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污水处理应基于病毒设定风控目标

作者:admin 发布日期: 2020-04-17 二维码分享

王晓昌教授接受《中国科学报》采访:污水处理应基于病毒设定风控目标

导  读  


近日,《柳叶刀—消化病学和肝病学》发表了荷兰研究人员在污水处理厂中检测出新型冠状病毒的文章,研究人员通过分析废水中是否存在新冠病毒及病毒强度来估计社区感染总数。人们在关注疫情控制的同时也会产生疑问,污水处理厂检测出新冠病毒,那么污水净化、消毒过程能否有效杀灭新冠病毒?处理后排放的净化水会不会对人和自然产生影响?


为此,《中国科学报》就城市污水处理工艺对新冠病毒的去除效果等大众关注的问题采访了国合环境研究院院长王晓昌教授。


《中国科学报》:科学家已经在生活污水中检测出新冠病毒,所幸生活污水通过城市排水管网集中到污水处理厂,经消毒处理后排放出去,这一过程中,城市居民基本上没有接触机会,我们是不是不用担心此类问题。


王晓昌:以前我们对于饮用水安全问题讨论的比较多,但污水处理后排放到环境水体,或深度处理后再利用,同样存在人体接触的安全性问题。比如,再生水用于城市绿化时进行喷灌,道路降尘时进行喷洒,都会形成水气溶胶被人们吸入。


另外,再生水用于公园水景补水,难免在亲水、戏水活动中与我们发生直接接触。因此污水处理水或再生水中病毒残留的问题也需要得到重视。尤其是新冠病毒感染爆发之后,生活污水中也有此类强感染性病毒存在的风险,这也会增加人们对再生水利用安全性的担心。


《中国科学报》:在污水处理过程中,目前针对病毒去除有哪些措施。


王晓昌:污水处理历来关注水中病原体的有效去除或灭活,包括细菌、病毒,原生动物和蠕虫等。但处理水的病原体通常以指示性细菌为控制指标,如粪大肠菌或总大肠菌。但是,病毒和细菌在细胞结构、繁殖方式、活体大小和感染性方面差别很大,因而在污水处理各个环节中的去除特点也不同,也就是说,以细菌为指标达到预期的安全性不一定表明没有病毒感染的风险。


但是,这并不意味着针对病毒的控制我们必须采取附加的处理措施。常规的污水处理通常包括一级沉淀、二级生物氧化和沉淀、化学消毒等过程,因为病毒的大小在纳米量级,易于附着于固体颗粒表面,各沉淀单元的固液分离,尤其是活性污泥絮体的沉淀分离,都能使病毒在很大程度上得到去除。


近年来各种膜技术也应用于污水深度处理,其对病毒的去除效率比传统的沉淀和过滤更高。然而,处理厂末端要采用氯消毒剂或紫外光照射进行化学消毒,这是保障残余病毒得以充分灭活的.重要环节。


应当说,通过对目前采用的各种处理方式的进一步强化,实现处理水或再生水病毒风险的有效控制是完全可能的。


另外,在细胞结构上,病毒是单个或多个核酸分子组成的基因组,外面有一层蛋白质保护性衣壳。各种氯消毒剂主要作用于病毒的衣壳,而紫外光照射则直接作用于内部的核酸,因此后者可能对病毒灭活更为有效。


迄今对于病毒灭活的研究都是针对污水中以肠道病毒为主的常见病毒,尚无关于水中新冠状病毒灭活的研究报道。但从原理上,各种病毒的灭活机制应当差别不大。


《中国科学报》:未来人类可能会和新冠状病毒,包括其他未知病毒长期共存,在污水处理方面我们应该做些什么。


王晓昌:新冠病毒疫情已经发生,且在全球范围内尚无很快平息的迹象,因此污水处理也面临这类病毒控制的新要求。前面我讲了,污水排放和再生水标准中,粪大肠菌或总大肠菌是病原体控制指标。


然而大量研究表明,要将致病风险控制在可接受水平,对病毒的去除要求远高于对病原菌的去除要求。也就是说,针对病毒控制的新要求,用指示性细菌作为..指标可能会低估病毒的健康风险。


随着分子生物学检测技术的发展和广泛应用,水中病毒的快速检测已不再是技术难题。能否在污水处理和再生回用的水质基准或技术要求中设定病毒控制目标,将是科技界需要考虑的新问题。对于新冠病毒这样的新型病毒,污水处理技术界还了解不多,尚需要通过大量研究和实践积累新的知识和经验。


实际上,就常见病毒而言,它们在水中的存活时间、增殖和消亡规律等与动态机制相关的问题,我们也研究的并不深入。可以说,在污水环境排放和再生水利用的病毒风险控制方面,仍然任重而道远。