

w a s

p e r i o d , du r a t i o n o f i l l n e s s a n d sy m p t o ms f o r ma ny o f t he s e

o u t b r e a k s s u _{g g} e s t e d t ha t t he _y w e r e c a u s e d b y N o r w a l k - _{l i k} e

v i r u s e s .

The r e a l i z a t i o n t ha t ma n _y o u t b r e ak s o f w a t e r b o r n e d i s e a s e o f

u n kn ow n e t i o l o_{g y} ma_y be due t o e n t e r i c v i r u s e s c r e a t e d i n t e r e s t

i n d e t e r m i ni n_g t he r o l e o f d r i nk i n _g a nd r e c r e a t i o n a l w a t e r

s o u r c e s i n t h e t r a n sm i s s i o n of t h e s e a_g e n t s . Co n c e r n a bo u t t h e

w a t e r b o r n e t r a n sm i s s i o n o f v i r u s e s s t ems f r om s ev e r a l f a c t o r s :

(

1

)

v i r u s l a d e n w a s t e s ma _y c o n t am i n a t e bo t h s u r f a c e a nd _g r o u nd

w a t e r s , wh i c h ma y u l t i ma t e l y b e t h e s o u r c e w a t e r f o r a

c omm u ni t _y '

s w a t e r su _{p p l y} ;

(

2

)

e n t e r i c v i r u s e s a r e o f t e n mo r e

r e s i s t a n t t o c o n v e n t i o n a l wa t e r t r e a t me n t _p r o c e s s e s su c h a s

f i l t r a t i o n a nd d i s i n f e c t i o n _;

(

3

)

t he i n f e c t i o u s do s e o f v i r u s e s

f o r hu ma n s ma_y be a s sma l l a s o n e c e l l cu l t u r e i n f e c t i o u s u n i t

a n d

(

4

)

e n t e r i c v i r u s e s c a n _p r o du c e a v a r i e t _y o f d i s e a s e s , n o t

a l l o f wh i c h a r e r e a d i l y a n d c a u s a l l y i de n t i f i e d a s a r i s i n_g f r o m

c o n t am i n a t e d d r i n k

i

n _g w a t e r

(

Ra o a n d Me l n i c k 19 8 5

)

.

I n r e_{g i} o n s w he r e s e w a _ge i s d i s c h a r _g e d d i r e c t _{l y} t o r e c e i v i n_g

w a t e r s , o r ap p l i e d t o a g r i cu l t u r al l a n d , l a r

g

e n u mb e r s o f v i r u s e s

ma_y be r e l e a s e d i n t o t h e en v i r onme n t . Ra w s e w a ge i s k n ow n t o

c on t a i n l a r _g e n um b e r s o f en t e r i c v

i

r u s e s an d r e_p o r t e d r e c o v e r i e s

o f v i r u s e s i n s e w a _ge v a r _y w i de l y de _p en d i n _g o n t h e me t ho d u s e d a n d

ma n _y o t h e r f a c t o r s . An a v e r a ge c o nc en t r a t i o n o f 7 0 0 0

/

L h a s b e e n

e s t i ma t e d

(

C l a r k e e t a l . 196 4

, Me l n i ck 1 98 7

)

a nd t h e n u mb e r may

b e 1 0 0 t o 1 0 0 0 t i me s h i g he r i n l e s s de v e l o _p e d c ou n t r i e s

₍

Me l n i c k

10

i n r e du c i n_g v i r u s e s t h a n ba c t e r i a a n d t _{y p i} c a l v

i

r u s r e du c t i on s b y

c o n v e n t i o n a l _p r i mar _y a n d s e c o nda r _y t r e a t me n t f o l l o we d _{b y}

d i s i n f e c t i o n a r e on _{l y} 90 - _{9 9 %}

₍

_{R a o a n}d _{Me l n} i _c k _{1 98 6}

₎

.

Co n v e n t i o n a_{l l y} t r e a t e d w a st ew a t e r e f f l u e n t ma _y c o n t a i n

a_{p p} r e c i a b l e l ev e l s o f e n t e r i c v i r u s e s w h i c h i n t u r n a r e

d i s ch a r g e d i n t o r e c e i v i n _g w a t e r s .

O t h e r s ou r c e s o f f e c a l c o n t am i n a t i o n s t e m f r o m _p o i n t a nd no n

-p o i n t s o u r c e s . Re c r e a t i o n a l b o a t s a r e kn o w n t o dum p s e w ag e

d i r e c t _{l y} i n t o e n v i r o nme n t a l w a t e r s . Se

pt i c t a nk s wh i c h l e a k o r

a r e _p o o r l y s i t e d c a n f e c a_{l l y} c o n t am i n a t e s ou r c e w a t e r s . Wh e n

f l o od i n_g c o nd i t i o n s o c c u r , s ew a g e t r e a t me n t p l a n t s may d i v e r t

wa s t e wa t e r t o o v e r f l o w o u t f a l l s wh i c h c a n l e a d t o su r f a c e wa t e r

c o n t am i n a t i o n . An i ma l s al s o c o n t r i b u t e t o t h e f e c a l

p ol l u t i o n o f

en v i r on me n t al w a t e r s b u t _p r e s e n t l e s s o f a v i r a l t hr e a t t o hu ma n

h e a l t h t ha n huma n f e c e s .

