水專項支撐上海水務全面加強病毒等病原微生物防控 確保供排水安全
【濟南純水設備 http://www.xaruipu.com】為貫徹落實習總書記在統籌推進新冠肺炎疫情防控和經濟社會發展工作部署會議上的重要講話精神，發揮國家重大專項科技支撐作用，新型冠狀病毒感染的肺炎疫情爆發以來，我部水專項辦組織“城市水污染控制”和“飲用水安全保障”兩個主題組專家、行業權威專家學者，以及水專項相關課題負責人，編制印發了《飲用水廠加強病毒去除與控制的運行管理建議》、《新冠肺炎疫情期間加強城鎮污水處理和水環境風險防范的若干建議》、《新冠肺炎疫情期間城鎮污水廠加氯消毒設施運行建議》、《全面加強建筑水系統管理有效防范病毒傳播》等系列成果專報，并通過微信公眾號向社會公布。上海水務管理部門和運行單位，結合水專項成果專報提出的建議措施，以及水專項在上海市開展科技研究和綜合示范取得的成果，針對疫情期間以及今后一段時間可能出現的供排水安全運行問題，組織開展了頭腦風暴，解讀了供排水標準中有關病原微生物的控制要求，分析了上海供排水運行各環節可能存在的問題，提出了針對性的技術應對措施和管理保障建議，為疫情期間上海水務防控病毒等病原微生物風險提供了參考，并為后續啟動上海供排水微生物安全等基礎性研究工作提出前瞻性建議。現轉發上海水務相關部門提出的有關“加強病毒等病原微生物防控”的思考與建議，為全國各地供排水管理部門（企業）抗擊疫情、保障供排水安全提供借鑒和參考。
一、市政供排水標準中病原微生物指標及控制要求
病毒是一類重要的病原微生物，個體最小、結構特殊、致病性強。新型冠狀病毒感染肺炎疫情期間，關于新型冠狀病毒COVID-19在水中的特性和行為尚不明確或尚缺乏證據，世界衛生組織（WHO）也認為，另一種冠狀病毒SARS不屬于介水傳播病原微生物，不可能存在于飲用水中。但是在已知的致病微生物中，包括甲型肝炎病毒、諾如病毒、腺病毒等病毒，以及大腸埃希氏菌、軍團菌等細菌均可介水傳播。因此針對供排水中廣泛存在的病毒等病原微生物威脅，各個國家或地區均需嚴格執行相關水質標準，對其進行控制，切實保障供排水安全。
（一）飲用水標準中病原微生物指標的控制要求
對標國際，目前美國和加拿大已在飲用水標準中提出了病毒指標的控制要求。美國環保署（USEPA，2018）在國家飲用水條例一級強制性標準中有8項關于微生物指標的要求，規定了病毒（腸道病毒）的最大污染物濃度目標值為0。EPA認為在保證過濾質量和消毒效果的情況下，病原體可以得到有效去除，要求水處理系統中要有消毒或者過濾工藝，通過實現病毒99.99%的去除或滅活率來控制病毒感染問題；同時在微生物指標中，還對濁度做出了規定，要求濾后水濁度低于1 NTU，且95％水樣的濁度低于0.3 NTU。加拿大飲用水水質標準也列入了腸道病毒指標，其控制要求和美國一致。
WHO《飲用水水質準則》（第四版，2017）對飲用水中致病菌、病毒、原生動物等3類病原微生物進行了闡述，其中列出了8項可能的水源性病毒病原體，但是未給出明確的指導值，8項中也未包括冠狀病毒。為了確保病原微生物去除和滅活的效率，準則要求消毒前的水質濁度應達到0.5 NTU以下，且平均濁度應達到0.2 NTU或更低。為了建立多重屏障，防范病毒等微生物污染，準則同時要求做好水源防護，整合全面的水處理方法和檢測方法。
我國飲用水標準中有針對微生物指標的控制要求，但對病毒沒有明確限定。《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）中的微生物指標共有6項，包括細菌學指標4項和原蟲指標2項，明確指出“生活飲用水中不得含有病原微生物”，并提出了“生活飲用水應經消毒處理”的要求。為了通過對濁度和消毒的嚴格控制來保證水處理中病原微生物的去除和滅活，標準規定了濁度限值為1 NTU（水源與凈水技術條件受限時為3 NTU）。
