城市供水中常見(jiàn)微生物風(fēng)險(xiǎn)概述

楊逸航 馬 威

城市供水中常見(jiàn)微生物風(fēng)險(xiǎn)概述

楊逸航 馬 威

早在1850～1990年間，已有學(xué)者認(rèn)識(shí)到水可以傳輸微生物有機(jī)體，這些微生物有機(jī)體能導(dǎo)致人體感染疾??；大腸菌群能用來(lái)作為水質(zhì)中微生物的指標(biāo)。之后，細(xì)菌、病毒及原生動(dòng)物陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，并證實(shí)它們能通過(guò)污染水體來(lái)傳播疾病。

城市水安全是一個(gè)涉及到水的可持續(xù)利用、供水安全及公眾健康風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜概念，每年都有數(shù)百萬(wàn)人遭受著與水相關(guān)的疾病。盡管水中有毒化學(xué)物質(zhì)的危害會(huì)構(gòu)成重大的安全風(fēng)險(xiǎn)，但是微生物的危害更為常見(jiàn)，尤其是腸道病原菌極易通過(guò)污染生活飲用水而進(jìn)入人體。

一、生活飲用水中常見(jiàn)微生物

微生物風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)成為飲用水水質(zhì)對(duì)人體健康影響最主要的一個(gè)方面。微生物風(fēng)險(xiǎn)主要是由飲用水中水生致病微生物引起的，污染的廢水中腸道病原微生物在一定程度上會(huì)威脅到人們的健康。水中最常見(jiàn)的病原微生物在來(lái)源上都是腸源性的，水中腸源性病原微生物包括病毒、細(xì)菌、原生動(dòng)物及腸蟲(chóng)卵。他們會(huì)隨宿主的糞便進(jìn)入環(huán)境中，并且會(huì)以不同方式進(jìn)入生活飲用水中。

1.腸道病毒

腸道病毒是水中發(fā)現(xiàn)的最小病原微生物，他們能依附于宿主細(xì)胞來(lái)復(fù)制產(chǎn)生新個(gè)體。絕大多數(shù)人類(lèi)腸道病毒宿主范圍很小，所以在分析腸道病毒對(duì)水體的污染時(shí)，需要從人類(lèi)糞便來(lái)源進(jìn)行考慮。腸道病毒有很強(qiáng)的污染性，數(shù)量極少的腸道病毒就能導(dǎo)致污染，尤其是對(duì)老年人、兒童以及免疫力低的人群有更大的潛在感染性。很多種類(lèi)的腸道病毒能夠通過(guò)口腔進(jìn)入人體，例如腺病毒、輪狀病毒、呼腸弧病毒、萼狀病毒及腸病毒等。

2.細(xì)菌

細(xì)菌是水中最常見(jiàn)、豐度最高的微生物病原體，并且多數(shù)細(xì)菌都是腸源性的。許多細(xì)菌性疾病都與糞口途徑有關(guān)，且都是腸桿菌門(mén)中的革蘭氏陰性細(xì)菌，他們能夠?qū)е聜Y、副腸熱病、沙門(mén)氏菌病、志賀氏菌病及霍亂等。有些細(xì)菌性病原體還能夠?qū)е路悄c道疾病，如軍團(tuán)菌屬、分枝桿菌屬及螺旋體等。腸道細(xì)菌除能感染人體外，還能感染一些動(dòng)物，例如沙門(mén)氏菌、彎曲菌、耶爾森氏鼠疫桿菌能在動(dòng)物體中形成污染源。城市供水管網(wǎng)中通常會(huì)形成生物膜，這種生物膜主要是由于細(xì)菌等微生物分泌粘液與其他雜質(zhì)混在一起附著于管網(wǎng)上形成的。供水管壁上這種生物膜的存在會(huì)造成多種水質(zhì)問(wèn)題，如致病菌的生長(zhǎng)、管道腐蝕增加、水質(zhì)色度與濁度增加等。尤其是當(dāng)生物膜長(zhǎng)到一定厚度時(shí)，膜內(nèi)微生物缺乏營(yíng)養(yǎng)而死亡會(huì)造成生物膜脫落，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致各種致病菌在輸水管網(wǎng)傳播。

為保障人們生活飲水安全，在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）中要求菌落總數(shù)不得超過(guò)100CFU/ml，大腸菌群每100ml不得檢出。盡管生活飲用水中異養(yǎng)細(xì)菌并不與病原體污染直接相關(guān)，但是在許多國(guó)家法規(guī)中仍然會(huì)用其作為評(píng)估生活飲用水水質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)。例如在歐洲國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定細(xì)菌個(gè)數(shù)不得超過(guò)100個(gè)/ml，而在美國(guó)及加拿大采用的標(biāo)準(zhǔn)是500個(gè)/ml。

3.原生動(dòng)物

腸溶性原生動(dòng)物是專(zhuān)營(yíng)寄生性的單細(xì)胞真核生物。在宿主體外，他們主要是以孢囊或者卵囊的形式存在。最常見(jiàn)的原生動(dòng)物有痢疾內(nèi)變形蟲(chóng)、賈第鞭毛蟲(chóng)及隱孢子蟲(chóng)。寄生性隱孢子蟲(chóng)是水體中最重要的原生動(dòng)物病原體之一，也是導(dǎo)致水傳播疾病最常見(jiàn)的微生物之一。隱孢子蟲(chóng)卵存在于人類(lèi)及動(dòng)物的糞便中，具有很低的感染性，但是能在水中存活數(shù)月。隱孢子蟲(chóng)個(gè)體很小，能透過(guò)濾網(wǎng)，而且對(duì)氯氣消毒有抵抗力。在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）中已增加了對(duì)賈第鞭毛蟲(chóng)與隱孢子蟲(chóng)的檢測(cè)。