H UMA N E N T E R I C V I R U SE S

O v e r 1 0 0 t _{y p} e s o f e n t e r i c v i r u s e s a r e e x c r e t e d b y i n f e c t e d

hu ma n s i n t h e i r f e c e s a nd s ome a r e a l s o ex c r e t e d i n t h e

i

r

r e s_{p i} r a _t o r _y s e c r e t i o n s , u r i n e , an d o t he r ex ud a t e s . T h e s e v i r u s e s

ma _y f i n d t he i r w a_y e v en t u a _{l l y} i n t o su r f a c e wa t e r s

(

Me l n i c k a nd

Ge r b a 198 0

₎

. T ab l e 1 l i s t s t h e p r i n c i pa l f e c a l l y ex c r e t e d huma n

e n t e r i c v i r u s e s a n d t h e i r _a s s o c i a t e d s_{y m p}t oms o r d i s e a s e s

₍

T ab l e

T ab l e 1

Fe c a l l y E x c r e t ed H uman E n t e r i c V i r u s e s

V i r u s Gr o u _p D i s e a s e o r S_{y m p} t o ms Ca u s e d

E n t e r o v i r u s e s

Po l i o v i r u s

Ec ho v i r u s

Cox s a c k i e A

Cox s a c k i e B

E n t e r ov i r u s t _{y p} e s 6 8 - 7 1

Po l i om y e l i t i s , me n i n g i t i s , f ev e r

Me n i n _{g i} t i s , f e v e r , ga s t r o e n t e r i t i s

He r p a n_{g i} n a , r e sp i r a t o r y d i s e as e , f e ve r ,

me n i n _{g i} t i s , ha n d

- _{f o o t} - m

ou t h d i s e a s e

M_y o c a r d i t i s , p l e u r o d y n i a , f e v e r ,

men i n _g

i

t i s

Me n i n_{g i} t i s , e n c e p ha l i t i s , r e sp i r a t o r y

d i s e a s e , f e v e r , a cu t e he mo r r ha g i c

c o n

_j

u n c t i v i t i s

He_p a t i t i s A v i r u s I n f e c t i o u s He _p a t i t i s

N o r wa l k v i r u s , Sma l l Ro u n d

V i r u s e s

(

Ca l i c i v i r u s e s ,

A s t r o v i r u s e s ,

Pa r v o v i r u s e s , e t c .

)

A c u t e a du l t _ga s t r o en t e r i t i s

(

e _{p i d}e m i c vo m i t i n _g a nd d i a r r he a

)

R e ov i r u s e s R e s p i r a t o r _y a n d e n t e r i c i nf e c t i o n s

R o t a v i r u s C h i l d h o od _g a s t r o e n t e r i t i s _; d i a r r h e a

Ad e n o v i r u s e s R e s _{p i} r a t o r _y d i s e a s e ,

-c h i l d h o o d

ga s t r o e n t e r i t i s

E_p

i

d em i c no n - _A

, n o n - _B

h e _p a t i t i s v i r u s

(

h e _pa t i t i s

E v i r u s o r H E V

)

I n f e c t

i

o u s h e_p a t

i

t

i

s

Co r on a v i r u s e s Re s _{p i} r a t o r _y i l l n e s s ; e n t e r i c

i n f e c t i o n s

Ad a_p t e d f r o m R a o a nd Me l n i ck 19 8 6 a nd Ha v e l a a r 1 9 8 6

E N T E R O V I R U SE S

The e n t e r o v i r u s e s i n c l ud e _p o l i o v i r u s e s , c o x s a ck

i

e v i r u s e s A a n d

B , e n t e r i c c y t o pa t h o ge n i c huma n o r p ha n v i r u s e s

(

e c h ov i r u s e s

)

a n d

e n t e r o v i r u s e s 6 9 - _{7 1}

. A l t ho ug h he p a t i t i s A v i r u s

(

H A V

)

, f o r me r l y

c l a s s i f i e d a s e n t e r ov

i

r u s 7 2 ,

i

s mo r p h o l o _{g i} c a l l y s

i

m

i

l a r t o t h e

en t er ov i r u s e s , H AV

i

s ge n e t i c a l l y d i s t i n c t i s n o w i n a se p a r a t e

12

f am i l y a n d a r e sma l l (2 7 nm

)

, n o n

- _{e nv e l o}

p e d , i c o s ahe d r a l s h a p ed

a n_d c on t a i n s i n _{g l} e s t r a n de d R NA . Po l i ov i r u s c a u s e s a s e v e r e

d

i

s e a s e , p a r a l y t i c p o l i om y e l i t i s , a l t h ou g h t h i s c l i n i c a l d i s e a s e

o c c u r s i n o nl y 0 1 . - ₁

. 0 % o f i n f e c t i o n s

(

Ra o a nd Me l n i c k 1 986

)

. I n

i n du s t r i a l i z e d c o u n t r i e s t h a t u t i l i z e a l i v e , o r a l po l i o v a c c i n e ,

t h e _p o l i o v i r u s e s e x c r e t e d i n t o t he e n v i r o nme n t a r e u su a l l _y

v ac c i n e de r i v e d a n d n o n

-p a t ho _g e n i c .

