1. 引言
　　近十幾年來(lái)，世界各地陸續(xù)出現(xiàn)了新型病毒導(dǎo)致的流行性傳染病疫情，例如SARS-CoV引起的非典型性肺炎，MERS-CoV引起的中東呼吸綜合癥，Ebola病毒引起的埃博拉出血熱、AIV病毒引起的禽流感病毒人群感染，本次新型冠狀病毒引起的新型冠狀病毒肺炎，均造成了十分嚴(yán)重的后果，公眾對(duì)流行傳染性病毒的傳播途徑和感染風(fēng)險(xiǎn)高度關(guān)注。
　　2. 排泄物中的病毒都可能去了哪里？
　　污水處理廠通常匯集了多方來(lái)源的污水。在傳染病疫情爆發(fā)期間，污水處理系統(tǒng)可能在一定程度上也接納了感染病人的排泄物和用水后排放的污水(圖1-A)。攜帶傳染性病毒的污水通過(guò)市政污水管網(wǎng)排入到污水處理廠，在這個(gè)過(guò)程中，負(fù)責(zé)污水管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)維的工人可能會(huì)暴露于傳染性病毒(圖1-B)感染環(huán)境。

　　

圖1 傳染性病毒在污水系統(tǒng)的傳播路徑及人類潛在暴露位置[1]
　　如果疫情期間出現(xiàn)降水過(guò)程，雨污合流制系統(tǒng)的溢流污水有可能攜帶病毒排入到地表水環(huán)境中(圖1-C)。在污水處理廠內(nèi)，病毒可能存在于在不同處理工藝單元和污泥處理單元中，相應(yīng)地，負(fù)責(zé)運(yùn)維的工人可能也會(huì)暴露于傳染性病毒感染環(huán)境中(圖1-D和F)。
　　在經(jīng)歷了整個(gè)污水處理工藝流程后，若仍有病毒殘留于污水處理廠的出水中，病毒依舊有可能隨出水的排放進(jìn)入地表水環(huán)境中(圖1-E)。如果在該地表水環(huán)境中出現(xiàn)休閑娛樂(lè)活動(dòng)的公眾，那么這些公眾也有可能暴露于傳染性病毒中的潛在風(fēng)險(xiǎn)(圖1-G)。因此，作為環(huán)境健康和公共衛(wèi)生安全的關(guān)鍵一環(huán)，在污水處理過(guò)程中如何確保流行性病毒的去除與消毒，如何防范人員暴露風(fēng)險(xiǎn)，至關(guān)重要。
　　3.病毒在水環(huán)境中能存活多久？
　　在現(xiàn)有的研究和管理規(guī)定中，污水處理系統(tǒng)和水環(huán)境中的腸道病毒得到了更多的關(guān)注。腸道病毒以諾瓦克病毒、輪狀病毒等無(wú)包膜病毒為主，而近年來(lái)引起嚴(yán)重流行性傳染病爆發(fā)的SARS冠狀病毒、MERS冠狀病毒、埃博拉病毒、禽流感病毒以及新型肺炎冠狀病毒等卻均屬于有包膜病毒，即其外部包有由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成的外層(圖2)。

　　圖2 有包膜病毒和無(wú)包膜病毒[2]
　　目前已被發(fā)現(xiàn)的人類冠狀病毒包括SARS-CoV、MERS-CoV、HKU1-CoV、HCoVNL63、HCoV-OC43、HCoV-229E，以及最近的新型冠狀病毒，均屬于有包膜病毒。有研究報(bào)道，在20℃條件下，SARS冠狀病毒在糞便和尿液中分別可以存活3天和17天；而在4℃條件下，其在糞便和尿液中可存活17天以上[3]。
　　近日有國(guó)際期刊和新聞報(bào)道，新型冠狀病毒肺炎患者糞便樣本中的新型冠狀病毒核酸呈陽(yáng)性，已檢測(cè)到活病毒，而新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒有相似的特性。因此，根據(jù)圖1所示的病毒傳播路徑，新型冠狀病毒在污水處理系統(tǒng)和水環(huán)境中存在著潛在的傳播風(fēng)險(xiǎn)，需要加以特別關(guān)注。
　　目前對(duì)污水處理系統(tǒng)和水環(huán)境中有包膜病毒的研究較為有限，因此，我們對(duì)比了一些實(shí)驗(yàn)室條件下有包膜和無(wú)包膜病毒在水相環(huán)境中的存活時(shí)間(表1)。從這些研究結(jié)果中不難發(fā)現(xiàn)，SARS等有包膜病毒在水相環(huán)境中的存活時(shí)間比無(wú)包膜病毒的存活時(shí)間要短得多。
　　表1 病毒在水相環(huán)境中的存活時(shí)間

