焦点提醒：戴晓虎：污水处置厂污泥中病毒的赋存特征和处置措置进程中表露风险防控研究进展 截止2018年我国县级以上城市污水处置厂污泥已到达6765万吨（含水率80%计），且每一年以5%-8%的比例增加，估计2020~2025年间，我国污泥年产量将冲破8000万吨（含水率80%计）。因为污泥复杂的特征和普遍的来历，不但含有无机质、氮、磷、钾等养分物资也含有病毒、致病菌、寄生虫卵、重金属等有毒无害物资。今朝我国污水厂污泥厂区内实现了浓缩脱水等减量化处置，正在鼎力推动污泥不变化、无害化、资本化处置措置，对污泥卫生化 1 引言 一段时候以来，由2019-nCoV病毒激发的COVID-19新冠肺炎疫情牵头全国亿万人平易近的心，是继2003年SARS疫情后我国产生的又一次重特年夜疫情，激发世界列国的存眷。近日，国内钟南山院士团队重新冠肺炎患者粪、尿平分离出2019-nCoV新型冠状病毒，警示具有“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，均属在包膜病毒。一些临床陈述注解SARS-CoV、禽流感病毒等包膜病毒可经由过程传染患者的粪便排出体外，进而经由过程排水系统进入污水处置系统。相干存活性研究注解，很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传染能力。与此同时，污泥富含无机物，致使其轻易吸附年夜量的病毒，有研究注解，人体分泌的100多种病毒可能吸附在污泥中，由此庇护病毒免受消毒灭活。是以，需正视随粪便排出的2019-nCoV新型冠状病毒进入城市污水系统后，经由过程污泥进行二次传布和表露的风险。 截止2018年我国县级以上城市污水处置厂污泥已到达6765万吨（含水率80%计），且每一年以5%-8%的比例增加，估计2020~2025年间，我国污泥年产量将冲破8000万吨（含水率80%计）。因为污泥复杂的特征和普遍的来历，不但含有无机质、氮、磷、钾等养分物资也含有病毒、致病菌、寄生虫卵、重金属等有毒无害物资。今朝我国污水厂污泥厂区内实现了浓缩脱水等减量化处置，正在鼎力推动污泥不变化、无害化、资本化处置措置，对污泥卫生化处置的要求存眷度较少。已有《城镇污水处置厂污染物排放尺度》（GB18918-2002）、《城镇污水处置厂污泥泥质》（GB24188-2009）、《农用污泥污染物节制尺度》（GB4284-2018）等污泥处置措置尺度对粪年夜肠菌群、细菌总数、寄生虫卵等进行限值节制，但还没有触及到病毒的节制值。污水厂污泥处置措置环节中病毒的赋存、传布、灭活和表露风险还不敷清楚，需增强污泥卫生化相干的根本理论和手艺方面的研究。 本文系统总结国表里污水处置厂污泥中病毒的赋存特点、灭活特征、传布路子、风险防控手艺等方面的研究进展，并提出具有的问题，以便为疫情时代污水厂污泥中新冠病毒的风险防控，和对将来增强相干方面的研究和尺度制订提出了建议。 2 污泥中病毒的赋存特点 2.1 污泥中的病毒 病毒是一种含核酸（DNA或RNA）、依托宿主活细胞增殖的非细胞型生物。按传染对象的分歧，可分为细菌病毒、动物病毒、动物病毒等。按照有没有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），此中研究注解包膜类病毒在情况中更容易掉活。研究发觉病毒可随粪便进入污水搜集系统，进而吸附在污泥，是以，新冠病毒可能也具有近似现象。今朝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。污泥中一些常见疾病毒的类型和浓度如表1所示。 肠道病毒（Enterovirus）：单正链RNA病毒，无包膜，首要包罗脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）、埃可病毒（Echovirus）、柯萨奇病毒（Coxsackievirus）等，可引发脊髓灰质炎、心肌炎等疾病，首要经由过程粪-口和呼吸道传染传布。Sidhu和Toze报导称因为污泥的吸附感化，污泥中肠道病毒的浓度常常高在污水厂进水中的浓度，同时其对消毒剂的耐受性较强，致使存活时候也较长，是以认为未消毒处置的污土壤地操纵时具有风险。 