I N F E C T I O US H E PAT I T I S

He_p a t

i

t i s A v

i

r u s h a s be e n de mo n s t r a t e d t o c au s e w a t e r b o r n e

ou t b r e ak s o f i n f e c t i ou s h e_p a t i t i s . A l t h ou g h p e r s o na l c o n t a c t an d

f o o d b o r n e t r a n sm i s s i o n a r e r e s_p o n s i b l e f o r t h e m a

j

o r _i t _y o f

h e_p a t i t i s ou t b r e a k s , w a t e r c l e a r l y ha s b e e n s ho w n t o b e a v e h i cl e

f o r n ume r o u s o u t b r e a k s . I t i s a l s o a s su me d t h a t man y c a s e s o f

wa t e r bo r ne HAV _go u n r e_p o r t e d du e t o t he d i f f i cu l t _y i n d e t e r m i n i n_g

t h e s o u r c e o f i n f e c t i o n . Be t w e e n 1 95 8 a nd 1 9 7 2 , 8 3 w a t e r b o r n e

e _{p i d}em i c s o f H A V w e r e d o c ume n t e d t o h av e o c c u r r e d i n t h e U n i t e d

S t a t e s

₍

Mo s l e _y 1 96 7 , Go l d f

i

e l d 1 9 76

)

. C l i v e r

(

1 98 3

)

l i s t e d 1 1 7

o u t b r e a k s o f _i n f e c t i o u s he _pa t i t i s due t o c o n t a m i n a t e d dr i n k i n_g

w a t e r . I n t he U n i t e d St a t e s f r o m 1 97 1 t o 1 9 8 3 _, 2 2 o u t br e a k s

o c c u r r e d c a u s

i

n _g 7 30 c a s e s

₍

Cr a u n 1 98 6a , 1 9 8 6 b

)

. I n Ge o r g e t o w n ,

T ex a s , a w a t e r b o r ne ou t b r e a k o c cu r r e d i n 1 9 8 0 i n wh i c h 3 6 c a s e s

w e r e r e_p o r t ed . A f e w w e e k s b e f o r e t h e H AV o u t b r e a k , a n o u t b r e a k

o f _ga s t r o i n t e s t i n a l i l l n e s s o c c u r r e d i n v o l v i n_g 7 9 % o f t h e 10 , 0 0 0

r e s i d e n t s o f t h e c omm u n i t _y

(

H e

_j

ka l e t a l . 19 82

)

. N o t a b l y _,

Co x sa c k i e v i r u s e s B 2 a nd B3 w e r e i s o l a t e _d f r om t h e w e l l w a t e r an d

Co x s a c k i e v i r u s B3 w a s i s o l a t e d f r o m a s a_{m p l} e o f c h l o r

i

n a t e d t a_p

A no t h e r c au s a t i v e a _ge n t o f i n f e c t i o u s h e_p a t i t i s , he pa t i t i s E

(

H E V

)

, ha s be e n r e c o gn i z e d . W a t e r b o r n e n o n - _A

, n o n

-B h e _pa t i t i s

(

he _pa t i t i s E

)

h a s b e e n r e_p o r t e d t o b e r e sp o n s i b l e f o r a t l e as t 5

e_{p i d} em i c s i n I n d i a a nd o t he r s i n N e_p a l a n d t h e f o r me r So v i e t

U n i o n

(

Ra o a n d Me l n i ck 1 98 6

)

. I t i s su sp e c t e d t o b e t he

c a u s a t i v e a _ge n t f o r t he s i n _{g l} e l a r _g e s t d o c u me n t e d w a t e r b o r n e

ou t b r e ak o f i n f e c t i ou s h e_p a t i t i s _, w h i c h r e s u l t e d i n 3 0 , 0 0 0 c a s e s

i n Ne w D e l h i , I nd i a i n 1 95 5 - _{5 6}

(

Khu r o o 198 0

)

. I t i s a l s o

su s_p e c t e d a s t h e a _g e n t r e s_p o n s i b l e f o r a he _p a t i t i s o u t br e a k i n

A _{l g} e r i a r e s ul t i n _g i n 7 88 c a s e s

(

B e l a b b e s e t a l . 1 98 5

)

. Th e v i r u s

i s c l e ar l y d i f f e r e n t f r o m HAV a nd c a n i n f e c t i nd i v i du a l s

p r e v i ou s l y i n f e c t e d w i t h HAV . He p a t i t i s E v i r u s i s a c a l i c i v i r u s

wh i c h c l a s s i f i e s t he v i r u s i n t h e s ame t a x o n om

i

c _g r o u _p a s No r w a l k

v i r u s a n d o t h e r N o r w a l k - _{l i k e v i r u s e s c a u s i n}

g a c u t e

g a s t r o en t e r i t i s . Th e c a l i c i v i r u s e s a r e ab o u t 3 0

- _{3 5 n m i n}

d i ame t e r , a n d t he y c o n s

i

s t o f p o s i t i v e s e n s e , s i ng e

-s t r an de d R NA ,

a b ou t 7 . 5 k i l o ba s e s l o n g , wh i c h i s su r r o u nd e d b y a n o u t e r ca p s i d

c o n t a i n i n _g a s i n_{g l} e ma

_j

o r _p r o t e i n . T h e mo s t s e r i o u s i l l n e s s e s

c a u s e d b y he _pa t i t i s E v i r us o c c u r i n _p r e _gn a n t wo me n w he r e t h e

c a s e f a t a l i t _y r a t e av e r a _ge s 2 0 %

(

R a o a n d Me l n i ck 1 9 8 6a

)

.

R OT A V I R USE S

R o t a v i r u s e s a r e k no w n t o b e a ma

_j

o r c a u s e o f i n f a n t i l e

g a s t r o e n t e r i t i s t h r o u _{g h}o u t t h e wo r l d . Ap p r o x i ma t e l y h a l f o f t h e

h o s _{p i} t a l

i

z e d c a s e s o f a c u t e d

i

a r r he a

i

n v e r _{y y} ou n _g c h i l d r e n

i

n

t em p e r a t e c l i ma t e s a r e c a u s e d b y t h i s a _ge n t

(

B l ac k l ow an d Cu ko r

198 1

)

. R o t a v i r u s ha s al s o c a u s e d o u t b r e a k s a mon g a du l t s a nd i s a

14

R o t a v i r u s h a s b e e n su s _p e c t e d a s t h e c a u s a t i v e a _g e n t i n s e v e r a l

w a t e r b o r n e o u t b r e a k s o f _ga s t r o e n t e r i t i s . Th e s e i n c l u de a n

o u t b r e a k i n Sw ed e n i n 1 97 7 r e su l t i n_g i n ov e r 3 0 0 0 c a s e s a n d o n e

i n Co l o r a d o i n 19 81 i n wh i c h ov e r 1 70 0 c a s e s o f _g a s t r o e n t e r i t i s

w e r e r e_p o r t e d

(

L_y c k e e t a l . 1 9 8 7 , H a r r i s e t a l . 1 9 8 3

)

.

