冠状病毒在水和废水中的存活

时间：2020-02-11 11:22

来源：中国给水排水

作者：王路遥陈志强鞠峰

结果和讨论

表1显示了三种病毒在测试水中的存活天数。每种病毒的对数减少量由公式“lg N/N0”计算，其中N是指定日期的病毒效价，N0是时间为0的病毒效价。线性回归的斜率用于确定存活率;病毒效价下降99%和99.9%所需的时间(分别表示为T99和T99.9)。

影响病毒在水中存活的因素包括温度、有机物和好氧微生物(John and Rose 2005; Melnick and Gerba 1980; Sobsey and Meschke 2003)。对病毒存活最关键的影响因素就是温度。已有研究表明，病毒存活率随着温度的升高而降低，这主要是由蛋白质变性和胞外酶活性增加引起的(Hurst et al. 1980; John and Rose 2005)。自来水研究的结果证实冠状病毒就是这种情况。通过测试过滤后的自来水，我们减少或消除了颗粒有机物和细菌的影响。在室温下，只需要10天就能使过滤后的自来水中的冠状病毒减少99.9%，而在4℃时，这种程度的病毒灭活则需要100天以上。PV-1在自来水中4℃的存活与冠状病毒相似，但在室温(23℃)下，该病毒在过滤水和未过滤水中的存活时间都延长了六倍。图1和图2分别显示了三种研究病毒在室温(23℃)和4℃下在自来水中的存活情况。随着时间的推移，病毒效价从4℃水中的初始效价上升，这可能是由于病毒倾向于形成聚集物然后分解，而不是由于病毒在样本中的复制。

图1 室温(23℃)条件下三种病毒在脱氯、过滤后自来水中的对数减少量

图2 4℃条件下三种病毒在脱氯、过滤后自来水中的对数减少量(*代表未过滤)

水中有机物和悬浮固体的存在可以为吸附在这些颗粒上的病毒提供保护，但同时如果这些固体沉淀下来，也可以成为去除病毒的一种机制。从自来水到二级出水再到一级出水，测试水中的有机物和悬浮固体含量都有所增加。过滤后的自来水比未过滤的自来水对冠状病毒灭活作用更强。此外，HCoV在未过滤的一级出水中的存活时间比过滤后的长。这表明较高的固体含量确实为水中的冠状病毒提供了保护。然而，对PV-1来说，过滤对其在自来水中的存活影响很小。在一级出水中，经过滤出水中的PV-1存活时间是未经过滤出水中的三倍。值得注意的是，在添加到废水中的时间和立即回收用于测试的时间(零时间点)之间，冠状病毒的效价显著降低。加入废水后，冠状病毒的效价立即下降了99.9%，而PV-1效价仅下降了10%。这种减少可能是由于废水中溶剂和洗涤剂的存在，它们会破坏病毒包膜并最终使病毒失活。这也可能表明冠状病毒比PV-1更容易吸附废水中的固体。病毒包膜的疏水性使得冠状病毒在水中的溶解性降低，因此增加了这些病毒粘附在固体上的可能性。废水样本必须经过过滤，以防止细菌污染细胞单层，这将去除颗粒物和任何与之相关的病毒。

捕食性微生物如原生动物的存在可以增加水中病毒的失活率，蛋白酶和核酸酶也有这种作用(Gerba et al. 1978; John and Rose 2005)。与二级出水相比，初级出水的细菌和固体含量都较高。所有三种测试病毒在未过滤的初级出水中的存活时间都比未过滤的二级出水长，尽管对FIPV来说这是可以忽略的。这再次表明，废水中的颗粒物相关病毒受到保护，不会被捕食和灭活。然而，冠状病毒在3天后低于最低检测限，而PV-1在21天后仍可检测到。废水中研究病毒的平均对数减少结果列于表2。

结论

这项研究的结果表明，冠状病毒比PV-1对温度更敏感，并且PV-1和冠状病毒在废水中的存活性有相当大的差异。其部分可能原因是包膜病毒在环境中不如非包膜病毒稳定。冠状病毒在废水中很快死亡，在2～3天内减少了99.9%，这与SARS-CoV存活数据相当(Wang et al. 2005a, b)。冠状病毒在初级出水中的存活时间仅略长于二级出水，这可能是因为悬浮固体含量较高，可以防止其失活。PV-1比冠状病毒存活时间长得多，初级出水需要10天，二级出水需要5天，才能达到与冠状病毒相当的灭活率。本研究表明，冠状病毒在水环境中的传播要比肠道病毒少，因为在环境温度下，冠状病毒在水中和废水中会更快地失活。

编辑：王媛媛