焦点提醒：城市污水系统微生物气溶胶发生和其平安防控策略 摘要：针对城市污水搜集、传输与处置进程中具有高致病性病原微生物经由过程气溶胶路子传布的风险，总结阐发了建筑排水、市政污水管网、污水处置厂全流程的微生物气溶胶发生特点和其潜伏病原微生物传布风险。从气溶胶病原微生物排放浓度程度、病原微生物品种和其传布进程等方面，解析了污水系统全进程的微生物气溶胶发生特点和其传布风险环境。提出了针对污水系统微生物气溶胶传布风险平安防控的策略，可为污水系统微生物气溶胶发生的病原微生物传布风险熟悉与平安防控供给撑持。 摘要：针对城市污水搜集、传输与处置进程中具有高致病性病原微生物经由过程气溶胶路子传布的风险，总结阐发了建筑排水、市政污水管网、污水处置厂全流程的微生物气溶胶发生特点和其潜伏病原微生物传布风险。从气溶胶病原微生物排放浓度程度、病原微生物品种和其传布进程等方面，解析了污水系统全进程的微生物气溶胶发生特点和其传布风险环境。提出了针对污水系统微生物气溶胶传布风险平安防控的策略，可为污水系统微生物气溶胶发生的病原微生物传布风险熟悉与平安防控供给撑持。 排水系统涵盖建筑排水（马桶等受水用具、建筑排水管道和化粪池等从属排水修建物）、市政排水管网（雨水和污水管网）、污水处置厂等单位，此中污水搜集、输送和处置进程承当卫生防疫、污水净化和水与物资资本轮回操纵等功能。新冠肺炎（COVID-19）疫情爆发，排水系统成为备受存眷的病毒传布潜伏风险点，而COVID-19传布传染路子首要为飞沫和接触传布，是以排水系统的气溶胶发生和潜伏病毒传布风险路子的防控成为关心的要点。 01 排水系统微生物气溶胶的发生特点 气溶胶是指固体或液体微粒不变地悬浮在气体介质中所构成的分离系统，微粒粒径为0.01～10µm。当微粒含有细菌、真菌、病毒等微生物时称之为微生物气溶胶。因为微生物气溶胶中可能含有病原微生物，是以对人类健康具有必然风险。排水系统具有开放性和运转复杂等特点，在系统运转进程中具有病毒随气溶胶传布的潜伏风险，好比确诊患者、疑似病例的粪便分泌物在分泌和输送进程中发生的气溶胶可能会增进病原微生物的分散和传布。建筑排水马桶冲水和排水立管跌水、市政污水管道查抄井跌水、溢流口污水溢流、污水泵站晋升等进程均有发生气溶胶的潜伏风险。污水处置厂的预处置单位、曝气区域、残剩污泥脱水进程等环节均会因水流扰动或曝气等感化，增进气溶胶的发生，具有污水中病原微生物向空气分散的潜伏可能。污水处置厂出水颠末深度处置和消毒后，固然也具有跌水进程发生气溶胶的环境，但因出水中病原微生物含量相对较低，可以或许激发病原微生物向空气分散的风险则相对下降。排水系统这些扰动进程会致使富含微生物的颗粒进入空气，构成微生物气溶胶（见图1）。 排水系统中污水输送和处置包括三相夹杂进程，致使病毒有可能在气、液、固三相中进行转移分散。在污水排放进程中，病毒的首要来历为粪便和尿液等人体分泌物，首要类型是肠道类病毒，如诺如病毒、腺病毒等无包膜病毒，但相干的研究也注解，高沾染性呼吸道病毒也会经由过程粪便、尿液进入排水系统，如SARS-CoV和SARS-CoV-2等冠状病毒。污水搜集、污水处置、污泥处置等进程都可能发生包括病毒的气溶胶，污水系统的一般运转进程没法避免气溶胶的发生与释放。污水泉源排放进程的病毒浓度相对较高，液相的病毒浓度年夜多散布在1010～1014GC/m3。排水进程发生的气溶胶中微生物浓度通常是102～104CFU/m3，而进入污水处置厂后的一级预处置（格栅间、曝气沉砂池、初沉池）、二级生化处置（首要是曝气池、二沉池和污泥脱水间）和再生水操纵（如绿化喷洒）进程中会发生微生物气溶胶，此中格栅间、曝气池上方和污泥脱水间的气溶胶浓度最高，浓度数目级别离为103、104和103～104CFU/m3。