導(dǎo)語：針對新型冠狀病毒可以通過排水系統(tǒng)進(jìn)行傳播和擴(kuò)散的問題，梳理了病毒在水循環(huán)鏈條中的遷徙軌跡，提出要重視病毒進(jìn)入城市排水系統(tǒng)后通過污泥進(jìn)行擴(kuò)散和傳播的風(fēng)險。此次新型冠狀肺炎疫情是歸納和反思我國污泥處理處置過程中的病原體控制的契機(jī)。為此系統(tǒng)梳理了我國的污泥殺菌消毒相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策，研究了美國和歐盟的相關(guān)研究成果，認(rèn)為污泥是病原體的良好載體，但目前我國對于污泥中病原體的控制標(biāo)準(zhǔn)約束較為寬松，需加強(qiáng)污泥中病原菌滅活的試驗和研究，并制定病原體的指標(biāo)和限值。新型冠狀病毒是包膜病毒，容易被殺毒劑殺死，因此在污泥預(yù)處理段投加消毒劑是重要且有效的控制病原體的措施。好氧發(fā)酵、厭氧消化、石灰穩(wěn)定、熱干化和射線輻射等處理方式都可以有效減少病原體。疫情期間，污泥的處置方式宜采取焚燒或協(xié)同焚燒的方式。此外，為了減少暴露風(fēng)險，在污泥處理處置過程中，應(yīng)優(yōu)先選擇密閉性較好的裝置。
01前言
2019年12月，武漢市發(fā)生聚集性不明原因肺炎病例，隨著疫情在全國蔓延，2020 年 1 月 26 日起全國多個省份已先后啟動重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件一級響應(yīng)。2月8日，國家衛(wèi)健委新聞發(fā)言人宣布，新型冠狀病毒感染的肺炎英文簡稱為“NCP”。
2020年2月1日，深圳市第三人民醫(yī)院透露，在某些新型冠狀病毒感染的肺炎確診患者的糞便中檢測出NCP病毒核酸陽性；2月2日，鐘南山院士也在采訪中提醒，要高度警惕新型冠狀病毒糞口傳播的問題。這就說明，病毒存活于感染者的排泄物，通過排水系統(tǒng)進(jìn)入污水處理廠后，可能會轉(zhuǎn)移到污泥中進(jìn)行傳播。
根據(jù)資料顯示，與NCP病毒相似的SARS病毒可以在尿液、糞便中長時間存活。根據(jù)2004年軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所發(fā)表在《環(huán)境與健康雜志》的論文“SARS冠狀病毒的抵抗力研究”，在溫度為20℃的條件下，SARS冠狀病毒在糞便中可以存活3d，在尿液中可以存活17d。在更低的溫度下，病毒的存活時間更長，例如在4℃的溫度下，SARS病毒在糞尿中可以存活17d以上。NCP病毒與SARS病毒同屬于呼吸道病毒，特性相似，因此，可以借鑒這些數(shù)據(jù)。
國外的相關(guān)研究給出了整個水循環(huán)鏈條中病毒的遷移軌跡，以及10個人暴露風(fēng)險點，如圖1所示。
圖1 致病微生物在城市水系統(tǒng)中的遷移軌跡及人暴露風(fēng)險點
通過以上圖示可以看出，從感染者（A）到污泥產(chǎn)生的污水處理廠（D），遷移路徑并不長。污水從用戶大便器匯流到市政污水處理廠，不過數(shù)小時的時間，在污水處理廠進(jìn)行處理的停留時間一般也不超過24h，病毒依然可能存活，并在污水處理的副產(chǎn)物——污泥中進(jìn)行富集。因此，可以得出以下判斷：要重視NCP病毒在進(jìn)入城市排水系統(tǒng)后，通過污泥進(jìn)行擴(kuò)散和傳播的風(fēng)險。
02 國內(nèi)污泥殺菌消毒的相關(guān)要求梳理
2.1污泥殺菌消毒的必要性
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥是污水處理的產(chǎn)物，主要來源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝環(huán)節(jié)。未經(jīng)處理的污泥中含有較多的病原微生物和寄生蟲卵。在污泥的處理處置過程中，它們可通過各種途徑傳播（如污染土壤、空氣、水源），并通過皮膚接觸、呼吸和食物鏈危及人畜健康，也能在一定程度上加速植物病害的傳播。