被孢囊或者卵囊污染的食物或者水體通過(guò)人與人之間的接觸感染，是原生動(dòng)物病原體感染的主要途徑。人類(lèi)是原生動(dòng)物病原體的主要宿主，但是一些動(dòng)物也是其潛在的宿主。不到十個(gè)孢囊或者卵囊進(jìn)入人體后就會(huì)導(dǎo)致人體感染，所以原生動(dòng)物感染比細(xì)菌感染更值得關(guān)注。

4.腸蟲(chóng)

腸蟲(chóng)是長(zhǎng)度在1毫米至幾米不等的多細(xì)胞有機(jī)體。營(yíng)自由生活的腸蟲(chóng)一般不會(huì)引起疾病，但是會(huì)通過(guò)廢水傳播。腸蟲(chóng)會(huì)導(dǎo)致腸蟲(chóng)病，并進(jìn)一步造成營(yíng)養(yǎng)不良、貧血及侏儒癥等多種疾病。腸蟲(chóng)病在世界范圍內(nèi)都有廣泛分布，且分布不均勻。在發(fā)展中國(guó)家，腸蟲(chóng)病已經(jīng)影響到總?cè)丝诘?5%～33%，而在發(fā)達(dá)國(guó)家，其影響的人口卻不到1.5%。在衛(wèi)生條件很差的貧困地區(qū)，腸蟲(chóng)病的發(fā)生率高達(dá)90%。

腸蛔蟲(chóng)在非洲、拉丁美洲及遠(yuǎn)東地區(qū)是最常見(jiàn)的地方病。在全球大約有13億腸蛔蟲(chóng)感染者。盡管腸蛔蟲(chóng)病致死率很低，但是受影響的主要是15歲以下兒童，這會(huì)導(dǎo)致他們生長(zhǎng)緩慢及身體素質(zhì)低下。在這些兒童中，有大約150萬(wàn)將難以彌補(bǔ)生長(zhǎng)缺陷。

腸蟲(chóng)病主要是通過(guò)以下途徑傳播的：（1）使用受污染的作物；（2）直接接觸受污染的糞便或者受污染的廢水；（3）直接攝入受污染的肉類(lèi)。腸蟲(chóng)病的主要傳染物是卵，腸蟲(chóng)卵易出現(xiàn)在渾濁水體或伴有顆粒物的水體中。腸蟲(chóng)卵個(gè)體大小一般在20～80μm，在水中的密度為1.06～1.15個(gè)/L。腸蟲(chóng)卵進(jìn)入水體后并不感染人體，他們需要在一定溫度及濕度條件下，依附于沙質(zhì)或者作物來(lái)發(fā)育形成幼蟲(chóng)才會(huì)感染人體。腸蟲(chóng)卵在水中、沙質(zhì)及作物中可存活數(shù)月甚至數(shù)年。

腸蟲(chóng)卵對(duì)傳統(tǒng)的消毒劑有抵抗力，如氯氣、臭氧及紫外線。但并不是所有廢水中都有顯著數(shù)量的腸蟲(chóng)卵，因此，不同國(guó)家需要依據(jù)技術(shù)水平來(lái)處理廢水。世界衛(wèi)生組織建議，用于灌溉可直接食用的作物時(shí)，廢水中腸蟲(chóng)卵不得高于1個(gè)/L；魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖餌料不得含有腸蟲(chóng)卵。

二、城市供水安全防控措施

含有病原微生物的生活飲用水會(huì)導(dǎo)致病癥，應(yīng)采取一些措施確保飲水安全。城鎮(zhèn)通常有大量的人口，對(duì)生活污水與生活飲用水系統(tǒng)進(jìn)行整合與分類(lèi)是十分必要，且對(duì)人口健康有著重大影響。所有的糞口途徑病原體都能通過(guò)生活飲用水及灌溉用水影響到農(nóng)產(chǎn)品及娛樂(lè)用水。對(duì)于城市環(huán)境而言，水污染循環(huán)已經(jīng)成為水相關(guān)疾病傳播很重要的一個(gè)方面（見(jiàn)圖1）。

對(duì)于城市供水安全而言，市政、工業(yè)及農(nóng)業(yè)廢水污染生活飲用水，可能是飲水安全保障中最大的威脅。在進(jìn)行廢水資源再利用時(shí)，特別要注意將其健康風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的水平，尤其是在進(jìn)行生活飲用水生產(chǎn)時(shí)。為確保飲用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，供水部門(mén)需要從以下方面進(jìn)行考慮：

（1）防護(hù)病原菌及有毒化學(xué)物質(zhì)對(duì)健康產(chǎn)生的間接威脅。

（2）防止生活飲用水及水源水在化學(xué)物質(zhì)中的短期暴露。

（3）密切監(jiān)測(cè)飲用水水質(zhì)，時(shí)刻防止受污染的水體被居民飲用。

（4）提供完善的供水系統(tǒng)，防止供水箱及供水管路的污染。

（5）制定完善的突發(fā)應(yīng)急狀況處置措施。

三、結(jié)語(yǔ)

實(shí)際上，除了生活飲用水中的暴露污染外，還有食物污染、空氣吸入及皮膚接觸等。相信隨著水源保護(hù)意識(shí)的提升，水處理技術(shù)的發(fā)展以及人們健康飲水習(xí)慣的養(yǎng)成，城市供水中的微生物風(fēng)險(xiǎn)可控程度將不斷提高

圖1 疾病在城市水污水循環(huán)中的傳播途徑

（作者單位：河海大學(xué)水利水電學(xué)院210098 淮河流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心233001）