腺病毒（Adenovirus）：线性双链DNA病毒，无包膜，可引发呼吸道疾病。研究注解，腺病毒可在污泥中年夜量具有（约1.3×102-7.96×105GC/L）。Gerba等发觉对免疫功能低下的癌症患者，肠道腺病毒可致使53%-69%的灭亡率，同时与其他肠道病毒比拟，腺病毒对紫外线和热的耐受力更强，因此可在情况中存活更长的时候。 轮状病毒（Rotavirus）：双链RNA病毒，无包膜，具有双层衣壳，首要经粪-口路子或呼吸道路子传布。Arraj等]报导称与脊髓灰质炎病毒比拟，污泥对轮状病毒的吸附能力较弱，其在污泥中的浓度较低。 甲型肝炎病毒（Hepatitis A virus）：单正链RNA病毒，无包膜，首要经由过程粪-口授播，可引发人类肠道肝炎。Straub等用PCR检测未消化污泥和消化污泥中的甲型肝炎病毒时发觉8个样本中有7个都可检测到该病毒，认为该病毒普遍具有在污泥中，但尚不克不及判定它们是不是仍具有传染活性。 星状病毒（Astrovirus）：单正链RNA病毒，球形、无包膜，可引发幼小动物发生腹泻症状，可经由过程粪-口授播。有研究注解污泥中可检测到星状病毒，但其具体报导不多。 今朝关在污泥中病毒的报导首要是无包膜病毒，关在包膜病毒报导较少，这多是因为包膜病毒在城市污水中浓度较低、且被认为易降解，因此一向以来在污水污泥中没有获得足够的存眷。但是，2013年Bibby等对美国5个污水处置厂中的污泥进行鸟枪病毒基因组学研究时发觉污泥中冠状病毒HKU1的检出率跨越80%，且相对品貌较高，应增强正视污泥中冠状病毒等包膜类病毒的存活与灭活。 据文献报导，冠状病毒（Coronavirus）为单正链RNA病毒，有包膜，宿主为脊椎动物（如人、鼠、猪、牛等），可形成呼吸系统传染等人类疾病，室温前提下，SARS冠状病毒GVU6109株可在碱性pH的腹泻粪便中能存活4d，在呼吸道中存活17d。 综上，今朝污水厂污泥中检出率和浓度相对较高的首要是无包膜类的病毒（如肠道病毒），但跟着检测手艺的成长和人们对冠状病毒等包膜类病毒的正视，包膜类病毒在污泥中的检出和存活也逐步遭到存眷，将来对污泥中病毒的品种（包膜类和无包膜类病毒）的熟悉也会慢慢晋升。 2.2 污泥中病毒的检测方式 污泥中病毒的检测凡是包罗三个进程，即洗脱、浓缩和检测。 病毒的洗脱是经由过程洗脱液将病毒和污泥分手，首要洗脱液包罗10%牛肉提取液、酸沉淀后牛肉浸液、明矾沉淀后Tris缓冲液等。Monpoeho等对照了8种洗脱方式，发觉0.03M NaCl-7%牛肉提取物（pH 7.5）和10%牛肉提取物（pH 9）两种洗脱方式，更利在后续病毒的细胞培育和PCR检测。Sano等认为保守的牛肉提取液含有的卵白质、腐殖酸等物资晦气在后续基因的扩增，因此开辟了酶病毒洗脱法（EVE），研究注解溶菌酶等与RT-PCR连系可以使病毒收受接管率到达31%，是利用10%牛肉提取液洗脱法的4倍摆布。 病毒的浓缩可提高其检出率，并减小洗脱液的体积，首要包罗聚乙二醇浓缩法、超速离心法、过滤法（超滤法、膜过滤法等）、无机絮凝法等。Prado等发觉与间接超速离心浓缩法比拟，基在牛肉提取液洗脱法的超速离心法更合适污泥中人腺病毒HAdV、轮状病毒RV-A和诺如病毒NoV-GII的浓缩与检测。 病毒的检测常采取细胞培育法、免疫学检测法（免疫荧光法（IFA）、酶联免疫吸附法（ELISA））和份子生物学检测法（PCR、基因芯片等）。细胞培育法作为保守的病毒检测方式，间接经由过程细胞病变和灭亡环境来表征污泥中病毒浓度和其传染活性，检测便利、直不雅，但检测周期较长、检测病毒类型无限（仅合适可分手培育病毒，对诺如病毒、星状病毒、沙坡病毒等病毒难以分手培育没法检测）。同时，免疫学检测法（如免疫荧光法IFA、酶联免疫吸附法ELISA）用在污泥病毒检测，常具有检出限高、活络度低等问题。 份子生物学检测法具有快速、高效、活络、特异等特点，在国表里获得普遍的利用，可同时对多种病原微生物进行快速阐发检测，首要方式包罗聚合酶链式反映（PCR）、基在核酸序列扩增（NASBA）、环介导等温核酸扩增手艺（LAMP）、基因芯片等，同时可与细胞培育法、免疫手艺连系利用，如抗原捕捉PCR（AC-PCR）方式。