照顾病毒的气溶胶具有较远距离传布分散的可能，这也给排水系统气溶胶路子的病毒传布分散的阻控带来了挑战。 02 排水进程微生物气溶胶发生和其特征 2.1 建筑排水进程 一般环境下，人类粪便或尿液中具有年夜量的病毒，在人体分泌物（尿液等）内检出的病毒数目年夜多在1011～1014GC/m3的浓度程度。好比，尿液中的包膜类SARS-CoV病毒含量约为1010GC/m3，非包膜多瘤病毒含量约为1011～1015GC/m3；粪便中的包膜类SARS-CoV病毒检出量约为1010GC/g，非包膜类如犬藐小病毒约103～109GC/g。但也应留意到，并不是粪便和尿液排出的所有病毒都具有致病性，而是沾染性疾病患者的尿液和粪便含有高致病风险病毒的几率很年夜。 建筑排水进程的微生物气溶胶首要由污水的扰动发生。今朝已有研究注解，在如厕冲水时马桶中的刹时气旋会将年夜量液滴或气溶胶带到空气中，马桶每次冲水可发生105～107个气溶胶颗粒，固然有陈述说起液滴或气溶胶会随机附着照顾不定量的无包膜病毒或包膜病毒，但是实验研究注解，在马桶冲水进程发生的气溶胶中未能检测出（PFU检测方式）实验摹拟投加（病毒液相初始浓度为1013PFU/m3）的无包膜病毒（MS2）和包膜病毒（Phi6）。含致病性病毒的液滴或气溶胶进入空气后，较年夜的液滴或气溶胶会较快沉降，而较小的气溶胶则会较长时候漂浮在空气中，在相对封锁的洗手间中，人们更轻易吸入或接触到这类可能照顾病原微生物的气溶胶。固然新冠病毒传染患者的粪便和尿液都可能照顾新型冠状病毒，同时建筑排水举措措施发生的气溶胶同样成为被公家思疑的潜伏传布路子，但是今朝为止仍然没有明白的患者案例证据注解马桶冲水进程发生的气溶胶可间接致使病毒的传布传染，同处一室的人员接触仍然是更高风险的传布路子。 建筑排水系统除卫生装备如压力冲水马桶外，排水立管中也会因为污水排入和跌落而发生较高浓度的微生物气溶胶。污水在建筑排水立管排放进程中会产生垂直跌落或猛烈程度扰动，由此发生的含有病毒的微生物气溶胶，会随水流气流在排水管道、透风管道中输移。当室内排水管道水封因干涸而被粉碎或排水管道破损等环境产生时，都可能致使病原微生物的传布分散。另外，排水立管顶部透风帽等处也可能会成为病毒分散源。已有研究经由过程摹拟建筑排水进程，证实在分歧楼层住户排水管道水封被粉碎前提下，马桶冲水进程发生的照顾病原微生物的气溶胶可以或许实现跨层传布，这申明建筑排水管道若产生气溶胶泄露，则会带来病毒传布风险。但到今朝为止，风行病学病例阐发还未有明白证据证实建筑排水系统气溶胶传布路子的传染案例。对建筑排水气溶胶传布路子引发思疑和猜测的较早案例均来自喷鼻港，第一个是2003年喷鼻港公寓年夜楼严峻急性呼吸系统分析征的年夜范围社区爆发事务，被普遍猜测为由洗手间或排水立管气溶胶照顾SARS-CoV病毒引发的分散传布；第二个是2020年2月喷鼻港康美楼年夜厦呈现同住年夜厦统一单位两例相隔10层新冠病毒传染者，一样在传布路子猜测中将未完全密封的室内排气管作为病毒传布的可能路子。广州市疾病防止节制中间也在2020年6月12日发布了某城中村思疑因为建筑排水立管分裂致使的新冠病毒传布案例。 2.2 市政排水管网污水输送进程 市政污水管道中病毒的浓度程度转变与季候转变、区域散布、人群特点均相关联性，一般取决在对应季候该地域或社区被传染患者的数目和传染者排出的病毒程度。人体分泌物经建筑排水系统排出后，一般会被稀释10～100 倍，是以建筑排水单位排出的污水中病毒浓度通常是109～1012GC/m3。