Cydnabod y Dŵr Daear sy'n Gysylltiedig â Chlefyd Cronig yr Arennau O Etioleg Anhysbys Yn ôl Mater Organig Tebyg i Humig
Nov 25, 2023
RHAGARWEINIAD
Mae clefyd cronig yn yr arennau yn effeithio ar ~15% o'r boblogaeth ledled y byd ac mae'n un o'r problemau iechyd cyhoeddus byd-eang1. Gorbwysedd, diabetes, a neffritis cronig fel arfer yw prif achosion clefyd cronig yn yr arennau2. Fodd bynnag, mae clefyd cronig yn yr arennau nad yw'n gysylltiedig â'r achosion uchod, sef clefyd cronig yn yr arennauetioleg anhysbys(CKDu), wedi cael ei adrodd yng Nghanolbarth America, India, Sri Lanka, a lleoedd eraill. Yn Sri Lanka, mae iechyd mwy na 400,000 o bobl dan fygythiadCKDu, a'rnifer yr achosion o CKDumor uchel â 15–23% yn Nhalaith Gogledd Ganolog4,5. Mae gan y rhan fwyaf o gleifion sy'n dioddef o CKDu safon byw isel mewn cymunedau amaethyddol mewn rhanbarthau cras6. Yn y blynyddoedd diwethaf, mae llawer o astudiaethau wedi dangos bod CKDu yn gysylltiedig ag ansawdd dŵr daear5,7, ac nid oes digon o seilwaith i ddarparu dŵr yfed wedi'i buro. Yn ôl arolwg, mewn ardaloedd cyffredin CKDu, mae achosion o CKDu yn dibynnu ar ansawdd dŵr daear yfed ar gyfer trigolion lleol, ac roedd dosbarthiad ffynonellau dŵr daear glân a ffynonellau dŵr daear cysylltiedig â CKDu yn anwastad8. Felly, mae cydnabod ffynonellau dŵr daear glân wedi dod yn gam brys a gymerwyd ar gyfer trigolion ardaloedd cyffredin CKDu mewn gwledydd sy'n datblygu fel Sri Lanka5.
Cliciwch i cistanche herba ar gyfer clefyd yr arennau
Nodwyd bod cemegau anorganig dŵr daear yn gysylltiedig â chyffredinolrwydd CKDu mewn llawer o astudiaethau9,10. Er enghraifft, mae crynodiadau F− mewn samplau dŵr daear o ardaloedd cyffredin CKDu yn Sri Lanka, yn bennaf yn uwch na'r lefel trothwy (0.6 mg L−1 ) a ddiffinnir ar gyfer Sefydliad Iechyd y Byd9; mae'r caledwch a'r gymhareb Ca2+ i Na+ mewn dŵr daear o ardaloedd CKDu-endemig hefyd yn uwch na'r rhai mewn ardaloedd nad ydynt yn CKDu10,11. Yn ogystal, mae CKDu yn gysylltiedig â chrynodiadau metelau trwm â neffrowenwyndra (ee, Cd a Pb) a Si mewn dŵr daear12–14. Mae astudiaeth ddiweddar wedi dangos y gall cyfansoddion organig ryngweithio â Ca2+ a SO{{4 2− trwy gymhlethdodau, ac mae'r cymhlyg yn niweidiol i arennau dynol15. Mae ffurfio rhai clefydau arennau yn gysylltiedig â charbon organig toddedig (DOC) mewn dyfroedd daear16. Gall sylweddau humig gormodol achosi marwolaeth celloedd yr arennau dynol yn seiliedig ar astudiaeth mewn ardaloedd endemig o glefyd yr arennau yn y Balka17. Fodd bynnag, ychydig o astudiaethau sydd wedi ymchwilio i'r gwahaniaeth rhwng cydrannau allweddol mater organig toddedig (DOM) rhwng ffynonellau dŵr CKDu a ffynonellau dŵr nad ydynt yn CKDu. Dangosodd yr astudiaethau a oedd ar gael fod DOM mewn dŵr daear o ardaloedd CKDu-endemig yn fwy anhydrin, yn aromatig yn uwch, ac yn is ar gael yn bio-ar gael na'r hyn o ardaloedd nad ydynt yn CKDu18,19. Fodd bynnag, nid yw'n hysbys o hyd pa mor arwyddocaol yw cydrannau sensitif DOM o ran cydnabod ffynonellau dŵr sy'n gysylltiedig â CKDu.