　　但相似的是，無(wú)論是有包膜還是無(wú)包膜，更高的溫度往往更有利于病毒的滅活。在20℃、避光條件下，SARS冠狀病毒在醫(yī)院污水、生活污水和脫氯自來(lái)水中只能存活2天；而在4℃條件下，其在水體中可存活14天以上[3]。
　　因此，相比于以往更受關(guān)注的脊髓灰質(zhì)炎病毒、輪狀病毒等，冠狀病毒等有包膜病毒在水相環(huán)境中的存活時(shí)間更短，其在水中的傳播風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)更弱。
　　4.污水處理工藝能去除多少病毒？
　　在目前的研究報(bào)道、相關(guān)規(guī)定以及污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中，更大程度上關(guān)注的是腸道病毒（無(wú)包膜病毒）在污水處理工藝中的去除效果。大多數(shù)情況下，污水處理工藝（不包括消毒）對(duì)腸道病毒的去除效果通?？梢赃_(dá)到2log以上[8]。
　　注：對(duì)數(shù)去除率=log10(進(jìn)水濃度/出水濃度)；1log對(duì)應(yīng)90%去除率，2log對(duì)應(yīng)99%去除率，3log對(duì)應(yīng)99.9%去除率，以此類推。
　　在消毒處理之前，污水處理工藝對(duì)病毒的去除可以達(dá)到2log以上，那么在消毒處理之后呢？
　　消毒處理對(duì)病原微生物的滅活效果取決于CT值，即接觸池末端消毒劑的濃度×接觸時(shí)間。污水消毒工藝中的CT值一般以糞大腸菌群為指標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)。當(dāng)采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣或二氧化氯為消毒劑時(shí)，美國(guó)加州按CT值為450 mg·min/L來(lái)設(shè)計(jì)，腸道病毒的滅活率可達(dá)到99.99%(即4log)；當(dāng)采用臭氧為消毒劑時(shí)，按CT值1 mg·min/L設(shè)計(jì)運(yùn)行[9]。對(duì)于有包膜病毒，以埃博拉病毒為例，氯消毒對(duì)其在滅菌后市政污水中的去除率也可最高達(dá)到4.18log(圖3)[10]。

　　圖3 氯消毒對(duì)埃博拉病毒的對(duì)數(shù)去除率和CT值
　　在污水處理工藝流程中，消毒處理對(duì)于病毒的滅活是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。那么污水處理廠通常所采用的紫外消毒和氯消毒，對(duì)于有包膜和無(wú)包膜病毒的滅活存在著什么區(qū)別呢？

