城市污水系統(tǒng)微生物氣溶膠產(chǎn)生及其安全防控策略
發(fā)布時(shí)間：2024-11-20 瀏覽次數(shù)：248
針對(duì)城市污水收集、傳輸與處理過程中存在高致病性病原微生物通過氣溶膠途徑傳播的風(fēng)險(xiǎn)，總結(jié)分析了建筑排水、市政污水管網(wǎng)、污水處理廠全流程的微生物氣溶膠產(chǎn)生特點(diǎn)及其潛在病原微生物傳播風(fēng)險(xiǎn)。從氣溶膠病原微生物排放濃度水平、病原微生物種類及其傳播過程等方面，解析了污水系統(tǒng)全過程的微生物氣溶膠產(chǎn)生特征及其傳播風(fēng)險(xiǎn)情況。提出了針對(duì)污水系統(tǒng)微生物氣溶膠傳播風(fēng)險(xiǎn)安全防控的策略，可為污水系統(tǒng)微生物氣溶膠產(chǎn)生的病原微生物傳播風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)與安全防控提供支持。
排水系統(tǒng)涵蓋建筑排水（馬桶等受水器具、建筑排水管道和化糞池等附屬排水構(gòu)筑物）、市政排水管網(wǎng)（雨水和污水管網(wǎng)）、污水處理廠等單元，其中污水收集、輸送及處理過程承擔(dān)衛(wèi)生防疫、污水凈化及水與物質(zhì)資源循環(huán)利用等功能。
1 排水系統(tǒng)微生物氣溶膠的產(chǎn)生特征
氣溶膠是指固體或液體微粒穩(wěn)定地懸浮于氣體介質(zhì)中所形成的分散體系，微粒粒徑為0.01～10μm。當(dāng)微粒含有細(xì)菌、真菌、病毒等微生物時(shí)稱之為微生物氣溶膠。由于微生物氣溶膠中可能含有病原微生物，因此對(duì)人類健康存在一定風(fēng)險(xiǎn)。排水系統(tǒng)具有開放性和運(yùn)行復(fù)雜等特征，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在病毒隨氣溶膠傳播的潛在風(fēng)險(xiǎn)，比如確診患者、疑似病例的糞便排泄物在排泄和輸送過程中產(chǎn)生的氣溶膠可能會(huì)促進(jìn)病原微生物的擴(kuò)散和傳播。建筑排水馬桶沖水和排水立管跌水、市政污水管道檢查井跌水、溢流口污水溢流、污水泵站提升等過程均有產(chǎn)生氣溶膠的潛在風(fēng)險(xiǎn)。污水處理廠的預(yù)處理單元、曝氣區(qū)域、剩余污泥脫水過程等環(huán)節(jié)均會(huì)因水流擾動(dòng)或曝氣等作用，促進(jìn)氣溶膠的產(chǎn)生，存在污水中病原微生物向空氣擴(kuò)散的潛在可能。污水處理廠出水經(jīng)過深度處理和消毒后，雖然也存在跌水過程產(chǎn)生氣溶膠的情況，但因出水中病原微生物含量相對(duì)較低，能夠引發(fā)病原微生物向空氣擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)則相對(duì)降低。排水系統(tǒng)這些擾動(dòng)過程會(huì)導(dǎo)致富含微生物的顆粒進(jìn)入空氣，形成微生物氣溶膠。
2 污水處理過程微生物氣溶膠產(chǎn)生及其特性
目前我國具有排污許可證的污水處理廠（站）超過1萬座，處理規(guī)模差異較大（每天幾百噸至幾百萬噸）。采用相同污水處理工藝的污水處理廠規(guī)模越大，整體微生物氣溶膠濃度越高。污水處理廠（站）的微生物氣溶膠濃度主要受以下三方面因素的影響：
① 污水處理系統(tǒng)的活性污泥濃度
② 曝氣方式
③ 空間特性（開放、封閉）
3 微生物氣溶膠中潛在致病微生物種類
污水處理過程產(chǎn)生的微生物氣溶膠中的微生物種類較多（如細(xì)菌、真菌、病毒等）。Yang等對(duì)比A2/O和氧化溝，發(fā)現(xiàn)不同污水處理工藝產(chǎn)生的微生物氣溶膠的微生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)微生物氣溶膠含有人類健康風(fēng)險(xiǎn)微生物，主要包括病原菌、真菌和病毒等。這些微生物可能通過呼吸道吸入、皮膚接觸和攝入而感染人類（尤其是污水處理廠工作人員），并引起各種疾病如上呼吸道感染、痢疾等。
4 風(fēng)險(xiǎn)
參照世界衛(wèi)生組織（WHO）認(rèn)可的定量微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（QMRA）框架，氣溶膠病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程需要識(shí)別病毒危害、暴露途徑、劑量-人體反應(yīng)關(guān)系和風(fēng)險(xiǎn)表征。與普通人群相比，污水管網(wǎng)及污水處理系統(tǒng)的工作人員具有更高的生物氣溶膠接觸風(fēng)險(xiǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠工人具有甲型肝炎抗體的比例偏高，說明污水系統(tǒng)產(chǎn)生的氣溶膠可能會(huì)對(duì)工人健康產(chǎn)生危害。
一般在封閉空間或者較近的傳播距離內(nèi)，氣溶膠不斷積累致使病原微生物處于相對(duì)較高的濃度水平，若同時(shí)處于濕度平衡狀態(tài)，細(xì)菌或病毒則能保持較長的存活時(shí)間，從而增大密閉空間中暴露人群的傳播風(fēng)險(xiǎn)，因此需要重視密閉空間及其附近位點(diǎn)的生物氣溶膠產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)防控。
氣溶膠攜帶病毒的長距離傳播風(fēng)險(xiǎn)同樣需要受到關(guān)注，大部分微生物氣溶膠顆粒動(dòng)力學(xué)直徑<4.7 μm，很有可能會(huì)隨風(fēng)遷移幾百米或更遠(yuǎn)距離，細(xì)小顆粒極易被吸入肺中，給免疫力較低的工人和附近居民造成潛在健康威脅，也可能造成人體過敏反應(yīng)。
文章來源：網(wǎng)絡(luò)，環(huán)凱轉(zhuǎn)載于“烏斯渾環(huán)境科技”公眾號(hào)，作者未知。
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