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张岚团队:饮用水中病毒的健康危害及控制

时间:2020-02-19 14:05

来源:净水技术

作者:高圣华,张晓,张岚

评论(

我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)为全文强制的国家标准,该标准特别重视对微生物指标的控制要求。标准条文中明确指出“生活饮用水中不得含有病原微生物。……生活饮用水应经消毒处理”;同时,对6项微生物指标提出了限值要求,包括总大肠菌群(不得检出)、大肠埃希氏菌(不得检出)、耐热大肠菌群(不得检出)、菌落总数≤100 CFU/mL、贾第鞭毛虫<1 个/(10 L)和隐孢子虫<1 个/(10 L);此外,还规定浑浊度限值为1 NTU(水源与净水技术条件受限时为3 NTU)。但该标准中未列入病毒指标。

2.2

WHO饮用水水质准则

2011年WHO出版了《饮用水水质准则》第4版,于2017年出版了增补版。准则中列出了可能的水源性病毒病原体,如表1中前9项,并提及了SARS冠状病毒,指出虽然部分证据认为SARS冠状病毒可通过吸入水滴传播,但该病毒不属于介水传播病原微生物,不可能存在于饮用水中。对于包括病毒在内的各项微生物指标,准则并未给出明确的指导值,只是从健康影响、感染源、暴露途径等方面进行了阐述;同时,要求做好水源防护,整合全面的水处理方法和检测方法,建立多重屏障,防范病毒等微生物污染。

2.3

美国饮用水水质标准

美国饮用水水质标准由美国环保局(USEPA)负责制定,分为一级强制性标准和二级推荐性标准。其中,一级标准中规定了病毒(肠道病毒)的最大污染物浓度目标值(MCLG)要求为0,最大污染物浓度(MCL)要求为病毒的去除/灭活率不低于99.99%(4 lg)。USEPA把浑浊度也列入到微生物指标中,限值要求为95%的水样要达到0.3 NTU,最大限值为1 NTU。

2.4

其他国家饮用水水质标准

欧盟和日本的饮用水水质标准中未列入病毒指标。加拿大饮用水水质标准中列入了肠道病毒指标,其控制要求和美国一致,即病毒去除/灭活率不低于99.99%。澳大利亚饮用水准则中将大肠杆菌噬菌体作为饮用水是否受到粪便和(或)病毒污染的指示微生物指标,规定100 mL饮用水中不应检出大肠杆菌噬菌体;同时,准则中还列出腺病毒、肠道病毒、肝炎病毒、诺如病毒以及轮状病毒作为参考指标,但没有给出限值。

3  饮用水中病毒的控制

3.1

水净化过程及化学消毒对病毒的去除/杀灭效果

饮用水安全保障措施主要包括水源防护、集中净化和消毒处理、管网输送等。显然,良好的水源是饮用水安全的基础,水质净化处理是关键过程,尤其是消毒环节,是保障饮用水生物安全的重要屏障。

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传统的常规处理工艺过程为混凝-沉淀-过滤-消毒,这仍是目前我国以地表水为水源的自来水厂的主流水处理工艺。实践证明,混凝、沉淀、过滤工艺过程对水体中的病毒可起到一定的去除作用,如表2所示。

表2 混凝、沉淀、过滤等水处理过程对病毒的去除效果

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由表2可知,混凝、沉淀、过滤等水处理过程对病毒的去除效果受到多种因素的影响,实践中可通过控制浑浊度来评估水处理的效果。构成浑浊度的物质(如细菌、真菌、蛋白质、腐殖质、藻土等)对水中的病毒具有一定的吸附作用,同时对病毒也有保护作用,病毒在高浊度水中的存活时间更长。因此,低浑浊度对去除病原体、保证饮用水安全,具有积极而重要的意义,在提高消毒剂消毒效率的同时可降低水中的细菌、病毒和原虫等微生物。据资料显示,常规处理工艺对浑浊度的平均去除率约为98.83%。为满足我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中规定的末梢水浑浊度不超过1 NTU的控制要求,水厂一般将出厂水的浑浊度控制在0.5 NTU或更低。资料表明,当滤后水的浑浊度低于0.3 NTU时,病毒的对数去除率可达到2 lg。

消毒是杀灭微生物的重要环节。在消毒过程中,水厂通过控制CT值(消毒剂剩余浓度和接触时间的乘积)来实现对微生物的灭活。我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)要求,饮用水必须经过消毒处理,并规定了氯及游离氯制剂、氯胺、臭氧、二氧化氯等常用化学消毒方式的使用要求,包括消毒剂的余量控制要求和与水的接触时间,如表3所示。

表3 《生活饮用水卫生标准》消毒剂余量和接触时间相关要求及CT值

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病毒对消毒剂的抵抗力受到许多因素的影响,如水温、pH、消毒剂类型等,即CT值的确定与上述因素密切相关。WHO《饮用水水质准则》等文献给出了常用消毒剂在不同环境条件下灭活2 lg的病毒所需CT值,如表4所示。由表4可知,除氯胺外,其他消毒剂对病毒均具有较好的杀灭效果。但文献中除氯胺消毒明确了试验对象是轮状病毒外,其他消毒剂的数据均未明确试验对象。

表4 不同消毒剂对病毒灭活的CT值

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USEPA针对甲型肝炎病毒也给出了不同病毒对数灭活率和环境条件下CT值的数据,如表5所示。

表5 不同消毒剂对甲型肝炎病毒灭活的CT值

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由表5可知,水温越高,达到同样杀灭效果所需的CT值越小,即温度是控制病毒杀灭的有利条件。氯胺在甲型肝炎病毒的杀灭效果上不尽如人意,这与WHO提供的信息一致。此外,针对同样的杀灭效果,USEPA给出的CT值范围比WHO给出的数值范围要窄,总体数据偏低(臭氧除外),分析可能与试验对象不同有关。USEPA提供的原始文献资料中明确试验对象是甲型肝炎病毒,推测WHO文献中的数据来源于对多种病毒的试验结果,由于不同的病毒对消毒剂的敏感性会有一定差异,则WHO给出的范围比较宽泛。Hoff给出的脊髓灰质炎病毒和轮状病毒在达到2 lg对数灭活率情况下各种消毒剂的CT值数据说明了同样的问题,如表6所示。

编辑:徐冰冰

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