《消毒技術規范》（2008）根據國家傳染病防治法和衛生部消毒管理辦法，用脊髓灰質炎病毒I型疫苗株作為評價消毒劑對病毒的滅活指標。相關研究文獻表明，在飲用水處理中1 mg/L游離氯對脊髓灰質炎病毒作用10 min，滅活對數值為1.5~2；300 mg/L二氧化氯消毒液作用5 min，滅活對數值大于5；0.37 mg/L臭氧作用5 min，滅活對數值大于4；50 mJ/cm2紫外劑量作用約10 min，滅活對數值大于5.4。
綜上，目前世界上除了美國和加拿大在飲用水標準中提出了明確的病毒控制要求和WHO提出了病毒控制建議外，其他國家或組織都將總大腸菌群或大腸埃希氏菌等作為飲用水中病毒的指示指標，并通過對濁度、消毒等關鍵處理工藝的要求來保障病毒等病原微生物的去除和滅活。針對新型冠狀病毒，目前世界各國標準均未做出限定。
（二）污水、污泥標準中病原微生物指標的控制要求
目前對于污水中病毒允許的排放濃度還缺乏限值規定，基本上均以糞大腸菌群數作為病毒替代指標。我國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）對于污水排放中的糞大腸菌數進行了規定，其中一級A標準為103個/L、一級B標準為104個/L。污水處理廠消毒效果一般采用CT值（接觸時間結束時消毒劑殘留濃度C×接觸時間T）確定相應的消毒參數并指導生產運行。我國目前尚缺乏針對糞大腸菌群數達標的CT值數據，一般根據消毒劑投加量、接觸時間及出水余氯含量等參數保障消毒效果，確保出水糞大腸菌群數達標。《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）規定次氯酸鈉和二氧化氯接觸時間不小于30 min。《室外排水設計規范》（GB 50014-2006）規定了二級處理出水加氯量為6~15 mg/L，接觸時間不少于30 min；若采用紫外消毒，二級處理出水出廠前的紫外投加強度為15~22 mJ /cm2。
《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）對糞大腸菌群數進行了相關規定，對于傳染病、結核病醫院污水，一級標準中糞大腸菌群數最高允許排放濃度為100個/L。生態環境部《關于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫療污水和城鎮污水監管工作的通知》要求接收肺炎患者或疑似患者診療的定點醫療機構（醫院、衛生院等）以及相關單位，采用液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、漂白粉或漂白精消毒時，參考有效氯投加量為50 mg/L。消毒接觸池的接觸時間不小于1.5小時，余氯量大于6.5 mg/L（以游離氯計），糞大腸菌群數小于100個/L。采用臭氧消毒，污水懸浮物濃度應小于20 mg/L，接觸時間大于0.5小時，投加量大于50 mg/L，大腸菌群去除率不小于99.99%，糞大腸菌群數小于100個/L。
抑制和殺滅污泥中的病原微生物是實現污泥穩定化的重要環節，《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南（試行）》提出消化污泥的糞大腸菌群數量一般為1.2×105個/gDS。《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）要求采用好氧堆肥工藝穩定化污泥糞大腸菌群菌值（每產生1個糞大腸菌群所需的樣品量，gDS）大于0.01，對其他病原菌并沒有明確規定相關控制指標。加拿大《好氧發酵質量導則》要求好氧發酵污泥糞大腸菌群小于1000 MPN/gDS。美國環保總署將污泥病原體的削減要求分為A級標準和B級標準，滿足A級標準污泥的糞大腸菌群數量應小于1000 MPN/gDS，其應用基本不受限制，可以直接供給公共場所或作土地利用；B級標準污泥的糞大腸菌群數量應小于2×106MPN/gDS，應用場所受限制。厭氧消化污泥一般可達到B級標準。