基在传染性程度检测方式的病毒浓度以污水中肠病毒、腺病毒和轮状病毒的传染性检测成果为例，其检出浓度一般小在107传染单元/m3。粪便等人体分泌物照顾病毒经建筑排水系统排出后，一般颠末化粪池单位的水解进程，悬浮在污水中的病毒可视为胶体特点微粒，大都病毒特别是冠状病毒可吸附在其他悬浮胶体颗粒物概况。有研究对照了非包膜病毒与包膜病毒在污水堆积物（污泥）和分歧材质管道概况的吸附环境，成果注解较高比例的包膜与非包膜病毒连结在液相悬浮状况（90%以上），在堆积物与管壁概况的吸附比例相对较低。这申明污水在市政管网输送进程中会连结较高的病毒浓度程度，加年夜了污水管网微生物气溶胶发生的健康风险要挟。 污水管网污水输送进程的气溶胶发生环境首要取决在污水流态扰动水平，一般运转的污水管网水面相对安稳，一般硫化氢等臭味物资分散和蔼溶胶发生进程均相对较弱，而在一些流态扰动猛烈的运转节点如查抄井跌水、溢流口污水溢流、污水泵站晋升等管网节点位置，臭味物资的分散和蔼溶胶的发生进程均较为显著。今朝，针对污水管网发生的微生物气溶胶中病毒含量的研究还相对较少。有研究者经由过程尝试室摹拟了污水管网汇水节点微生物气溶胶的发生速度，成果注解，管网汇水进程微生物气溶胶的发生速度为105个/min，而气溶胶中非包膜病毒浓度是包膜病毒的200 倍（病毒液相初始浓度均为1013PFU/m3），此中包膜病毒的气溶胶检出浓度为102PFU/m3，这申明非包膜病毒更轻易跟着气溶胶的发生进程进行分散传布。进一步对照现实污水管网内气溶胶发生进程中分歧病原微生物的检出浓度（最年夜值规模约为102～104CFU/m3）环境，成果也一样注解分歧种别病原微生物在气溶胶发生进程中的浓度程度有较年夜差别。这注解气溶胶发生进程的病毒等病原微生物浓度程度与病原微生物的布局品种有较年夜关系，固然也与病原微生物在污水液相中的原始浓度程度相关。因为分歧病原微生物的实验前提和检测方式具有差别，现有成果还较难取得切当的间接对照关系。有研究者采取模子对污水管网营业工作人员吸入气溶胶的潜伏健康风险进行了猜测评估，评估成果也申明需要增强污水管网平常营业人员的工作防护，以下降吸入气溶胶的风险。 03 污水处置进程微生物气溶胶发生和其特征 3.1 微生物气溶胶浓度和其影响身分 今朝我国具有排污许可证的污水处置厂（站）跨越1万座，处置范围差别较年夜（天天几百吨至几百万吨）。采取不异污水处置工艺的污水处置厂范围越年夜，全体微生物气溶胶浓度越高。污水处置厂（站）的微生物气溶胶浓度首要受以下三方面身分的影响： ① 污水处置系统的活性污泥浓度 污水处置厂各工艺段水体中微生物含量和微生物气溶胶浓度总结如表1所示。格栅间首要实现进水的年夜颗粒杂物的物理分手预处置，发生微生物气溶胶的微生物类型和浓度受进水特点的影响较年夜。下流生化处置进程具有活性污泥曝气，且生化池中微生物含量较高，是以发生的微生物气溶胶浓度晋升约10倍。二沉池出水中微生物含量相对生化池较着削减，该区跌水致使的微生物气溶胶浓度下降到格栅间的1/10。虽然如斯，今朝还没有有间接证据注解污泥中微生物浓度和微生物气溶胶发生浓度相干，是以还需要展开注意深切的不雅测和研究。 ② 曝气体例 污水处置系统的曝气进程（如气浮、曝气沉砂、生化曝气等）会发生年夜量的微生物气溶胶，曝气体例（机器曝气、气泡）和曝气量城市对微生物气溶胶发生形成影响。有研究阐发了6座污水处置厂3种曝气体例（卧式滚筒、概况涡轮、气泡分散）对微生物气溶胶发生的影响，发觉：卧式滚筒（103～104CFU/m3）>概况涡轮（102～103CFU/m3）>气泡分散（小在102CFU/m3）。