采取PCR手艺检测污泥病毒时，提取液中的腐殖酸、无机盐等会对PCR形成按捺感化，可操纵聚乙二醇沉淀、树脂过滤等方式消弭这些影响。另外，Chen等采取基因芯片特异型杂交可对8种冠状病毒进行特同性判定和辨别时，其活络度比PCR高1000倍，且可同时用在8种冠状病毒传染的诊断。可是，份子生物学方式也具有没法辨别传染性和非传染型病毒颗粒的不足。是以，在现实利用时，应按照检测需求，连系方针病毒与污泥泥质的特点，选择适合的阐发方式。 对污泥中肠道病毒和轮状病毒的检测，美国情况庇护局（USEPA）采取10%牛肉提取液作为洗脱液，进而操纵无机絮凝法进行病毒的浓缩，最初利用BGM细胞系进行噬菌斑阐发，以定量检测病毒，但该方式其实不能正确检测所有肠道病毒，其定量机能很年夜水平上与污泥类型和性质相关。 污泥中病毒品种浩繁，可否找到能够表征污泥病毒性的唆使病毒，和若何快速表征污泥病毒活性是今朝研究者们存眷的重点。Bibby等操纵病毒宏基因组学揭露了污泥中病毒多样性，并认为病毒宏基因组学可连系qPCR、细胞培育法等病毒检测数据，为病毒在污泥中的传布和风险评估供给数据支持。与此同时，噬菌体如体细胞年夜肠杆菌噬菌体（SOMCPH）常被用在唆使污水污泥中的肠道病毒。Australia等国度已将SOMCPH添加到污泥卫生化处置的尺度中，并采取双层琼脂手艺、间接提取等提取方式，连系RT-PCR检测污泥中的SOMCPH。但今朝研究的噬菌体更多用来唆使污泥中的肠道病毒，尚不清晰是不是能唆使其他类型的病毒，是以需继续摸索合用在污泥中其他病毒污染的表征方式。 2.3 污泥中病毒的存活 病毒分开寄主后不克不及滋生，但能够在污泥中存活必然时候。研究注解将含有病原微生物的污泥进行地盘操纵后，发觉两周后泥土中未检测到肠道病毒；年夜肠杆菌、粪年夜肠菌群和肠球菌等致病菌在2个月内迟缓降落，但产气荚膜梭菌浓度转变不年夜，这注解分歧病原微生物的存活特征分歧。同时，污泥中病毒的存活时候与外界情况身分有主要关系，如温度、pH、湿度、污泥组分等。 温度的影响：温度升高，会形成病毒的卵白量变性，酶类活性消逝，从而形成病毒的存活率和存活时候下降。尝试室前提下，污泥中分歧温度下猪瘟疱疹病毒（SuHV-1）的存活时候分歧：50℃存活时候不到1h；40℃存活时候为4d；30℃存活时候为34d。传染性极强的SARS（SARS-CoV）病毒常温下可在人的粪便和尿液中不变存活1-2d，而在4℃和-80℃情况下最少可存活4d。Schwarz等研究也注解，污泥中的病毒在冬季能够存活很长一段时候，特殊是在污泥中的深层（>1米）。 pH的影响：污泥中病毒的存活还遭到pH的影响，高pH值可致使病毒卵白质衣壳和核酸被粉碎，从而按捺病毒的存活。Feng等研究发觉，比拟在碱性前提，噬菌体MS2在酸性前提下可以或许存活的更好；甲型肝炎病毒等病毒可在pH为1-3.75时不变存活，被认为具有耐酸性。pH还会影响污泥中游离氨（NH3）的具有程度，从而影响病毒的存活状态，Ward和Ashley研究注解厌氧消化污泥中的游离氨（NH3）可引发脊髓灰质炎病毒不成逆转的灭活，Magri等发觉噬菌体对氨的抗性高在腺病毒和轮状病毒。情况中的pH还可影响病毒的带电机能，从而影响污泥与病毒的连系，周玉芬等发觉活性污泥对f2噬菌体的吸附能力跟着pH的升高而降落。 湿度的影响：有报导注解，湿润的情况有益在病原微生物的存活，且湿度每下降10%，病毒可检出量便会削减80%。Ward和Ashley研究发觉跟着水份的蒸发，污泥中固体含量由65%增至83%，脊髓灰质炎病毒滴度可下降3个数目级以上。Rouch等发觉噬菌体、年夜肠杆菌等在空气干燥进程中较着削减。非典型肺炎SARS病毒在物品概况干燥后能够存活48h，而在患者的分泌物中可保存4d摆布。分歧的病毒对干燥的耐受能力分歧，Scattar等发觉保留8个月后的污泥塘干污泥样品中肠道病毒和呼肠孤病毒仍然存活，Mccaustland等注解甲型肝炎病毒在42%的相对湿度下在粪便中存活时候为30d。 污泥组分的影响：作为一个复杂系统，污泥中年夜量含有无机物、胶体物资等，是以污泥组分也可能影响病毒的存活特点。Tennant等发觉犬冠状病毒在犬粪便中的保存时候较发展培育基较着缩短，认为可能与粪便中的pH值、离子和胶体的具有相关。