（三）供排水中病毒的檢測方法
供排水中病毒的檢測主要有兩種方法，一種方法是直接測定，即對水樣通過荷電膜過濾、吸附、洗脫，達到濃縮目的，經過一系列沉淀和離心操作，獲得病毒核酸樣品，通過反轉錄PCR擴增進行檢測；另一種是間接測定，即不直接測定水中病毒種類和數量，而將相對易分離、危險小、與病毒有較好相關性的噬菌體作為病毒指示物，作為評價水源污染和飲用水處理過程中病毒殺滅效率的指示微生物，也是國際標準化組織（ISO）和美國的推薦方法。但在原生污水、污泥等復雜樣品基質中尚缺乏成熟的提取、純化和測試方法。
病毒屬于具有健康風險的病原微生物，水中病毒檢測與研究對環境條件具有一定要求。病毒檢測首先在環境上需要具備生物安全二級實驗室（P2級）要求。P2級生物實驗室的設施、設備和生物安全管理應符合《病原微生物實驗室生物安全通用準則》（WS 233-2017）相關要求，同時實驗室具有PCR擴增功能的分子生物學功能區域，應具備試劑準備、標本制備、擴增反應、產物分析等功能劃分，檢測過程需要無菌操作，防止外援微生物的干擾。P2實驗室實驗人員需要經過相關技術安全培訓，從而最大化控制實驗風險，保證實驗室的安全使用和管理。
二、疫情下供排水系統運行管理的思考
由于供排水行業對病毒等病原微生物的關注和研究不足，針對時下疫情供排水系統中新型冠狀病毒更無實際數據，目前建議、觀點均基于其他病毒的研究經驗和國內外文獻資料，且相關資料的研究條件和針對性也不清楚。根據上海供排水運行經驗，針對此次新型冠狀病毒感染肺炎疫情下運行防控的總體看法是：首先，我國飲用水水質標準和污水排放水質標準等針對病原微生物的去除或滅活是有要求的，能從標準上指導并保障水質微生物安全；其次，飲用水處理系統和污水處理系統在設計時，也是按照相關標準要求進行達標建設，在疫情下如能全面加強各工藝環節的運行管理，現有水廠處理工藝即可確保病毒的去除或滅活。具體思考如下：
（一）供水系統穩定運行，可控制疫情下的病毒風險
現有水廠常規處理工藝、臭氧活性炭深度處理工藝、超濾工藝以及后續的消毒工序對病毒均有去除或者滅活效果。消毒環節中，一定的消毒劑量和充分的接觸時間也可滿足微生物滅活的要求，因此工藝穩定運行是關鍵。
對于常規凈水工藝水廠，消毒是病毒滅活的關鍵環節，只要水處理工藝穩定運行，出廠前保證足夠的消毒劑濃度和接觸時間，就能夠實現充分的消毒。上海的自來水出廠前，采用游離氯、氯胺的順序消毒，并根據水源水質情況嚴格控制游離氯消毒CT值不小于15 mg/L·min。消毒劑的使用量是根據原水水質變化情況進行調節，疫情期間上海消毒劑劑量沒有大的變化。并且，上海對出廠水濁度的控制也十分嚴格，各水廠出廠水濁度控制在0.1~0.2 NTU以下。依據美國飲用水病毒去除技術指南，當濾后水濁度在0.3~1.0 NTU時，病毒去除率一般為90%以上；而當濾后水濁度低于0.3 NTU時，病毒去除率可達99%。因此，上海水廠在消毒充分、濁度控制兩方面保障到位，即可有效保證微生物的滅活和去除效果。水質數據也表明，上海自來水廠運行穩定可靠，出廠水水質符合國家《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）。