通常用衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)來衡量污泥中病原體的數(shù)量。根據(jù)住建部和發(fā)改委于2011年聯(lián)合發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》（試行），污泥的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)主要包括細(xì)菌總數(shù)、糞大腸菌群數(shù)、寄生蟲卵含量等。初沉污泥、活性污泥及消化污泥中細(xì)菌、糞大腸菌群及寄生蟲卵的一般數(shù)量見表1。
表1 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥細(xì)菌與寄生蟲卵均值（以干污泥計）：
2.2 泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于病原體的要求
污泥中存在大量的病原體，被檢出的病毒超過100種，但病毒和其他病原菌的培養(yǎng)檢驗十分復(fù)雜和困難，因此目前執(zhí)行的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，均無明確的病原體指標(biāo)要求，而以較易檢驗的糞大腸菌群數(shù)和細(xì)菌總數(shù)來表征。
①糞大腸菌群數(shù)糞大腸菌群和病原菌都存在于人類腸道系統(tǒng)內(nèi)，每人每日排泄的糞便中含有糞大腸菌群數(shù)約（1～4）×1011個，數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于病原菌，但對人體無害；由于糞大腸菌的數(shù)量多且容易培養(yǎng)檢驗，因此，常采用糞大腸菌群數(shù)作為衛(wèi)生指標(biāo)。污泥中存在糞大腸菌就表明受到糞便的污染，并可能存在病原菌。
②細(xì)菌總數(shù)細(xì)菌總數(shù)是糞大腸菌群數(shù)、病原菌和其他細(xì)菌的總和，以1kg干污泥中的細(xì)菌總數(shù)表示。污泥中細(xì)菌總數(shù)反映了污泥受細(xì)菌污染的程度。細(xì)菌總數(shù)愈多，表示病原菌和病毒存在的可能性愈大。細(xì)菌總數(shù)不能說明污染的來源，必須結(jié)合大腸菌群數(shù)來綜合判斷。
表2是目前國內(nèi)執(zhí)行的污泥相關(guān)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中對衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的要求限值，其中最嚴(yán)格的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 土地改良用泥質(zhì)》（GB/T24600-2009），糞大腸菌群菌值要求大于0.01，細(xì)菌總數(shù)要求小于108MPN/kg干污泥，但仍無關(guān)于病原體，如病毒數(shù)量的限值要求。
2.3污泥處理處置過程中的病原體控制方法
污水處理廠的污泥處理處置全流程包括以下三個環(huán)節(jié)：
①污泥預(yù)處理（污泥貯存、濃縮、脫水等）；②污泥處理（深度脫水、熱干化、消化、好氧發(fā)酵等）；③污泥處置（土地利用、焚燒、建材利用、填埋等）。為了保證病毒在污泥處理處置環(huán)節(jié)得到最大程度的控制，在全流程中都應(yīng)考慮病原體的控制。
①污泥預(yù)處理
根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）的研究，冠狀病毒是包膜病毒，這意味著它們是最容易被消毒劑產(chǎn)品殺死的病毒之一。冠狀病毒的結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2冠狀病毒的結(jié)構(gòu)