Berg等发觉肠道病毒在5℃下的延时曝气池中可存活38d，而在氧化沟中仅能存活17d，可能与分歧污泥中所含物资分歧相关。Bagdasaryan研究发觉与有菌前提比拟，在无菌前提下泥土中病毒的存活率更高，注解污泥和泥土中微生物的具有也会影响病毒的存活。 2.4 污水厂污泥中病毒的节制尺度 针对污泥处置措置，今朝美国首要采取的是1993年公布的《美国生物污泥发生、利用和措置陈述》（40 CFR Part503）这一尺度，此中对污泥中病原菌、病毒的节制提出了具体要求（表2）。欧盟针对污泥处置措置制订了多项污泥尺度，此中污泥农用原则（Sewage Sludge Directive 86/278/EEC）是欧盟各成员国制定污泥尺度时的参考框架，尺度中虽未对污泥中病毒等病原体的含量作出明白要求，但要求污泥进行恰当的调度，以去除病原微生物。法国、丹麦、芬兰等欧盟成员国对致病微生物的节制限值如表2所示。 我国针对污泥处置措置最早公布的尺度是《农用污泥中污染物节制尺度》（GB4284-1984），提出了农用污泥等的污染目标，但对无机污染物和生物学目标并未作出要求。2002年公布的《城镇污水处置厂污染物排放尺度》（GB18918-2002）中提出了污泥不变化的节制目标，此中划定了污泥中蠕虫卵灭亡率和粪年夜肠菌菌群的限值。尔后，我国制订一系列污泥处置措置尺度，包罗《城镇污水处置厂污泥泥质》（GB24188-2009）、《城镇污水处置厂污泥措置夹杂填埋用泥质》（GB/T 23485-2009）、《农用污泥污染物节制尺度》（GB4284-2018）等，各尺度对污泥卫生学目标的限值如表3所示。今朝我国污泥泥质的卫生学目标一般采取粪年夜肠菌群数、寄生虫卵含量、细菌总数，但是这些病原微生物与年夜大都病毒对消毒剂和四周情况的耐受能力分歧，是以没法正确表征污泥中病毒的污染状态，是不是引入病毒学目标需要深切研究。 我国唯一流行症医疗机构对其发生的污泥限制了肠道病毒这一病毒学目标，如表4所示，不外该尺度未对肠道病毒的检测方式和取样量进行明白划定，需要参考国外尺度，连系我国国情完美我国污泥卫生学目标系统，防控污泥处置措置进程中病毒二次传布和表露风险。 2.5 污泥中病毒的灭活 因为污泥是一种高含水、多介质的复杂系统，和水等平均介质具有较年夜的差别，致使污水中经常使用的消毒方式（如氯消毒、臭氧消毒等）利用在污泥时，消毒结果不睬想。是以，国表里对污泥中病毒的灭活展开了一系列研究和项目实践，整体可分为物理法（高温、辐射、干燥等）、化学法（石灰不变法、二氧化氯、过氧乙酸等）、生物法（酶等）等三年夜类。 2.5.1 物理法 高温灭活：高温可粉碎病毒的卵白质，从而实现病毒的灭活，经常使用的方式首要包罗巴氏杀菌法（一般在60-82℃）、热处置法（>100℃）等。有研究发觉采取巴氏杀菌法（70℃，30min）可杀灭浓缩污泥中沙门氏菌和细胞病变肠道病毒。用热处置灭活贻贝中甲型肝炎病毒（HAV）时发觉在60℃下处置30min，80℃浸泡10min和100℃浸泡1min均不足以灭活所有病毒；需要在100℃浸泡2min才能完全灭活病毒。Zenker等研究发觉超声波与保守热处置连系还能够实现低频超声波和热的协同感化，提高病原体的灭活结果。 辐射消毒：辐射消毒凡是采取β或γ射线（用来自60Co或137Ce）在室温下（20℃）照耀污泥，可实现污泥的消毒。张年光光阴等[71]采取γ射线和电子束照耀城市污水厂污泥时发觉较低剂量(1 kGy)辐照便可年夜幅下降活性污泥中的细菌总数。Robert等 发觉污泥中的脊髓灰质炎病毒对微波辐射最敏感；艾柯病毒对γ辐射比脊髓灰质炎病毒更敏感。不外，辐射的消毒结果会遭到污泥厚度的影响，研究发觉污泥厚度会影响粪性链球菌、真菌、放线菌和细菌总数的消毒结果。 干燥灭活：有研究发觉肠道病毒会跟着污泥天然蒸发干燥而灭活，干燥进程中脊髓灰质炎病毒的活性较着下降。在污泥干燥进程中病毒颗粒可被分化，释放出遗传物资，因此这类灭活是不成逆的。今朝操纵人工热源可将污泥含水率降至20%以下 ，此进程首要是基在热效应阐扬消毒感化。 2.5.2 化学法 经由过程添加碱性材料（如石灰、氨水、炉渣等）将pH调理至12或以上，实现病毒的灭活，是一种简单、经济的消毒方式。