對于有臭氧-活性炭深度處理工藝以及超濾膜工藝的水廠，要確保臭氧設備的正常開啟并穩定運行，現有上海水廠前臭氧0.5~1.0 mg/L、接觸時間3 min以上，后臭氧0.5~1.0 mg/L、時間10 min以上，可以滿足病毒滅活要求，不需要增加臭氧投加量。超濾對濁度的去除性能遠優于常規工藝，小孔徑膜的病毒去除效果會更好，但當膜絲發生斷裂時，會出現病毒泄漏風險，因此，在運行中應加強顆粒物在線監測，以確保膜絲的完好率，同時為安全起見，超濾水廠也要重視前端的常規處理濁度去除和后續的消毒處理。紫外消毒對于滅活賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲具有良好的效果，但對部分病毒的滅活能力不強（基于美國EPA針對腺病毒的實驗結果），因此，安裝有紫外消毒設備的水廠，建議嚴格保障前端常規處理工藝的除濁效率，盡可能降低濾后水的濁度，同時也需要確保消毒的CT值。
此外，還須加強供水輸配系統余氯保障，加強水質全過程監測，積極與相關部門保持信息交流。管網中余氯或一氯胺也可以滅活病毒和其它致病菌，并有效控制由于管網二次污染造成的微生物風險，應該嚴格執行供水管網中總余氯最低值要求，同時高度關注居民龍頭水余氯，精準投加，在保證微生物安全的同時，避免因過度消毒產生口感等其他不良影響。對可能存在暴露風險的部分二次供水設施，應加強環境的消毒以及相關人員的健康安全排查。疫情期間，需強化對水源、水廠、管網等過程的水質檢測，增加對微生物指標的檢測強度，及時掌握消毒效果和工藝運行狀況。作為保障措施，應通過信息交流和共享機制，及時與衛健、疾控、水務、環保部門進行信息交流，同時掌握疫情控制動態和相關信息，進一步完善應急供水安全保障預案。
（二）加強城鎮市政排水管網安全運行管理，強化排水溢流的防控與排除
確保排水管網系統管道暢通不冒溢，加強排水設施和排河口巡查，及時防控與排除污水冒溢和直排入河等排水溢流，杜絕旱天放江；加強管網系統的運行調度，嚴格控制污水管道運行水位，降低冒溢風險；盡量減少雨天溢流排放，對于無法截流的水體，應盡可能進行消毒；同時，消毒過程中應考慮生物安全，如溢流污水中氮類污染物濃度較高，易與氯形成氯胺，氯胺對水生生物具有急性毒性，應重視消毒劑的選擇和投加量的優化。出現堵塞盡量采取水力沖淤的方式，減少人員的直接接觸。
加強管網、泵站、檢查井等排水設施安全運行管理，排水泵站應加強排氣口的消毒，人員盡可能避開排放口的氣流，對于檢查井，要避免打開井蓋及下井作業操作；做好人員專業防護（口罩隔離、手套隔離、護目鏡或眼鏡隔離），特別是管網疏浚、污水廠巡查、水質監測等與潛在污染產生直接接觸的關鍵人員。
（三）加強城鎮污水處理和監管工作，防止新型冠狀病毒通過污水傳播擴散
城鎮污水處理廠在疫情期間應確保穩定運行，穩定運行就是最重要的防控。污水處理廠由于大多采用生物處理工藝，大劑量消毒劑會影響生物處理效果，不適合前端消毒。疫情期間應注重出水消毒，加強消毒前序工藝單元的管理控制，確保消毒工藝發揮效能，適當加強尾水消毒，建議盡量按照一級A標準限值調整消毒劑量，有效控制出水衛生學風險。應選擇合適的消毒劑，氯消毒劑比二氧化氯消毒的單耗低、效果好，建議采用氯消毒劑（液氯、次氯酸鈉）進行消毒，并關注出水余氯，出水余氯控制在0.5 mg/L左右，避免過度消毒造成對受納水體生態環境的潛在不利影響。應暫停用于綠化、道路沖洗、處理構筑物泡沫消除的噴淋等非密閉狀態下的回用中水。生產運行過程中，除了重視出水消毒之外，也應加強對柵渣堆放點的消毒工作。同時，應加強各工藝段的人員安全防護，尤其是曝氣池、生物除臭和污泥處理工藝階段的人員專業防護，避免工作人員直接接觸污水、污泥，盡量避開除臭設施排放口氣流。應盡量采用自動采樣與在線監測，盡可能減少人工分析檢測。