Mae gan sbectrosgopeg matrics cyffro-cenhadaeth (EEM) fanteision mesur cyflym, sensitifrwydd uchel, a rhagbrosesu hawdd. Fe'i defnyddiwyd yn helaeth i nodweddu'r DOM fflwroleuol (FDOM)20. Gall EEM ynghyd â dadansoddiad ffactor cyfochrog (EEM PARAFAC) ddatgelu nodweddion optegol DOM yn effeithiol, nodi cydrannau fflwroleuol a ffynonellau DOM, ac egluro proses drawsnewid DOM21,22. At hynny, gellir ei gymhwyso hefyd i archwilio newidiadau deinamig DOM yr effeithir arnynt gan ffactorau naturiol a dynol23,24. Mae gan EEM-PARAFAC y posibilrwydd o ymchwilio i'r cysylltiad rhwng DOM ac ansawdd dŵr daear20.
Felly, nod yr astudiaeth hon oedd (1) pennu nodweddion optegol, cyfansoddiad, a ffynonellau FDOM mewn dŵr daear cysylltiedig â CKDu a CKDu-anghysylltiedig o Sri Lanka trwy dechneg EEM PARAFAC, (2) gwirio dichonoldeb defnyddio cydrannau fflwroleuol allweddol i nodi Ffynonellau dŵr sy'n gysylltiedig â CKDu trwy gyfuno â chemegau anorganig sensitif, a (3) cynnig offeryn rhybuddio a sgrinio cynnar ar gyfer ffynonellau dŵr daear sy'n gysylltiedig â CKDu gan ddefnyddio cydrannau fflworoleuol allweddol. Bydd yr astudiaeth hon yn darparu dull effeithiol ar gyfer sicrhau diogelwch dŵr yfed, sy'n ddefnyddiol ar gyfer atal ac olrhain CKDu.
Ffig. 1 Mynegeion sbectrol DOM. Pwynt uchaf y blwch du yw'r uchafswm a'r isaf yw'r lleiaf; ffin uchaf y blwch du yw'r 75ain canradd a'r isaf yw'r 25ain canradd, a'r sgwâr gwyn canol yw'r gwerth cyfartalog. Mae'r diagram dwysedd y tu allan i'r diagram blwch yn cynrychioli'r tebygolrwydd dwysedd. Mae gwahaniaeth arwyddocaol p < 0.01 a'r gwahaniaeth arwyddocaol o p < 0.05 wedi'u marcio â dwy seren a seren mewn mynegeion sbectrol rhwng dau grŵp gwahanol, yn y drefn honno.
CANLYNIADAU A TRAFODAETH
DOC ac EEMs DOM mewn dŵr daear cysylltiedig â CKDu
Roedd crynodiadau DOC (3.25 ± 0.73 mgC L−1 ) mewn dŵr daear CKDu yn sylweddol is na'r rhai mewn dŵr wyneb (4.65 ± 0.89 mgC L−1 ), ond yn sylweddol uwch na'r rhai yn dŵr daear nad yw'n CKDu (2.81 ± 0.76 mg L −1 ) ( p < { { }} .05 ) ( Ffig Atodol 2 ). Er bod crynodiadau DOC a adroddwyd gan Cooray et al.25 yn fwy na'r data a arsylwyd yn yr astudiaeth hon, canfuwyd hefyd grynodiadau DOC cymharol uwch (6.4 mgC L−1 ) mewn rhanbarthau cyffredin CKDu nag mewn rhanbarthau nad ydynt yn CKDu-gyffredin (3.7 mgC L). −1 ). Gall fod dau reswm dros y gwahaniaeth mewn crynodiadau DOC rhwng dŵr daear CKDu a dŵr daear nad yw’n ddŵr daear CKDu. Un yw bod dyfroedd daear CKDu yn debygol o gael mwy o ail-lenwi dŵr wyneb11,26, sy'n cynyddu crynodiad DOC27,28. Y llall yw y byddai gweithgaredd microbaidd cryfach mewn dŵr daear nad yw'n CKDu (Ffig. 1E, Ffig. Atodol 3) yn diraddio mwy o sylweddau organig yn sylweddau anorganig29, a drafodir isod.