Bruna等研究发觉碱法不变能在2-24h内灭活污泥中的年夜肠杆菌、沙门氏菌等病原唆使微生物。石灰不变法还可在24h内将接种到堆肥和生污泥中的腺病毒5型，轮状病毒Wa和雄性特同性年夜肠杆菌噬菌体MS2降至低在检出限。研究发觉革兰氏阳性杆菌与肠道病毒对熟石灰较为敏感，且操纵熟石灰消毒时，无机物和温度对其消毒结果影响较小。另外，添加石灰引发的温度升高也是杀灭病原微生物的主要缘由。Boost等[86]发觉污泥中插手石灰后温度可由20℃升至98℃。碱法不变法还常与热处置等结合利用，可加强灭菌结果，并提高污泥脱水机能。 除石灰、氨水外，经常使用的消毒剂还次氯酸钠、过氧乙酸等。Tsai等发觉次氯酸盐比二氧化氯对年夜肠杆菌的消毒结果更好，且消毒结果与污泥特征和浓度、搅拌速度相关，即污泥浓度越低，搅拌速度越快，消毒结果越好。他们还发觉与浓缩污泥比拟，两种消毒剂对二沉污泥的消毒结果更好。过氧乙酸（PAA）是一种布局简单的过氧化无机酸，氧化性强是高效灭活病毒的首要缘由。张景丽研究发觉次氯酸钠和过氧乙酸两种消毒剂对MBR工艺的污泥消毒均有用，但前者结果略优在后者；采取次氯酸钠对污泥消毒时会发生消毒副产品（如CHCl3），而过氧乙酸消毒进程中无较着副产品的生成，认为过氧乙酸更佳。朱丹等[87]发觉对沉降了30min的活性污泥进行消毒可削减过氧乙酸的投加量。 2.5.3 生物法 污泥微生物可经由过程捕食、拮抗和养分合作等体例实现病原微生物的杀灭，还可操纵降解病毒卵白质外壳的酶实现病毒的灭活。Paluszak等注解在堆肥进程中猪瘟病毒的灭活与污泥中的微生物慎密相干。Lipson等研究注解污泥细菌能够操纵病毒作为发展基质，从而增进病毒的灭活。Cliver等发觉污泥中柯萨奇A-9型病毒可被卵白水解菌（特别是铜绿假单胞菌）灭活。有研究注解厌氧消化进程污泥中微生物发生的卵白酶可增添年夜肠杆菌噬菌体MS2的掉活，是引发污泥中肠道病毒衰变的主要身分之一。Ward等发觉厌氧消化污泥中，脊髓灰质炎病毒的核糖核酸和两种最年夜的病毒卵白都被裂解，这可能与污泥中的核糖核酸酶和卵白酶相关。一些研究注解泥土和夹杂垃圾中细菌的发生酶也具有灭活病毒的现象，Nasser等研究泥土中铜绿假单胞菌发生的纯卵白酶、卵白酶和胞外酶对MS2年夜肠杆菌噬菌体和一系列肠道病毒掉活的影响，发觉所有被检测的卵白酶源均显示出抗病毒活性，但活性取决在病毒类型。Ming等发觉夹杂垃圾中1型脊髓灰质炎病毒（PO1）掉活的部门缘由是由垃圾中的细菌发生的卵白水解酶引发的。 另外，研究注解分歧情况前提下微生物对病毒的灭活结果分歧。Hurst发觉在好氧微生物的感化下人类脊髓灰质炎病毒1型菌株LSc-2ab的灭活可增高2-3倍，而厌氧微生物感化下未发觉这一现象，认为泥土中的抗病毒活性感化可归因在好氧微生物的具有。Scheuerman等也发觉与厌氧消化（0.33log10/d）比拟，污泥好氧消化（0.77log10/d）对病毒的灭活率更高。 3 污泥处置措置中病毒的传布和表露风����APP险 3.1 污泥处置措置环节中病毒的传布和表露 我国污水处置厂污泥处置系统包罗污泥储存、浓缩、调度、脱水/干化、存储、运输等环节。按照今朝国度相关污泥不变和资本化需要，污泥处置系统还包罗污泥厌氧消化、好氧堆肥、燃烧等处置工艺。在这些处置环节中病毒可能具有气传播播和操作人员的接触传布，但是今朝关在污水厂污泥处置进程中病毒的传布和表露路子和风险缺少系统研究。2020年2月1日，生态情况部发出了《新型冠状病毒污染的医疗污水应急处置手艺方案》，此中说起“污泥在贮泥池中进行消毒，贮泥池有用容积应不小在处置系统24h产泥量，且不宜小在1m³。贮泥池内需采纳搅拌办法，以利在污泥加药消毒；应尽可能避免进行与人体表露的污泥脱水处置，尽量采取离心脱水装配”，这对疫情时代污水处置厂污泥处置环节的应急防控具有指点和参考价值。 除污泥处置环节，污泥措置进程中也可能具有病毒的分散和表露风险，包罗污土壤地操纵（好比泥土改进、园林绿化、农用、林地操纵）、污泥填埋、污泥建材操纵等环节。今朝关在污土壤地操纵中病毒的风险评估比力多。研究注解未消毒处置的污泥一旦进入地盘，吸附污泥中的病毒可能会浸出风险。