R o t a v i r u s e s a r e a bo u t 8 0 n m i n d i a me t e r , c o n t a i n 1 1 u n i qu e

s e _{g m}e n t s o f do ub l e - _{s t r a nd ed R NA a n d h a v e a d ou b l e c a}

p s i d l a_y e r

g i v i n_g t he m a wh e e l - _{l i k}

e a_{p p} e a r a nc e .

NOR W A L K A N D R E L A T E D V I RU SES

T h e No r w a l k a_g en t a nd r e l a t e d v i r u s e s a r e no w b e l

i

e v e d t o b e a

ma

j

o r c a u s e o f w a t e r b o r n e ou t b r e a k s o f _ga s t r o e n t e r i t i s i n t he

U n i t e d St a t e s . N o r wa l k

, a c a l i c i v i r u s , i s a n t i ge n i c a l l y a n d

ge n e t i c a l l y r e l a t e d t o a n u mb e r o f sma l l , r o u nd , s t r u c t u r e d

v i r u s e s

(

S RSV s

)

t h a t c au s e s i m i l a r _ga s t r o i n t e s t i n a l i l l n e s s e s ,

s u ch a s Sno w Mo u n t a i n a _ge n t , Ha w a i i a g e n t , a nd ma ny o t he r s .

Ca l i c i v i r u s e s ha ve a c h a r a c t e r i s t i c a_{p p} e a r a n c e ma r k e d b y c u _p o r

c ha l i c e sh a_p e d s u r f a c e d e _pr e s s i o n s . A l t ho u g h No r w a l k v i r u s i s

d i f f i cu l t t o d e t e c t , du e t o t h e i n ab i l i t y t o p r o p a ga t e t h e v i r u s

i n v i t r o , i t ha s be en de t e c t e d b y e l e c t r o n m i c r o s c op y a n d

i m mu no a s s a _y s i n f e c a l s

_p

e c i me n s f r o m a f f e c t e d i n d i v i du a l s o f

s e v e r a l w a t e r b o r n e o u t b r e ak s . B e c a u s e o f i t s c ha r ac t e r i s t i c

s_{y m p} t o mo l o _{g y}

(

d i a r r he a , v o m i t i ng , a b d om i na l p a i n , e t c .

)

, s h o r t

i n cu b a t i o n _pe r i o d

(

1

-2 da _y s

)

, a n d s ho r t du r a t i o n o f i l l n e s s

(

1 - ₂

da _y s

)

, i t ha s b e e n l i n k e d t o a n u mb e r o f o u t b r e ak s o f a cu t e

ga s t r o e n t e r i t i s o f u nk n ow n e t i o l o _{g y} i n w h i ch t he s e s_{y m p}t o ms w e r e

I n 1 9 7 7 c o m me r c i a _{l l y} ma n u f a c t u r e d N o r w al k - _{l i k e v i r u s}

c on t a m i n a t ed i c e c a u s e d a n o u t b r e a k o f a _{p p} r o x i ma t e l y 5 0 0 0 c a s e s

o f i l l n e s s o v e r s e v e r a l n o r t h e a s t e r n s t a t e s

(

L e v i n e e t a l . 1 9 9 0

)

.

A s t u d y b y t he Ce n t e r s f o r D i s e a s e Co n t r o l e s t i ma t e d t ha t 4 2% o f

t h e a cu t e n o n - _{b a}

c t e r i al _g a s t r o en t e r i t i s o u t b r e a k s o c c u r r i n _g f r o m

1 9 7 6- _{8 0 we r e c au s e d b y t h i s a}

g e n t

(

K a_{p l} an e t a l . 19 82

)

. F r om

1 98 6

-8 -8 , 2 4 o f 5 0 r ep o r t e d w a t e r bo r n e o u t b r e a k s w e r e o f u n k no w n

e t i o l o_{g y} . Ca s e h i s t o r i e s f r o m ma n

y o f t h e s e ou t b r e ak s a l s o

su _{g g}e s t a N o r wa l k - _{l i k}

e v i r u s e t i o l o _{g y}

(

L ev i ne e t a l . 1 9 9 0

)

.

O C CU R R E N CE OF H U M AN E N T E R I C V I R USE S I N D R I N K I NG A N D SU R F ACE

W A T E RS

D r i nk i n _g a nd su r f a c e w a t e r s a r e c l e a r _{l y} d emo n s t r a t e d a s

ve h i c l e s o f t r a n sm i s s i o n o _{f h}u ma n e n t e r i c v i r u s e s , p r i ma r i l y i n

d e f i n ed , c om mo n

-s o u r c e _, a nd s ome t i me s r e l a t i v e l y l a r _ge w a t e r b o r n e

ou t br e a k s

₍

Ka _{p l} an e t a l . 1 9 82 , Ly c k e e t a l . 19 87 ; H a r r i s e t a l .