Roedd y gwerthoedd a254 mewn dŵr daear CKDu (canolrif: 5.07 m−1 ) yn uwch na'r rhai mewn dŵr daear nad yw'n CKDu (canolrif: 4.38 m−1 ) (Ffig. 2 Atodol), sy'n nodi bod DOM dŵr daear CKDu yn cynnwys DOM mwy annirlawn. Yn gyffredinol, roedd y crynodiadau o DOM annirlawn (a254) mewn dŵr daear naturiol yn llai nag 1 m−1 30–32. Yn yr astudiaeth hon, y gwerth a254 isaf ym mhob sampl dŵr daear oedd 1.15 m−1 (Tabl Atodol 1), sy'n dangos y gallai dŵr daear CKDu a dŵr daear nad yw'n CKDu fod wedi'i halogi i ryw raddau. O'i gymharu â dŵr daear, roedd gan ddŵr wyneb werthoedd a254 uwch (canolrif: 10.48 m−1 ), a fyddai'n deillio o weithgareddau anthropogenig. Yn ogystal, mae cydberthynas gadarnhaol sylweddol rhwng crynodiadau DOC ac a254 (Ffig Atodol 4), sy'n nodi y gallai'r cynnydd mewn DOC gael ei briodoli i fewnbwn anthropogenig.
Roedd nodweddion EEM DOM o ddŵr daear nad oedd yn CKDu yn wahanol i'r rhai o ddŵr daear a dŵr wyneb CKDu (Ffig Atodol 5). Cyflwynodd EEM dŵr daear nad yw'n CKDu signal brig T cymharol gryfach ond signal brig A gwannach (Tabl Atodol 2) o'i gymharu â dŵr daear CKDu, a nododd fod dŵr daear nad yw'n CKDu yn cynnwys mwy o sylweddau bioactif tebyg i dryptoffan33,34. I'r gwrthwyneb, estynnwyd y rhanbarth brig A yn EEMs DOM o ddŵr daear a dŵr wyneb CKDu i lwyfandir rhwng copaon M ac C, gan nodi rôl dominyddol mater organig tebyg i hwmig mewn dŵr daear a dŵr wyneb CKDu. At hynny, roedd nodwedd EEMs tebyg o DOM rhwng dŵr daear CKDu a dŵr wyneb yn dangos y gallai rhyngweithiad dŵr daear-wyneb fod wedi digwydd a bod dŵr wyneb yn ail-lenwi dŵr daear.
Mynegeion sbectrol DOM mewn dŵr daear cysylltiedig â CKDu Fel y dangosir yn Ffig. 1, o ran aromatigrwydd DOM (SUVA254), roedd dŵr daear CKDu (cymedr: 0.78 ± 0.37) yn debyg i non -CKDu dŵr daear (cymedr: 0.78 ±{{10}}.33)(p> 0.05). Fodd bynnag, dangosodd nifer o samplau dŵr daear CKDu aromatigrwydd DOM uchel, sy'n gysylltiedig â'u a254 uchel (Ffig Atodol 4). Roedd y gydberthynas gadarnhaol sylweddol rhwng a254 a SUVA254 yn dangos bod y DOM aromatig yn dominyddu dros y DOM annirlawn. Roedd llethr sbectrol (S275-295) dŵr daear CKDu (cymedr: 20.5 ± 6.7) yn gymharol is na dŵr daear nad yw'n CKDu (cymedr: 23.7 ± 9.4), sy'n dangos bod dŵr daear CKDu wedi'i gyfoethogi â mater organig pwysau moleciwlaidd uchel. Gellir ei briodoli i'r gweithgareddau microbaidd cryfach35 mewn dŵr daear nad yw'n CKDu gyda gwerthoedd mynegai biolegol (BIX) cymharol uwch (Ffig. 1E). Gallai micro-organebau ddadelfennu lignin pwysau moleciwlaidd uchel tebyg i OM yn gyfansoddion aromatig tebyg i OM pwysau moleciwlaidd isel36,37
Roedd mynegai fflworoleuedd (FI) DOM ym mhob sampl yn amrywio o 1.26 i 1.88, gan ddangos y nodwedd autochthonous wannach a chymysgedd o darddiad daearol a microbaidd. Fodd bynnag, roedd yr FI o DOM mewn dŵr daear nad yw'n CKDu (cymedr: 1.64 ± 0.12) yn gymharol fwy na'r hyn mewn dŵr daear CKDu (cymedr: 1.52 ± {0.17), gan nodi bod DOM o Mae dŵr daear CKDu yn cynnwys mwy o ddeunydd organig allochthonaidd a llai o ddeunydd organig cynhenid. Yn gyffredinol, mae gan ddŵr daear sy'n llifo signal daearol cryfach na dŵr daear llonydd 38,39. O ganlyniad, gallai dŵr daear CKDu gyda FI is fod mewn cyflwr sy'n llifo'n well. Nid oedd unrhyw wahaniaethau rhwng dŵr daear nad yw'n CKDu a dŵr wyneb o ran FI. Fel y dangosir yn Ffig. 1E, y gwerthoedd BIX mewn dŵr daear CKDu (cymedr: 0.81 ± {{20}}.09) a dŵr wyneb (cymedr: {{). 27}}.79 ± 0.08) yn sylweddol is na'r rheiny mewn dŵr daear nad yw'n CKDu (cymedr: 0.86 ± 0.08) (p < 0.05), sy'n awgrymu bod Mae DOM o ddŵr daear nad yw'n CKDu yn perfformio nodwedd o weithgaredd biolegol cymharol uwch40,41, a oedd yn unol â'r FI. Mae cydberthynas gadarnhaol rhwng FI a BIX, sy'n gyson ag arsylwadau gan Dalmagro et al.42 a Qi et al.43. Roedd BIX yn cael ei ffafrio wrth wahaniaethu yng ngweithgarwch biolegol DOM rhwng dŵr daear a dŵr wyneb44.