妥善做好污泥處理處置。城鎮污水處理廠污泥處理處置應注重穩定化指標，對于處置污泥加強消毒措施；可適度提高生物池活性污泥濃度，延長實際運行泥齡，以進一步提高病毒等病原體的去除率；初沉污泥病原體濃度相對較高，應重點關注；對于污泥脫水間，加強通風措施，污泥的存儲及運輸過程應密閉，必要時適當噴灑消毒劑。
三、下一步工作的建議
鑒于我國供排水系統對病毒去除和滅活的研究基礎薄弱，建議在國家水專項項目（課題）研究基礎上，盡快開展專題研究，獲取對病毒等病原微生物有針對性的基礎數據，進一步完善病毒等病原微生物的控制措施，提升市政供排水安全保障能力。
（一）建立水質檢測P2級生物安全實驗室
病原微生物檢測與研究需要專業的P2級生物安全實驗室，P2實驗室可進行初級衛生服務、診斷和研究，具備對危害等級為Ⅱ級，但一般情況下對健康工作者、群體或環境不會引起嚴重危害的病原體檢測分析的條件。
生物安全是影響飲用水龍頭直飲的關鍵因素，根據對水質安全的更高要求，須建設P2級生物安全實驗室，開展病原微生物檢測工作和防控技術的研究。目前上海市水務集團水質檢測中心（南方水中心檢測中心）具有基本的P2級生物安全實驗室，若要開展進一步的病毒等病原微生物檢測與研究，尚需根據不同病原微生物的檢測要求，進行實驗室功能改造，劃分不同功能區域，增設分子生物學操作實驗室、生物樣品儲存等專門區域，增強空氣潔凈度控制等。
（二）水中病原微生物檢測方法研究
目前我國水質檢測單位的微生物檢測能力尚顯薄弱，不具備針對病毒等病原微生物開展檢測和研究的條件，生物風險識別與評估能力不足，需要補充完善相關技術。建議借鑒WHO和EPA在病原微生物方面的檢測經驗，研究飲用水、污水中病毒等病原微生物的檢測方法，建立水中病原微生物檢測平臺，加強微生物檢測與風險評估能力建設，為供排水安全保障與相關研究提供技術平臺。
（三）飲用水中病原微生物特征及去除技術研究
開展水源、水廠、管網以及龍頭水的病原微生物賦存特征和變化特征研究，識別飲用水全流程中典型病原微生物的風險特征及風險點；研發飲用水病毒等病原微生物去除和滅活關鍵技術；提出病原微生物監測要求、供水系統運行規范等病原微生物風險防控管理對策，為高品質飲用水目標實現提供技術支撐與管理保障。
（四）污水中病原微生物防控技術研究
研究溢流污染末端快速消毒技術，加強消毒技術與顆粒物快速處理技術的耦合應用，降低溢流排放中病毒等病原微生物對受納水體的影響，提高水環境安全性。研究污泥穩定化及病原微生物滅活關鍵技術，加強污泥快速高效穩定化技術開發，持續開展臭氧微氣泡高級氧化技術的應用研發及成套裝備自主研發，提高污泥病原微生物滅活效果，為高效、低能耗的污泥減量和碳源回收處理提供關鍵技術。
（五）管理措施與對策研究
盡快開展居民龍頭水水質檢測工作。研究制定供水企業的居民龍頭水水質檢測方案，結合現行的一年二次水箱清洗工作，全面開展龍頭水水質檢測，重點檢測二次供水水箱（水池）、居民龍頭水余氯、濁度等涉及微生物安全的關鍵指標，逐步形成常態化機制，做到水質掌握到龍頭。
強化供排水微生物安全控制要求。加強對污水收集輸送處理全環節、飲用水源頭到龍頭全流程的供排水微生物檢測，推進水質標準中微生物指標的研究與修訂，并通過設計和運行規范，強化常規處理工藝對濁度的去除，以及消毒工藝對病原微生物的滅活。
加強飲用水的科普宣傳。自來水是第一食品，是最公平、最可靠、最安全的飲用水，建議運用多樣化的新媒體平臺，發揮專業團隊的專業力量，配合水務熱線，大力開展水務科普工作，基于專業、科學的數據支撐，用普通百姓喜聞樂見的形式正面傳播自來水的安全性、可靠性、公平性，提升老百姓對自來水安全的信任度、對自來水品質的認可度。實驗室純水設備濟南水處理設備，濟南去離子水設備。 濟南純水設備，濟南醫用純水設備
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