1 9 83

₎

. I t i s cu r r e n t l y d i f f i cu l t t o de mon s t r a t e l ow l e v e l o r

e n d em i c v i r u s t r a n sm i s s i o n v i a su r f a c e wa t e r s f o r s e v e r a l

r e a s o n s . F i r s t _, ma n y o f t h e i n f e c t i o n s ma y be e

i

t he r mi l d o r

a s_{y m p} t o ma t i c a nd ma_y n o t be r e _po r t e d . Se c o n d , du e t o t he l o w

n u mb e r s a n d s_p o r a d i c d i s t r

i

bu t i o n t hr o u _{g h}o u t t he c om mu n i t _y ,

dr i n k i n _g a nd su r f a c e wa t e r s ma_y no t be s u s _pe c t e d , e sp e c i a l l y i f

t he w a t e r s c o n s i s t en t _{l y} demo n s t r a t e l o w l e ve l s o f c o l i f o r m

b a c t e r i a . T h i r d , t h e d i v e r s i t y o f s y m p t oms t ha t may b e c o me

ma n i f e s t du r

i

n _g v i r al i l l n es s ma _y n o t i nd i c a t e a c om mo n s o u r c e .

P R E S E N C E O F V I RAL CO N TAM I N A T I O N I N D R I N K I NG W A T E R

R e c o _gn i t i o n o f t he r o l e o f c o n t am i n a t e d su r f a c e w a t e r i n

16

s_{u p p l} i e s , l e d t h e U n i t e d S t a t e s E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i on A g en c y

(

U S E PA

)

t o c r e a t e mo r e s t r i n _ge n t s t a n da r d s f o r dr i n k i n _g w a t e r

t r e a t me n t . T he S u r f a c e Wa t e r T r e a t me n t R u l e

(

S W T R

)

o f t h e

N a t i o n a l Pr i ma r _y D r i n k i n _g W a t e r Re _gu l a t i on s

(

N P D W R

)

, i s s u e d u n d e r

t h e Sa f e Dr i n k i n _g Wa t e r A c t

(

S D W A

)

, a r e i n r e s p o n s e t o c o n c e r n s

r e _g a r d i n _g t h e _po t e n t i a l a dv e r s e he a l t h e f f e c t s o f v i r u s e s ,

G i a r d i a l am b l i a , a n d L e g i on el l a

(

U SE P A 1 9 8 9

)

.

U nd e r t h e s e r e _gu l a t

i

o n s w a t e r t r e a t me n t _{p l} a n t s a r e r e _qu i r e d t o

a ch i e v e a 9 9 . 9 9%

(

4 l o

gi o

)

r e du c t i o n i n v i r u s e s a n d a 9 9 . 9 %

(

3

l o _{g i o}

₎

r e du c t i o n i n G . l a

m

bl i a t hr o u

g ho u t t he t r e a t me n t _p r o c e s s .

A s n o e f f e c t i v e me a n s o f mo n i t o r i n _g a c t u a l v i r u s l e v e l s i n r a w

a nd f i n i s he d w a t e r s i s n o w a v ai l ab l e , t he S WT R o f t h e SD WA a l l o w s

f o r s_p ec i f i c t r e a t me n t _p r o c e s s e s t o c o u n t t ow a r d s t h e 9 9 . 9 9 %

(

4

l o _{g i o}

)

_g o a l f o r v i r u s e s . T h e r e f o r e , w a t e r t r e a t me n t p l a n t s u s i n

g

r a _{p i d} f i l t r a t i o n _p r e c e d e d b y o _p t i m i z e d c o a _gu l a t i o n a n d

s e d i me n t a t i o n a r e _gr a n t e d a 9 9 %- _{9 9}

. 9 %

(

2 - _{3 l}

o _{gi o}

)

v i r u s

r e du c t i o n . T h e n , t he y a r e r e qu i r e d t o a p p l y d i s i n f e c t a n t

su f f i c i e n t t o r e a c h a f u r t h e r 9 0 - _{9 9 %}

₍

₁ - _{2 l}

o _{g i o}

)

r e du c t i o n .

H ow e v e r , t h e p r e s e n c e o f en t e r i c v i r u s e s i n w a t e r t r e a t me n t

p l a n t s a nd t h e i r r e s i s t a n c e t o n o r ma l t r e a t men t _p r o c e s s e s

i

n d i c a t e t ha t sma l l n u mb e r s o f huma n e n t e r i c v i r u s e s ma_y be f o u n d

i n t a _p w a t e r me e t i n_g d r i n k i n _g w a t e r s t a n da r d s . Re s e a r ch e r s ha v e

de mo n st r a t e d t he _p r e s e n c e o f e n t e r i c v i r u s e s i n f i n i s h ed w a t e r

(

P a_{y m}e n t e t a l . 19 85 , K e sw i c k e t al . 1 9 84 , D e e t z e t a l . 19 84

)

.

Be c au s e o f t h e l o w i n f e c t i o u s do s e f o r mo s t v i r u s e s i t ma _y b e

p

o s s i b l e t ha t l o w l ev e l s o f _g a st r o i n t e s t i n a l i l l n e s s ma _y o c c u r i n

A s i gn i f i c a n t r o l e o f d r i n k i n _g w a t e r i n c om mu n i t _y - _{w i d} e ,

e nd em i c _g as t r o i n t e s t i n a l i l l n e s s ha s b e e n su _{g g} e s t e d b y Pa _{y m}en t e t

a l .