Roedd mynegai lleithiad (HIX) DOM mewn dŵr daear CKDu (cymedr: 4.36 ± 2.16) yn sylweddol uwch na'r mynegai mewn dŵr daear nad yw'n CKDu (cymedr: 3.15 ± 1.49) (p < 0.01), gan ddangos y mwyaf gradd lleithiad o DOM mewn dŵr daear CKDu. Gall hyn gael ei achosi gan ddŵr wyneb yn ailgyflenwi dŵr daear CKDu neu weithgaredd microbaidd cryfach dŵr daear nad yw'n CKDu40,45. Mae'r cynnydd mewn gradd lleithiad yn cyfateb i'r gostyngiad yn H/C44. Roedd y deunydd organig hyn â H/C isel yn bennaf yn cynnwys cyfansoddion aromatig hydroffobig neu gyfansoddion annirlawn46. Felly, byddai DOM o ddŵr daear CKDu yn cynnwys mwy o gyfansoddion aromatig neu annirlawn hydroffobig, sy'n tueddu i fod yn sefydlog a pharhaus. Dangosodd Zheng et al.18 a Makehelwala et al.19 hefyd fod DOM mewn dŵr daear o ardaloedd CKDu-endemig yn cynnwys mwy o asid fulvic a hwmws hydroffobig macromoleciwlaidd arall.
Nid oedd y gydberthynas rhwng FI a HIX yn arwyddocaol yn yr astudiaeth hon (Ffig Atodol 6). Felly, nid oedd adnabod ffynhonnell yn seiliedig ar yr HIX yn unol â'r hyn a oedd yn seiliedig ar FI a BIX (Ffig Atodol 3). Gallai’r datgysylltu rhwng yr FI a HIX gael ei achosi gan yr amodau hydroddaearegol cymhleth a ffactorau anthropogenig20. Er enghraifft, gallai deunydd organig mewndarddol gael ei ryddhau o waddodion a/neu greigiau oherwydd rhyngweithiad dŵr-creigiau 47.
Er y gall y mynegeion sbectrol helpu i asesu cyfansoddiad DOM yn gyflym, cyfrifir yr holl fynegeion gan ddefnyddio tonfeddi sefydlog13, sy'n agored i ddylanwad fflworofforau rhyngweithiol lluosog, gan arwain at "ystumio" wrth werthuso cyfansoddiad cyfansoddion organig cymhleth o ffynonellau cymysg48. Felly, dylid bod yn ofalus wrth ddehongli dangosyddion fflworoleuedd, ac mae angen defnyddio PARAFAC ar gyfer dadansoddiad pellach.
Cydrannau FDOM sensitif mewn dŵr daear sy'n gysylltiedig â CKDu Tynnwyd pedair cydran fflwroleuol a phasiwyd dilysiad hanner rhaniad (Ffig Atodol 7, Tabl Atodol 3). Roedd C1 yn gydrannau tebyg i hwmig daearol a gynhyrchwyd trwy brosesu cemegol biogeo o ddeunydd organig gronynnol daearol49, a oedd yn debyg i gyfuniad o goblau A ac C50; Roedd C2 yn debyg i frig Coble M, cydrannau tebyg i hwmig microbaidd â phwysau moleciwlaidd isel, a gallai ddominyddu DOM fflworoleuedd dŵr gwastraff51,52; Roedd C3 yn gydrannau tebyg i hwmig gyda phwysau moleciwlaidd uchel, sef deilliadau o ddeunydd organig daearol51,53; Roedd C4 yn gydrannau tebyg i brotein autochthonous a briodolwyd i weithgaredd microbaidd54,55.
