污泥中病毒的赋存特性及暴露风险防控研究

时间：2020-03-10 11:14:16 来源：给水排水 作者：戴晓虎 等

小编说

他们身处漩涡中心，为提交设计图纸连夜奋战；他们协助政府决策，为出台技术方案不眠不休；他们坚守防控一线，在雨雪寒潮中恪尽职守......《给水排水》杂志将在2020年第3/4期开设“新冠病毒阻击战”专栏，记录水业人在本次疫情期间所作的努力和贡献。

1 引言

一段时间以来，由2019-nCoV病毒引发的COVID-19新冠肺炎疫情牵头全国亿万人民的心，是继2003年SARS疫情后我国发生的又一次重特大疫情，引发世界各国的关注。近日，国内钟南山院士团队从新冠肺炎患者粪、尿中分离出2019-nCoV新型冠状病毒，警示存在“粪-口”、“粪-呼吸”的可能性。新冠病毒（2019-nCoV）与SARS-CoV、MERS-CoV、Ebolavirus、H5N1等一样，均属于包膜病毒。一些临床报告表明SARS-CoV、禽流感病毒等包膜病毒可通过感染患者的粪便排出体外，进而通过排水系统进入污水处理系统。相关存活性研究表明，许多包膜病毒随粪便进入城市污水系统后，可在几天到几个月内仍具有感染能力。与此同时，污泥富含有机物，导致其容易吸附大量的病毒，有研究表明，人体排泄的100多种病毒可能吸附在污泥中，由此保护病毒免受消毒灭活。因此，需重视随粪便排出的2019-nCoV新型冠状病毒进入城市污水系统后，通过污泥进行二次传播及暴露的风险。

截止2018年我国县级以上城市污水处理厂污泥已达到6765万吨（含水率80%计），且每年以5%-8%的比例增长，预计2020~2025年间，我国污泥年产量将突破8000万吨（含水率80%计）。由于污泥复杂的特性及广泛的来源，不仅含有有机质、氮、磷、钾等营养物质也含有病毒、致病菌、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质。目前我国污水厂污泥厂区内实现了浓缩脱水等减量化处理，正在大力推进污泥稳定化、无害化、资源化处理处置，对于污泥卫生化处理的要求关注度较少。已有《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）、《城镇污水处理厂污泥泥质》（GB24188-2009）、《农用污泥污染物控制标准》（GB4284-2018）等污泥处理处置标准对粪大肠菌群、细菌总数、寄生虫卵等进行限值控制，但尚未涉及到病毒的控制值。污水厂污泥处理处置环节中病毒的赋存、传播、灭活及暴露风险还不够清晰，需加强污泥卫生化相关的基础理论及技术方面的研究。

本文系统总结国内外污水处理厂污泥中病毒的赋存特征、灭活特性、传播途径、风险防控技术等方面的研究进展，并提出存在的问题，以便为疫情期间污水厂污泥中新冠病毒的风险防控，以及对未来加强相关方面的研究及标准制定提出了建议。

2 污泥中病毒的赋存特征

2.1污泥中的病毒

病毒是一种含核酸（DNA或RNA）、依靠宿主活细胞增殖的非细胞型生物。按感染对象的不同，可分为细菌病毒、植物病毒、动物病毒等。根据有无包膜可分为包膜病毒（如冠状病毒）和无包膜病毒（如肠道病毒），其中研究表明包膜类病毒在环境中更易失活。研究发现病毒可随粪便进入污水收集系统，进而吸附在污泥，因此，新冠病毒可能也存在类似现象。目前污泥中已被检出含有多种病毒，如肠道病毒（Enteroviruses）、腺病毒（Adenovirus）、甲型肝炎病毒（Hepatitis A virus）、轮状病毒（Rotavirus）、疱疹病毒（Herpesvirus）、乳头瘤病毒（Papillomavirus）、博卡病毒（Bocavirus）、冠状病毒HKU1（Coronavirus HKU1）等。污泥中一些常见病毒的类型及浓度如表1所示。

表1 污泥中一些常见病毒的类型及浓度

注：CFU-菌落形成单位数，MPNCU-细胞培养稀释培养计数，GC-基因拷贝数。

肠道病毒（Enterovirus）：单正链RNA病毒，无包膜，主要包括脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）、埃可病毒（Echovirus）、柯萨奇病毒（Coxsackievirus）等，可引起脊髓灰质炎、心肌炎等疾病，主要通过粪-口和呼吸道感染传播。Sidhu和Toze报道称由于污泥的吸附作用，污泥中肠道病毒的浓度往往高于污水厂进水中的浓度，同时其对消毒剂的耐受性较强，导致存活时间也较长，因此认为未消毒处理的污泥土地利用时存在风险。

腺病毒（Adenovirus）：线性双链DNA病毒，无包膜，可引起呼吸道疾病。研究表明，腺病毒可在污泥中大量存在（约1.3×102-7.96×105GC/L）。Gerba等发现对免疫功能低下的癌症患者，肠道腺病毒可导致53%-69%的死亡率，同时与其他肠道病毒相比，腺病毒对紫外线和热的耐受力更强，因而可在环境中存活更长的时间。

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