(

1 9 9 1

)

. Th i s c o m mu n i t y

- _b

a s e d e _{p i d}em i o l o _{g i} ca l s t u _{d y} c o m pa r e d

r a t e s o f _g a s t r o i n t e s t i n a l i l l ne s s i n h o us e h o l d s dr i nk i n_g

c o n v e n t i o n a l l y t r e a t e d t a_pwa t e r d e r i v e d f r om a c o n t am i na t e d

su r f a c e s o u r c e t o h o u s e h o l d s i n wh i c h t h i s w a t e r w a s f u r t he r

t r e a t e d b y r e v e r s e o smo s i s . Ab o u t 3 0 % mo r e ga s t r o e n t e r i t i s

o c c u r r ed i n t h e h o u s e h ol d s d r i n k i n _g c o n ve n t

i

o n a _{l l y} t r e a t e d

t a_pw a t e r , a nd t he s y m p t o ms o f i l l n e s s we r e mo s t c o m p a t i b l e w i t h a

v i r a l e t i o l o _{g y} .

T he r e _gu l a t i o n s o f t he SWTR f a i l t o a d e _qu a t e l y mo n i t o r o r

p r o t e c t t h e _pub l i c dr i n k i n _g w a t e r s u _{p p l i} e s f o r e n t e r i c v i r u s e s .

F u r t h e r mo r e t h e S W T R f o c us e s _p r i m a r i l y o n d r i n k i n _g w a t e r a n d

p r o v i de l i t t l e _pr o t e c t i o n o r mo n i t o r i n _g o f o t he r wa t e r s . S i n c e

e n t e r i c v i r u s e s ha v e be e n sh ow n t o be mo r e r e s

i

s t a n t t o t r e a t me n t

p r o c e s s

(

Sob s e_y , 1989

)

, t o p e r s i s t l o n g e r i n t he na t u r a l

en v i r on me n t

(

B e r _g an d Me t c al f , 1 97 8

)

a n d t o b e e l i m i n a t e d l e s s

e f f i c i e n t _{l y} f r om s he l l f

i

s h t ha n i nd i c a t o r b a c t e r

i

a

(

B a c hu r ,

1 9 8 8

)

, t he p r e s en t b a c t e r i a l i n d i c a t o r s an d t he s t a nd a r ds b a s e d

u_p o n t h em do no t _p r o v i de a s u f f i c i e n t ma r _{g i} n o f s a f e t _y w i t h

r e _g a r d t o e x _p o su r e t o h uman e n t e r i c v i r u s e s

₍

C hu n_g , 199 3

)

.

P R E S E NCE OF V I RAL C O N T A MI N A T I ON I N E N V I RONME N T A L SU R F A CE WAT E R S

Thr e a t s t o t h e he a l t h o f t h e _pub l i c ma_y co me f r om a v a r i e t _y o f

e n v i r o nmen t a l s u r f a c e w a t e r s . Fe c a l l y c o n t am

i

n a t e d f r e sh a n d

s a l i n e r e c r e a t i o n a l wa t e r s a n d sh e l l f i s h h a r v e s t i n _g w a t e r s ma_y

s e r v e a s r e s e r v o i r s o f v i r u s e s a nd v e h i c l e s o f w a t e r b o r ne v i r u s

18

E s t u ar i n e sh e l l - _{f i}

sh h a r ve s t i n g w a _t e r s a n d she l l f i s h ma y

ha r b o r e n t e r i c v i r u s e s . Ov e r 2 1 m i l l i o n a c r e s o f n a t i on a l

e s t u a r i n e w a t e r s a r e c l a s s i f i ed f o r s he l l f i sh _g r o w i n _g r e_gu l a t o r _y

-pu r _po s e s a c c o r d i n _g t o _gu i de l i n e s e s t ab l i s he d b y t he N a t i o n a l

S h e l l f i s h Sa n i t a t i o n Pr o _g r am , a n d on l y 6 4% o f t he s e w a t e r s a r e

c l a s s i f i e d a s a _{p p} r o ve d f o r s h e l l f i sh ha r v e s t i n _g . T he r ema i n i n g

a r e a s a r e c l a s s i f i e d a s _p r o h i b i t e d , c o n d i t i o n a l l y ap p r ov e d o r

r e s t r i c t e d

(

U S F D A , 1 9 90

)

. V a ug h n e t a l .

(

1 9 75

)

n o t e t h a t s t u d i e s

l i n k i n _g s he l l f i sh c ar r i a _ge o f e n t e r i c v i r u s e s t o hu ma n s

(

H e ds t r om

a n d L_y ck e 1 9 6 4 ; H o f f a n d B ac ke r 1 9 6 8 ; M a s o n a nd Mc Le a n 1 9 6 2 ;

Me t c a l f a nd S t i l e s 1 96 5 , a nd St i l e s 1 9 7 0

)

ha ve s t i mu l a t e d

i n t e r e s t i n t he a_{p p} e a r a n c e of t h e s e v i r u s e s i n s h e l l f i sh . Go y a l

e t a l .

(

1 9 79

)

f o u n d t h a t v i r u s e s w e r e de t e c t e d

i

n b o t h w a t e r a nd

o _y s t e r s a_{m p l} e s o b t a i n e d f r o m a r e a s o _p e n a n d c l o s e d t o sh e l l f i s h

ha r v e s t

i

n _g . A l s o v i r u s e s i n wa t e r we r e mo d e r a t e l y c o r r e l a t ed

w i t h t o t a l c o l i f o r ms i n wa t e r a nd o _y s t e r s , a nd w i t h f e c a l

c o l i f o r ms i n o _y s t e r s . A d d i t i o n a l l y _, e n t e r i c v i r u s e s ha v e b e e n

de t e c t e d i n c o as t a l w a t e r s a nd s he l l f i sh me e t i n_g t o t a l o r f e c a l

c o l i f o r m b a c t e r i a l s t a n d a r d s

₍

Ge r b a e t a l . 1 98 0 ; Go y a l e t a l .