　　圖4 UV254和游離氯對(duì)有包膜病毒的滅活機(jī)制[11]
　　美國(guó)密歇根大學(xué)的研究結(jié)果顯示，游離氯能夠穿透脂質(zhì)包膜，與病毒內(nèi)的蛋白質(zhì)優(yōu)先反應(yīng)，對(duì)其進(jìn)行滅活；相比于與無(wú)包膜病毒反應(yīng)，有包膜病毒對(duì)游離氯的滅活敏感性要高30倍[11]。而在紫外消毒處理中，UV254則優(yōu)先通過(guò)與有包膜病毒的基因組反應(yīng)來(lái)滅活病毒，同時(shí)有包膜和無(wú)包膜病毒對(duì)UV254的滅活敏感性差異不大(圖4)[11]。
　　通常情況下，無(wú)包膜病毒比有包膜病毒在環(huán)境中更穩(wěn)定。無(wú)包膜病毒在污水中的存活時(shí)間從幾天到幾個(gè)月不等，而有包膜病毒在污水中的存活時(shí)間則為幾個(gè)小時(shí)到幾天之間[12]。當(dāng)暴露于次氯酸鈉消毒劑時(shí)，有包膜病毒比無(wú)包膜病毒呈現(xiàn)了更高的滅活水平[13]。
　　目前污水處理廠的（消毒）處理工藝和出水標(biāo)準(zhǔn)，都基于無(wú)包膜病毒的滅活，而無(wú)包膜病毒比冠狀病毒等有包膜病毒更難以滅活，因此，保持現(xiàn)有的污水處理工藝（包括消毒工藝）并嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行管理要求和出水標(biāo)準(zhǔn)，能夠控制病毒在城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)中的傳播和暴露風(fēng)險(xiǎn)。
　　5.再生水應(yīng)滿足哪些要求？
　　城市污水的再生利用能夠充分利用非常規(guī)水資源，推動(dòng)水污染負(fù)荷的削減，擴(kuò)充城市水環(huán)境容量。大多數(shù)污水處理廠已經(jīng)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)前文所述，目前現(xiàn)有的污水處理設(shè)施，包括消毒處理設(shè)施，能夠滿足對(duì)新冠病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)的控制。
　　那么，目前的標(biāo)準(zhǔn)中都是怎么樣規(guī)定呢？
　　根據(jù)我國(guó)《城鎮(zhèn)污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50335-2016)中關(guān)于再生水廠消毒處理的規(guī)定，再生水的消毒方法可采用氯消毒、二氧化氯消毒、紫外消毒、臭氧消毒，也可采用紫外線與氯消毒或臭氧與氯消毒的組合方法。常規(guī)氯投加量宜采用6 ~15 mg/L，二氧化氯投加量宜采用4 ~10 mg/L，與再生水的接觸時(shí)間不應(yīng)小于30 min；紫外線消毒劑量宜采用24 ~30 mJ/cm2，接觸時(shí)間宜為5~30s；臭氧消毒投加量宜為8 ~15 mg/L，接觸時(shí)間宜為10 ~20 min。
　　根據(jù)我國(guó)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，出水中的糞大腸菌群數(shù)不得超過(guò)1000 個(gè)/L。對(duì)于再生水的利用，《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T 18921-2019)中也規(guī)定了觀賞性景觀用水的糞大腸菌群不得超過(guò)1000 個(gè)/L。疫情期間，污水處理廠的糞大腸菌群排放限值可適當(dāng)降低。例如，深圳市在疫情期間，規(guī)定了糞大腸菌群限值內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為200個(gè)/L，特殊情況下，也不得超過(guò)500個(gè)/L，比國(guó)標(biāo)更加嚴(yán)格。
　　總的來(lái)說(shuō)，嚴(yán)格執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)污水處理廠再生水、排放出水和受納水體中的病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效控制。
　　6.總結(jié)
　　新型冠狀病毒在城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中存在著潛在的傳播風(fēng)險(xiǎn)，但嚴(yán)格執(zhí)行污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)和再生水利用標(biāo)準(zhǔn)，可以控制病毒的傳播風(fēng)險(xiǎn)。相比于腸道病毒，冠狀病毒在水中的存活時(shí)間更短，目前的消毒處理工藝也能夠滿足冠狀病毒的滅活要求。新型肺炎疫情期間，應(yīng)確保出水糞大腸菌群穩(wěn)定達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)從業(yè)人員的防護(hù)措施，避免污水接觸、污泥接觸、氣溶膠吸入等方面的暴露風(fēng)險(xiǎn)。
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　　琬琳 供稿