有证据注解污泥中的病毒在地盘操纵进程中可能构成气溶胶，致使具有空气传布表露的风险。相关污土壤地操纵的定量微生物风险评估阐发注解与沙门氏菌比拟，诺如病毒、腺病毒每一年的传染风险峻年夜，其次为肠道病毒。在分歧的表露路子，病毒风险品级巨细别离为：间接摄取>气溶胶吸入>>污染地下水摄取>污染食品摄取。按照美国EPA 503律例记实，对污土壤地操纵四周公家最年夜的风险路子是吸入污土壤地操纵中构成的带病原体的气溶胶，包罗将污泥放入喷洒装配、污泥喷洒到地盘，和污泥拌入泥土等进程，由于间接摄取污泥将病毒带入人体的几率很低。若何下降污土壤地操纵进程中气溶胶传布风险，一方面是可经由过程强化污泥卫生化前端处置（污泥消毒）削减污泥病毒的含量，另外一方面也可经由过程设置防护间距来节制，研究注解距离距离从30增添165m时，病毒传染风险可削减0.5-1.0 log。另外污泥含水率也会是一个主要影响身分，研究发觉脱水污土壤地操纵进程中抛散发生的气溶胶是液态污泥喷洒的80倍。可是，与液态污泥比拟，脱水污泥的运输加倍经济，是以我们需要优化脱水污泥的含水率，以便均衡经济本钱与病毒传布风险。 3.2 污泥处置工艺对病毒的削减感化 （1）污泥厌氧消化 污泥厌氧消化是实现污泥不变化的主要手段。厌氧进程易腐无机物的降解，同时高温前提存留必然时候，可显著杀灭有用杀死绝年夜大都病原物，实现污泥的卫生化。美国EPA503指出[55]污泥在35℃到55℃厌氧消化处置15d以上，在20℃处置60d，可显著削减病原体数目。研究注解经中温厌氧消化处置，可知足美国EPA 503划定的B类污泥尺度。Cheunbarn等用厌氧中温-厌氧高温或厌氧高温-厌氧中温的双消化系统，处置初沉污泥和残剩污泥的夹杂物，当进泥中沙门菌浓度为2-12 MPN/g TS时，高温反映器（62℃）处置14d，同时中温反映器（37℃）处置1d，沙门菌等致病菌均能到达美国EPA 503划定的A 类污泥产物尺度。 但是，分歧污泥消化前提对病毒的削减感化分歧。研究注解仅靠中温厌氧消化不克不及有用下降污泥中传染性病毒的程度。在美国，由中温厌氧消化处置发生的B级污泥中可以或许检测出传染性肠道病毒和腺病毒，它们的含量别离可到达101~103和102~104 MPN/g污泥。与中温厌氧消化比拟，污泥高温厌氧消化对腺病毒的去除率更高。研究发觉高温发酵（60℃，65kpa）可致使噬菌体f2每小时下降3.5log10，高温消化（54.5℃）每小时可下降滴度1.2log10，而中温消化（34.5℃）仅不雅察到每小时0.04log10的掉活率，此中温度对三种工艺中噬菌体的灭活的进献率别离为100%、32%和19%。Levantesi等对照两种预处置方式（热水解和超声波）和5种污泥消化工艺（高温厌氧消化TAD 55℃、中温厌氧消化MAD 37℃、中温厌氧消化与常温好氧消化AA、中温/高温厌氧消化UMT、超声波/中温/高温厌氧消化UMT-S）对体细胞年夜肠杆菌质粒（SOMCPH，病毒替化性目标）的削减结果，成果注解热预处置（135℃、20min）的log10去除率最高，可到达3.9~5.2，而超声波预处置几近没有去除结果。5种污泥消化工艺对SOMCPH的log去除率别离为：UMT-S（2.4±0.4）≈UMT（2.3±0.4）≈TAD（2.2±0.7）≈AA（2.0±0.6）>MAD（0.9±0.4）。Astals等研究发觉污泥中温厌氧消化（37℃，20d）对SOMCPH和F-RNA细菌质粒（FRNAPH）的平均log10去除率别离为1.0和2.7，而经由过程80℃、10min卫生化处置后，log10去除率均跨越6.0，这可能跟系统中卵白酶具有相关，有待在进一步研究证明。 整体而言，厌氧消化作为污泥不变化的工艺，具有必然的去除病原微生物和病毒的结果，起到污泥的卫生化处置的感化，研究成果注解，污泥高温厌氧消化和多级串级消化工艺对病毒有更好的削减感化。针对污泥完全卫生化的要求，灭活污泥病原菌和病毒，采取污泥消毒+厌氧消化（如高级厌氧消化）或高温卫生化处置是一种有用的路子。 （2）污泥堆肥 污泥堆肥经由过程无机质降解发生的热量，使基质升温，在不变化进程中温度可达55-70℃，在必然的逗留时候前提下，可充实去除年夜大都肠道微生物。