1 97 9 ; Wa i t e t a l . 19 8 3 ; V a ug hn e t a l . 1 9 79 , 1 9 8 0

)

.

R e c r e a t i o n a l wa t e r s wh i c h ma _y h a r b o r e n t e r i c v i r u s e s i nc l u de

bo a t i n_g a n d b a t h i n _g w a t e r s i n f r e s h a n d s a l i n e b o d i e s o f w a t e r .

R a o a nd Me l n i c k

(

1 9 8 3

)

n o t e t ha t s w i m m

i

n _g

-a s s o c

i

a t ed

ga s t r o e n t e r i t i s i n c h

i

l dr en c o u l d b e _qua n t i t a t i v e l y a s s o c i a t e d

w i t h t he _qu a l i t _y o f t h e ba t h i n _g w a t e r a s me a s u r e d b y e n t e r o c o c c u s

a n d E . c ol i d en s i t i e s . Ma r i no e t a l .

(

1 9 9 5

)

s t u d i ed t h e

w h i c h _p r e s e n t Gd a h _{i g}h l e v e l o f f e c a l _po l l u t i o n . M a r i n o e t a l .

sh ow e d t ha t ex _po su r e t o t he f e c a l l _y c o n t a m i n a t e d s e aw a t e r

i n c r e a se d t h e i n c i de n c e of s k i n a nd e n t e r i c i n f e c t i o n s a n d t h a t

t h e i r mo r b i d i t _y w a s s _{i g}n i f i c a n t _{l y} a s s o c i a t e d w i t h t h e _p r e s e n c e o f

i nd i c a t or o r _g a n i sms . Mo r r i s

(

19 91

)

n o t e s t ha t o n l y o n 4

/

24

o c c a s i o n s d i d t h e i nl an d f r e s h su r f a c e w a t e r me e t t h e z e r o

v i r o l o

_{g i}

c a l s t a n d a r d o f t he E u r o_p e a n Co m mu n i t _y d i r e c t i ve .

Ha v e l a a r

(

1 9 9 3

)

n o t e s t h e r e _gu l a r _pr e s e n c e o f hu ma n e n t e r i c

v i r u s e s i n f r e sh a n d s a l i n e ba t h i n _g w a t e r s mo n i t o r e _d f o r hu man

e n t e r i c v i r u s e s i n E u r o_p e .

Ca r t w r

i

_{g h}t

(

19 9 3

)

s a _y s t ha t t he r i sk o f u s

i

n _g r e c r e a t

i

o n a l

wa t e r sh ou l d b e r edu c e d t o a m i n i mu m a n d t h a t t h e da n _ge r s o f

s e w a_g e c o n t am i n a t i o n c a u s i n_g a ma

j

o r i l l n e s s a r e we l l r e c o_gn i z e d .

Ca r t w r _{i g h} t a d d s t h a t s t u d i e s ha v e r e _p o r t e d a c o r r e l a t i o n b e t w e e n

t he c o n c e nt r a t i o n o f a n i n d i c a t o r o r _ga n i sm a nd _{h i g h l y} c r e d

i

b l e

ga s t r o i n t e s t i n al s_{y m p} t o ms

₍

v om i t i n _g , d i a r r h e a w i t h o r w i t h o u t

f e v e r _, a nd st o ma c ha c he o r na u s e a w i t h o r w i t h o u t f e _{v e} r

₎

.

F u r t h e r mo r e , o u t b r e a k s o f h e p a t i t i s A a n d v i r a l g a s t r o e n t e r i t i s

c o n t i n u e t o o c c u r _{b y} c o n su_{m p} t i on o f c o n t am i n a t e d b i v a l v e s o r _{b y}

ba t h i n_g i n c o n t am i n a t e d r e c r e a t i o n a l wa t e r

₍

R i c ha r _{d ,} 19 8 5 ;

Ca b e l l i e t a l .

, 19 82

)

.

R EC O G N I T I ON _OF T H E T H R EAT OF V I RAL C O NT AMI N AT I O N I N D R I N K I NG A N D

S UR FA CE WAT E R S

I n a d d i t i o n t o t h e r e c en t _{l y} r e co _gn i z e d t h r e a t o f v i r a l

c o n t am i n a t i o n i n f r e sh a n d s a l i n e w a t e r s _, t h e _p r omu _{l g} a t i o n o f t he

S W T R o f t h e S D WA c r e a t e d i n t e r e s t i n d ev e l o _{p i} n_g a s i m p l e a nd

2 0

v i r u s e s i n d r i n k i n g a n d su r f a c e w a t e r s . T h i s h a s p r omo t e d

i n t e r e s t i n _de v e l o _{p i} n _g a n i nd i c a t o r s _y s t em _, s i m i l a r t o t h e

c o l i f o r m b a c t e r i a , wh i ch w o u l d p r o v i d e a mo r e a c c u r a t e me a n s o f

e s t i ma t i n _g t h e v i r a l _qu a l i t _y o f s ou r c e a nd dr i n k i n _g w a t e r s .

Si n c e t he d i r e c t cu l t u r e o f ma n_y e n t e r i c v i r u s e s r e ma i n s

d i f f i cu l t o r _{i m p} o s s i b l e , i n d i c a t o r s o f en t e r i c v i r u s e s i n w a t e r s

h a v e b e e n i n v e s t _{i g}a t e d .