Roedd FDOM yn bennaf gan C1 a C2 gyda digonedd o 68.7% a 62.9% mewn dŵr daear CKDu a dŵr daear nad yw'n CKDu, yn y drefn honno (Ffig. 2), sy'n nodi rôl dra-arglwyddiaethol sylweddau tebyg i hwmig. Roedd y doreth cymharol o C1 (C1%, 35.1%) mewn dŵr daear CKDu yn sylweddol uwch nag mewn dŵr daear nad yw'n CKDu (28.0%, p < 0.01) , tra bod y C2% a C3% mewn dŵr daear CKDu a dŵr daear nad yw'n CKDu yn debyg (p > 0.05). Oherwydd yr amodau daearegol a dyfrhau tebyg yn ardal yr astudiaeth, mae C2 yn debygol o fod yn sgil-gynnyrch deunydd organig a gynhyrchir gan weithgareddau microbaidd yn y fan a’r lle neu rai sylweddau hwmig a gafodd eu ffracsiynu gan fwynau’n hawdd56, a gall C3 fod yn gysylltiedig â’r mewnbwn deunyddiau amaethyddol57. Ymhellach, canfuwyd C4% sylweddol uwch yn y DOM o ddŵr daear nad yw'n CKDu (23.8%) na'r DOM mewn dŵr daear CKDu (17.3%, p < 0.01), sy'n dangos bod mwy o fio-argaeledd DOM o ddŵr daear nad yw'n CKDu. Mae gwerthoedd pH is dŵr daear nad yw'n CKDu yn cefnogi'r dyfalu hwn (Tabl Atodol 4), oherwydd bod y proton yn cael ei gynhyrchu yn ystod diraddiad microbaidd mater organig58,59. Roedd C1% mewn dŵr wyneb yn sylweddol uwch na dŵr daear nad yw’n CKDu (p < 0.01), ond yn debyg i’r hyn ynCKDu dwr daear(p > 0.05), sy'n nodi y gall y cynnydd mewn C1% mewn dŵr daear CKDu fod yn gysylltiedig â mewnbwn dŵr wyneb.
Dangosodd y dadansoddiad prif gydran dwy gydran fod y llwythi o C1% wedi'u lleoli i gyfeiriad cadarnhaol PC1, a oedd yn cyfrif am 43.9% o'r amrywiadau, a gosodwyd llwythi C4% ar gyfeiriad negyddol PC1 (Ffig. 3). ). Yn gyffredinol, roedd gan samplau a oedd yn agos at gyfeiriad cadarnhaol PC1 ddigonedd uchel o sylweddau tebyg i hwmig, ac yn gyffredinol roedd gan samplau a oedd yn agos at echel negyddol PC1 gyfran uchel o gydrannau tebyg i brotein yn ymwneud â gweithgareddau microbaidd. Yn nodedig, roedd tua 50% o samplau dŵr daear CKDu a dim ond tua 22% o samplau dŵr daear nad ydynt yn CKDu wedi'u lleoli ar gyfeiriad cadarnhaol PC1. Dangosodd y gellid gwahaniaethu'n effeithiol rhwng dŵr daear CKDu a dŵr daear nad yw'n CKDu gan C1% a C4%. Fodd bynnag, roedd yn ymddangos bod C4 yn agored i ymyrraeth o gefndir microbaidd mewn dyfrhaenau gan arwain at wyriadau sgrinio20. Felly, mae'n well defnyddio C1 gyda gwell sefydlogrwydd a dyfalbarhad yn yr amgylchedd60 i adnabod dŵr daear CKDu. Yn y cyfamser, cyflwynodd HIX, a254, a SUVA254 lwythi positif i PC1, gan nodi eu cysylltiad â sylweddau tebyg i hwmig (C1). Ar gyfer PC2 (22.2%), rhoddwyd C2% a C3% i'r cyfeiriad cadarnhaol. Lleolwyd tua 53% o samplau dŵr daear CKDu a 28% o samplau dŵr daear nad ydynt yn CKDu i gyfeiriad negyddol PC2. Fodd bynnag, o ystyried y tebyg C2% a C3% rhwngCKDu dwr daeara dŵr daear nad yw'n CKDu, gall cydnabod dŵr daear CKDu gan C2% a C3% fod yn gamarweiniol.
Gwasanaeth Cefnogol Wecistanche - Yr allforiwr cistanche mwyaf yn Tsieina:
E-bost:wallence.suen@wecistanche.com
Whatsapp/Ffôn:+86 15292862950
Siop Am Fwy o Fanylion:
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