研究注解55-70℃温度前提下可以使病毒削减3-4 log10。美国EPA 503指出污泥堆肥温度上升到40℃或更高，保持此温度5d，同时在这5d时代，有4h温度跨越55℃，便可显著削减病原体数目；利用静态好氧堆肥方式，污泥温度节制在55℃以上，并延续3d，若利用摊堆方式时，污泥温度节制在55℃或更高，而且要延续15d以上，可进一步杀灭病原体数目。 Paluszak等发觉在污泥好氧堆肥进程中，既使没有高温阶段，病毒的存活时候仅为34-44.5h，认为除温度以外，堆肥进程其他理化身分可能也会引发病毒的削减。脱水感化多是引发病毒削减的另外一个缘由，它可经由过程病毒衣壳的断裂，致使核苷酸的释放。Heck研究发觉堆肥终产品中未发觉肠病毒。Watanabe等研究注解在1.0g湿堆肥基质也没有检测出病毒，认为污泥堆肥基质中病毒每一年的传染风险低在万分之一，注解污泥堆肥对病毒有很好的节制结果。 可是，污泥堆肥也具有必然的不足，如对某些反抗力较强的动物病毒和噬菌体去除结果无限，同时在堆肥进程烟曲霉等病原性真菌的发展也对堆肥操作人员的健康具有风险。 （3）污泥石灰不变 石灰不变是今朝节制污泥中病毒等病原体数目的有用手段。美国EPA 503指出经由过程向污泥投加充足的石灰，使pH≥12，接触2h以上，可显著削减病原体。 研究发觉在原污泥中肠道病毒的含量为3.4-167 MPNCU/g TS，经石灰处置后污泥未发觉存活的肠道病毒。Sattar等研究发觉石灰不变对腺病毒和吸肠孤病毒等其他病毒的削减也是有用的。研究注解石灰不变处置11h后脊髓灰质炎病毒的去除率可到达90%。Brewster等研究发觉在每克干污泥中加80g以上石灰，贮存1d后，污泥中肠道病毒的含量低在1PFU/4gTS，知足美国EPA503中关在A级污泥的要求。另外，Koch和Strauch研究发觉污泥特征可能影响石灰不变灭活病毒的结果，划一前提下在厌氧消化污泥中灭活脊髓灰质炎病毒所需的石灰剂量是生污泥的2.5倍。石灰不变灭活病毒的机理可能首要是在此进程中pH呈碱性（pH≥12），同时在此pH前提，NH4+离子会转化构成游离氨（NH3）。研究注解高pH和氨的配合感化，肠道病毒的削减可到达最少4 log10。现实上，分歧病毒对pH和游离氨的耐受水平分歧，如藐小病毒对游离氨更敏感，而脊髓灰质炎病毒对高pH值（12以上）更敏感。是以，确保石灰不变对污泥病鸩杀灭结果的主要前提：高pH值和游离氨。 但是，石灰不变还不克不及认为是污泥卫生化处置的最有用方式，固然能显著下降病毒等病原体的数目，可是不克不及将它们全数杀死，另外，添加量年夜和高pH值晦气在污泥后续措置，是以，凡是作为一种应急处置体例。 （4）污泥干化 污泥干化是经由过程污泥水份蒸发，实现污泥减量化的一种主要手段，研究注解其对病毒等病原体也有很好的削减感化。美国EPA 503指出污泥在沙床、砾石床或未铺石砖的床层上天然风干3个月以上（2个月以上温度年夜在零度），可显著削减病原体数目；污泥热干化温度高在80℃以上，且含水量低在10%，可进一步杀灭病原体。 Romdhana等评估了四种热干化工艺（转筒间接干化、转筒间接干化、薄层干化、太阳能干化）对甲肝病毒的削减结果，研究注解前三种干化工艺对甲肝病毒的灭活所需时候别离为10min、20min和10s，但太阳能干化结果不较着。转筒间接干化早期，甲肝病毒浓度不变，当温度到达75℃时，浓度最先快速降落，年夜约10min后，消毒完成。转筒间接干化温度较高（80-100℃），但消毒大要需要20min，这是由于当污泥量较年夜时污泥传热速度较慢。薄层干化概况温度可到达112-137℃，是以其对甲肝病毒消毒时候仅需要10s。太阳能干化因为温度较低（低在38℃），对甲肝病毒等致病微生物几近没有消减结果。这注解温度是影响污泥热干化进程中病毒削减的主要身分。Brashear和Ward研究了污泥风干进程中病毒活性的转变，发觉在污泥含水率的降落到20%进程中，病毒的传染性会逐步下降，注解污泥脱水感化有益在削减病毒的传染活性。研究注解污泥脱水可以使脊髓灰质炎病毒的布局被分化，释放出其遗传物资RNA，在污泥中不成逆地被灭活，研究发觉经由过程蒸发使污泥中含固率增添至83%以上，可有用地灭活污泥中的脊髓灰质炎病毒（滴度下降1 log10以上），且传染性恢复率较着降落，也可以使呼肠孤病毒和柯萨奇病毒滴度较着降落。