膜生物反映器（MBR）的曝气量较高，发生的微生物气溶胶浓度也会较高。尝试室范围的研究显示，MBR中微生物气溶胶浓度数目级为106CFU/m3［反映器体积为12 mL，曝气速度为6m3/（h·m2），HRT为6h，封锁检测］。 ③ 空间特征（开放、封锁） 表1显示，相对封锁或空气不畅通情况中的微生物气溶胶浓度数目级全体高在开放空间（除生化池外）。有报导注解，污泥脱水间气相中微生物气溶胶浓度（9282CFU/m3）显著高在A2/O工艺曝气池（1784CFU/m3）。 另外，相干研究也注解，季候身分也会影响污水处置厂微生物气溶胶的发生和空间散布。一般而言，夏日发生的微生物气溶胶浓度（生化池为4878CFU/m3）比冬季（生化池为1869CFU/m3）高；在空间散布上，下风向的微生物气溶胶浓度远高在优势向。 3.2 微生物气溶胶中潜伏致病微生物品种 污水处置进程发生的微生物气溶胶中的微生物品种较多（如细菌、真菌、病毒等）。Yang等对照A2/O和氧化沟，发觉分歧污水处置工艺发生的微生物气溶胶的微生物群落布局具有显著差别。研究已发觉微生物气溶胶含有人类健康风险微生物，首要包罗病原菌、真菌和病毒等（见表2）。这些微生物可能经由过程呼吸道吸入、皮肤接触和摄取而传染人类（特别是污水处置厂工作人员），并引发各类疾病如上呼吸道传染、痢疾等。 从污水处置厂排放的微生物气溶胶平分离出的病原菌首要有：绿脓杆菌、丛毛单胞菌、施氏假单胞菌、克雷伯氏菌、沙门氏菌等；肠杆菌、金黄色酿脓葡萄球菌、绿脓杆菌的可培育浓度数目级规模约为10～103CFU/m3（采取安德森六级采样器搜集）。真菌类首要是枝孢菌，群落布局阐发中占比力高的还假丝酵母菌（念珠菌）、红酵母菌、青霉菌和禾谷镰孢菌。此中，假丝酵母菌和部门红酵母菌具有较高的人类致病性。 以往的研究手段年夜多基在尝试室可培育微生物检测手艺，很难检测出病毒的具有。跟着现代DNA阐发手艺的不竭提高，在微生物气溶胶中发觉了一些曩昔未存眷过的病毒，好比腺病毒、诺如病毒、轮状病毒等。虽然现有研究还没有在污水厂微生物气溶胶中发觉SARS、MERS和COVID-19等人类呼吸道致病和沾染性病毒，但其实不代表非凡期间这类病毒不会呈现在污水处置厂微生物气溶胶中。这需要将来进一步的研究和不雅察。 04 风险阐发和防控策略 4.1 风险阐发 参照世界卫生组织（WHO）承认的定量微生物风险评估（QMRA）框架，气溶胶病毒传布风险评估进程需要辨认病毒风险、表露路子、剂量-人体反映关系和风险表征。与通俗人群比拟，污水管网和污水处置系统的工作人员具有更高的生物气溶胶接触风险。有研究发觉，污水处置厂工人具有甲型肝炎抗体的比例偏高，申明污水系统发生的气溶胶可能会对工人健康发生风险。 一般在封锁空间或较近的传布距离内，气溶胶不竭堆集导致病原微生物处在相对较高的浓度程度，若同时处在湿度均衡状况，细菌或病毒则能连结较长的存活时候，从而增年夜密闭空间中表露人群的传布风险，是以需要正视密闭空间和其四周位点的生物气溶胶发生的风险防控。 气溶胶照顾病毒的长距离传布风险一样需要遭到存眷，年夜部门微生物气溶胶颗粒动力学直径<4.7 μm，很有可能会随风迁徙几百米或更远距离，藐小颗粒极易被吸入肺中，给免疫力较低的工人和四周居平易近形成潜伏健康要挟，也可能形成人体过敏反映。 SARS-CoV-2与SARS-CoV均为冠状病毒，二者在传布风险方面包罗致病性、沾染性和沾染路子等均较为类似，近50%的新冠肺炎患者粪便和尿液中可检出新冠病毒。在重点污水排放泉源获得有用消杀管控的条件下，一般污水管网和污水处置厂的新冠病毒浓度程度会相对较低，而污水情况中包膜病毒的可存活环境一般也低在非包膜病毒。