A s a s t e _p t o w a r d t h e r e v i s i o n o f t h e SW T R _, t h e I n f o

n

na t i o n

Co l l e c t i o n R u l e w a s _p r o _p o s e d b y t h e U S E P A i n 19 9 4 . Th e I CR

s i gn i f i c a n t _{l y} b r o a de n s t he s c o_p e m i c r o b i a l mon i t o r i n _g o f

e n v i r o nme n t a l su r f a c e w a t e r s u s e d a s dr i n k i n _g w a t e r s o u r c e s . Th e

I C R b r o ade n s a nd r e f i n e s t h e me t h o do l o_{g y} f o r a n a_{l y} z i n_g d r i n k i n _g

a nd s u r f a c e w a t e r s f o r f ec a l c_{o n t a}m i n at i o n . T h e I C R r equ

i

r es

t h a t l a r _ge w a t e r su _{p p l i} e s sh o u l d mo n i t o r w a t e r s f o r ba c t e r i a _,

v i r u s e s a nd _p r o t o z o a n s .

I N D I CAT O R ORGA N I SMS F OR EN T E R I C V I R U S E S

I n d i c a t o r o r _g an i sms ha v e be e n _pr o_p o s e d f o r s e v e r al f u n c t i o n s

i nc l u d i n _g t he d e t e c t i o n o f f e c a l _p o l l u t i o n

(

i n de x f u n c t i o n

)

a n d

a s mo d e l o r _g a n i sms t o mo n i t o r t he e f f i c i e nc _y o f t r e a t me _{n t}

p r o c e s s e s

(

i n _{d i} c a t o r f u n c t i o n

)

. I d e a l l y _, a n i n d i c a t o r w o u l d be

pr e s e n t w he n _p a t h o _ge n s a r e _p r e s en t a n d a b s e n t wh e n _p a t h o _ge n s ar e

ab s e n t u nde r a l l t _{y p}e s o f w a t e r a nd e n v

i

r onme n t a l c o n d i t

i

o n s

(

T ab l e 2

₎

. Th e

g r e a t e r t he n u mb e r o f c r

i

t e r i a me t , t he b e t t e r

t he c a nd i da t e i n_{d i} c a t o r s e r v e s a s a n i nd

i

c a t o r o f f e c a l

S i n c e 191 4 , c o l

i

f o r m b a c t e r i a ha v e b e e n u s e d t o de t e r m i n e t h e

s a n i t a r _{y q}u a l i t _y o f d r i nk i n _g w a t e r s

(

Ha z en 1 98 8

)

. A l t h o u g h t h e y

d o no t me e t a l l o f t h e r e_qu i r eme n t s _{l i} s t ed i n T ab l e 2 , t he y ha v e

T ab l e 2

Cr i t e r i a f o r I de a l I nd i c a t o r Or _ga n i sm

1 . S h ou l d b e p r e s e n t wh en p a t ho ge n s a r e p r e s en t a n d a b s e n t w he n

p a t h o _ge n s a r e a b s en t

2 . Pe r s i s t e n c e a n d g r o w t h c ha r a c t e r

i

s t

i

c s o f t h e i n d

i

c a t o r s ho u l d

be s i m i l a r t o _pa t h o _ge n s

3 . I nd i c a t o r s hou l d no t mu l t i p l y i n t he e n v i r o n me n t

4 . R a t i o b e t w e en i n d i c a t o r a n d p a t h o ge n s s h ou l d b e c o n s i s t e n t 5 . I nd i c a t o r sh ou l d b e p r e s e n t i n g r e a t e r c on c e n t r a t i o n s t ha n

pa t h o _g en s i n c o n t am i n a t e d w a t e r s

6 . I nd i c a t o r sh ou l d b e a s r e s i s t a n t t o adv e r s e e n v i r o n me n t a l

f a c t o r s a n d d i s i n f e c t i on a s _p a t h o_g e n s

7 . I nd i c a t o r sho u l d b e n o n

-p a t h o ge n i c a nd e a s_y t o _qu a n t i f _y

8 . T e s t s f o r t h e i n d i c a t o r sh ou l d b e e a sy a n d a p p l i c ab l e t o a l l t _{y p} e s o f w a t e r

A da _p t e d f r o m _Go _y a _{l , S} . M . 1 9 8 3

t r a d i t i on a _{l l y} be e n c o n s i de r e d a u s e f u l i nd i c a t o r , e sp e c i a l l y f o r

t h e c l a s s i c a l ba c t e r i a l _pa t h o _g en s su ch a s Sal mo n el l a , S h i g e l l a ,

a n d Vi br i o ch ol er a . M a n y sh o r t c o m i ng s ha v e b e c o me a p p a r e n t . N o t

a l l o f t h e c o l i f o r m b a c t e r i a de t e c t e d i n w a t e r a r e n e c e s s a r i l y o f

f e c a l o r i g i n , w h i ch c o n s e qu e n t l y g e ne r a t e s o c c a s i o na l f a l s e

p o s i t i v e s f o r f e c a l c o n t am

i

na _t i o n . T h i s i s e s pe c i al l y a

p r o b l e m

i n t r o _{p i} c a l wa t e r s w he r e t o t a l a nd f e ca l c o l i f o r ms ha v e _b e e n

d emo n s t r a t e d n o t o n _{l y} t o _p e r s i s t f o r l o n_{g p} e r i o d s i n t h e

e n v i r o nme n t bu t a l s o t o mu l t _{i p l y}

₍

T o r a n z o s e t a l . 19 9 1

)

.

F u

_j

i o k a

₍

1 9 8 8

)

f ou n d b e t we en 1 0 0 a nd 10 , 0 00 c o l o n y f o r m i n g

u n i t s o f f e ca l c o l i f o r ms _p e r 1 0 0 m l i n st r e ams

i

n H a w a i i _,

i n c l u d i n _g s t r e a ms w i t h n o kn o w n f e c a l i n_pu t . Ri v e r a e t a l