另外，Rouch等也发觉污泥风干进程中年夜肠杆菌噬菌体数目会逐步削减，注解污泥天然干化进程中肠道病毒也可能削减。可是，De Oliveira等对照了三种温度（室温、30℃和60℃）的污泥热干化，发觉三种污泥干化前提脊髓灰质炎病毒均会快速削减，可是体细胞年夜肠杆菌噬菌体（somatic coliphages）会延续具有，注解污泥经低温热干化处置后可杀灭部门病毒，但某些反抗力强的病毒削减结果无限。 总之，高暖和低含水率是实现污泥干化进程中病毒削减的两个主要方面。今朝没有证据注解低温热干化（40-50℃）前提下会增进病毒等病原体活性的增添。与致病菌分歧，病毒的滋生是在宿主细胞中完成的，因此能够必定病毒在污泥中是不克不及滋生，可是在低温、高湿前提下其存活时候有可能耽误。 4 具有问题和瞻望 4.1 具有问题 （1）污水处置厂污泥病毒的赋存特点尚不清楚，特殊是冠状病毒研究较少。因为污泥来历普遍、构成复杂，虽然今朝相关污泥病毒的检测方式较多，包罗噬菌斑培育、RT-PCR、流式细胞式、染色法等，但这些方式都具有必然局限性，不克不及周全反应污泥中病毒的品种和品貌。最近几年来，病毒宏基因组学手艺的成长无望鞭策污泥病毒的赋存特点深切研究。 （2）污泥处置措置进程病毒的传布和表露风险不明。今朝关在国外关在污泥产品地盘操纵等环节中病毒等致病微生物的表露风险和传布路子有必然的研究，但对污泥储存、浓缩、调度、脱水、贮存、转运等处置环节中病毒的传布路子和表露风险还没有报导。此次疫情时代，很多专家针对污水厂污泥处置措置的风险防控提出了很多建议，如郑兴灿等建议疫情时代初沉池间接超出运转，同时适度提高活性污泥浓度，耽误现实运转污泥泥龄，增强脱水间透风与消毒，尽可能采取热干化或石灰碱法不变等体例进行消毒处置，污泥存储和运输进程应密闭，需要时，喷洒消毒剂。这些建议为疫情的病毒风险防控起到很好的支持感化，但从久远来看，对污泥中病毒和病原菌的传布与表露风险还缺少深切的研究，难以知足将来精准和科学防控的要求。 （3）我国污泥中病毒节制要乞降尺度有待完美。今朝美国、法国等国制订的污泥尺度对肠道病毒进行限制性节制，可是我国尚没有污水厂污泥中病毒节制的相干要求，有待在进一步健全。 （4）污泥中病毒的防控手艺研发有待增强。跟着我国将生物平安纳入国度平安系统的主要标的目的，污水厂污泥中病毒等病原体的卫生化要求必将进一步提高，但是现有污泥卫生化手艺可否知足新情势的更高要求，有待进一步研究评估。 4.2 瞻望 （1）成立我国污水厂污泥病毒的根本性数据库 成立合适我国污泥病毒的检测方式，解析污泥全链条处置措置环节病毒的赋存特点、转化纪律和传布风险，探明我国污泥病毒的时空散布纪律，建立我国污泥病毒的根本性数据库，为污水处置厂污泥中病毒风险防控供给科学根据。 （2）增强污泥处置措置进程中病毒传布路子和表露风险研究 探明污泥处置措置进程中典型病毒的潜伏传布和表露路子，为突发性传染疫情防控时代污泥处置措置进程中应急防控供给科学根据；研究污泥典型病毒在土-气-水分歧情况介质的分散迁徙机制，说明污泥典型病毒对生态系统和人类健康的潜伏中持久风险。 （3）完美污泥处置措置病毒管控尺度系统 基在污泥中病毒传布和表露风险，成立污泥处置措置环节传染性病毒（应急）防控的治理方案，以细菌质粒为根本挑选肯定污泥卫生化的节制目标，基在传染性病毒的传布特征、致病性风险、存活和杀灭特征，提出定量化、分级管控尺度，建立完美的污水厂污泥卫生化治理系统。 （4）强化污泥卫生化处置新手艺研发 增强现有污泥处置措置手艺对病毒等致病微生物的削减效能研究，基在污泥卫生化要求优化现有污泥处置措置手艺参数，针对污泥中突发性传染病毒，研发新型的污泥防控手艺系统和方案。 原题目:特稿 |戴晓虎：污泥中病毒的赋存特征和表露风险防控研究
戴晓虎：污水处置厂污泥中病毒的赋存特征和处置措置进程中表露风险防控研究进展来历:给水排水 ，北极星水处置网作者:戴晓虎等2020/3/6所属频道:水处置要害词:污泥处置措置污水处置厂戴晓虎
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