已有研究注解，污水气溶胶生成进程中包膜病毒分散速度也低在非包膜病毒，是以在含冠状病毒污水排放泉源获得有用管控的条件下，污水管网和污水处置厂新冠病毒微生物气溶胶的传布表露风险相对较低。 截至今朝，还没有有明白经由过程污水系统内污水-生物气溶胶传布路子的新冠患者确诊病例的风行病学报导。可是，今朝对污水中冠状病毒的现实存活能力和可传染活性均还未知，污水发生的微生物气溶胶中的新冠病毒现实浓度程度和可传染活脾气况也还没有有报导。鉴在冠状病毒仍然在污水情况中难在实现分手、收受接管和检测，已有的少许可参照研究成果还具有必然不肯定性，是以，在污水排放和处置进程中仍然具有新冠病毒随气溶胶发生进程进行传布的可能，需要十分正视污水系统微生物气溶胶发生与传布进程的新冠病毒风险防控。 4.2 风险防控策略建议 针对污水系统微生物气溶胶发生进程的高风险病原微生物传布风险防控，需要按照分歧种别病原微生物的致病风险和传布路子采纳科学行动和精准施控，在充实保障污水系统不变运转和从业人员平安防护的条件下，做到适度平安防控。 ① 增强含有高风险病原微生物污水排放泉源的消杀管控，最年夜限度地下降污水排放泉源的高风险病原微生物传布风险。流行症患者集中诊疗隔离场合需强化排水消毒，病例多发小区等场合也需在多发时段内针对排放污水采纳姑且强化消毒办法；新病发例或疑似病例所住楼房排水立管，应在发觉病例后的第一时候进行消毒处置；居家隔离疑似患者规范利用冲水马桶，封盖冲水进程可在马桶内投入适当消毒液或消毒氯片；疫情时代居平易近住户逐日查抄室内受水用具排水口、地漏等的水封状态，小区物业按期查抄建筑室外排水、通气管路密封状态，实时修复破损。 ② 保障污水系统平安不变运转，下降运转进程微生物气溶胶的发生程度。污水管网连结相对较低的平安水位运转，确保栖身小区、病院等重点防控区域排水畅达、污水管不冒溢，确保排水管网溢流口不产生溢流事务；污水泵站连结安稳运转，泵站运转节制在平安液位和水量波动区间；污水管网较着恶臭逸散点可实时进行窨井盖通气孔姑且封盖，污水泵站、污水处置厂内已具有除臭系统的应完美臭气处置运转系统，确保发生的臭气经抽吸和多级处置后平安排放；有前提的病院污水处置举措措施宜采取全密闭（微负压）运转，设置需要的气溶胶消毒进程。 ③ 增强污水系统从业人员的平安防护，严酷治理排水泵站密闭空间，增强面向公家的平安宣扬警示。制止非工作人员、无防护办法的工作人员接近密闭空间；在污水泵站和污水厂内所有可能接触污水、栅渣和其废液、沉砂池的排砂、污泥脱水机房、污泥堆放等微生物气溶胶表露风险较高的出产区域或场合，应增强平常打扫和消杀；污水系统从业人员平常营业行动应增强平安防护，避免间接接触污水或吸入微生物气溶胶；在管网污水溢流口等微生物气溶胶发生风险点做好面向公家的平安宣扬与警示。 05 结论与建议 在污水管网和污水处置举措措施的运转进程中，具有多个微生物气溶胶发生和分散的场景。污水微生物气溶胶发生进程遭到污水流态扰动前提、病原微生物品种、污水病原微生物浓度程度等身分的分析影响。针对污水系统微生物气溶胶发生进程的风险防控，需要按照分歧种别病原微生物的致病风险和传布路子采纳科学行动和精准施控。将来需要针对污水系统全流程的气溶胶发生与分散速度、气����APP溶胶载体照顾病毒的品种和浓度、新型冠状病毒等高危病原微生物在污水和蔼溶胶中的赋存状况和其可传染活性等方面展开深切研究工作。
城市污水系统微生物气溶胶发生和其平安防控策略来历： 全康环保
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