仍以與NCP病毒極為相似的SARS冠狀病毒為例，根據(jù)2004年軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所發(fā)表在《環(huán)境與健康雜志》的論文“SARS冠狀病毒的抵抗力研究”，SARS冠狀病毒對常用消毒劑的抵抗力明顯低于其他微生物，污水中加氯量在10mg/L以上時，冠狀病毒就可完全殺滅；二氧化氯加入量達(dá)到40mg/L以上時，冠狀病毒也可完全殺滅（見表3）。
因此，作為源頭控制，在污泥含水率較高且仍處于液體狀態(tài)的預(yù)處理階段投加消毒劑，是重要且有效的控制病原體擴(kuò)散的措施。
國家環(huán)?？偩?004年發(fā)布的《醫(yī)院污水處理技術(shù)指南》第六章“污泥、廢氣處理”中提到的具體要求如表4所示。
以上技術(shù)指南雖是為醫(yī)院污水處理產(chǎn)生的污泥制定的，但在NCP疫情期間，建議市政污水處理廠的污泥可參照上述要求適當(dāng)放寬執(zhí)行。作為疫情期間的市政污水處理廠污泥應(yīng)急消毒處理方式，可參照醫(yī)院污水污泥的處理方式，將污泥貯池作為污泥消毒池，通過投加石灰或漂白粉作為消毒劑進(jìn)行強(qiáng)化殺菌消毒。
②污泥處理
污泥脫水后一般尚不能滿足污泥處置的泥質(zhì)要求，需要進(jìn)一步處理，以實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、減量化和無害化，這個環(huán)節(jié)稱為“污泥處理”。依據(jù)住建部2017年發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T 510-2017），污泥穩(wěn)定是指“污泥通過生物、化學(xué)或物化處理，使處理產(chǎn)物達(dá)到不易腐敗發(fā)臭、控制病原體等要求”。污泥穩(wěn)定生物處理工藝包括厭氧消化、好氧發(fā)酵和好氧消化等；污泥穩(wěn)定化學(xué)或物化處理方式包括熱堿分解、石灰穩(wěn)定、熱干化和焚燒等。表5是其中部分工藝的污泥病原體控制指標(biāo)及限值，包括厭氧消化、好氧發(fā)酵、好氧消化、熱堿分解和石灰穩(wěn)定。
以上工藝均可實現(xiàn)脫水污泥中的病原體控制與減量，需根據(jù)污泥處置方式進(jìn)行選擇和工藝設(shè)計。對于僅有污泥脫水設(shè)施的污水處理廠，在疫情期間，可將石灰穩(wěn)定法作為污泥的應(yīng)急消毒處理方式。石灰穩(wěn)定法的投產(chǎn)速度快，通過在脫水污泥中投加石灰，使溫度和pH值升高，起到殺菌消毒的作用，尤其在pH值≥12的情況下效果更為明顯，從而保證污泥在后續(xù)運輸和處置過程中的衛(wèi)生安全性。
③污泥處置
根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置分類》（GB/T23484-2009）的規(guī)定，污泥的處置方式包括：土地利用、污泥填埋、建材利用和污泥焚燒。參考國家環(huán)保總局2004年發(fā)布的《醫(yī)院污水處理技術(shù)指南》第六章“污泥、廢氣處理”中提到的“醫(yī)院污泥必須按照醫(yī)療廢物處理要求進(jìn)行集中（焚燒）處置”，考慮到最大程度殺滅病原體，避免病媒的接觸和病毒的傳播，對于具備條件的城市，NCP疫情期間的市政污泥處置應(yīng)盡量選擇焚燒，建議采用污泥單獨焚燒、燃煤電廠摻燒、水泥廠摻燒和垃圾電廠摻燒的方式。疫情期間污泥土地利用的，應(yīng)避免污泥施用土地的作物進(jìn)入食物鏈，并在污泥施用的土地上設(shè)立醒目標(biāo)識，減少人的接觸帶來的暴露風(fēng)險。
03 發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗借鑒
3.1 美國
美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）曾于2003年組織編寫了一份基于503法案的關(guān)于污泥中病原體和病媒控制的研究報告“Control of Pathogens and Vector Attraction in Sewage Sludge”， 現(xiàn)將報告中的要點摘錄如下：
①污泥中的病原體
病原體是一種有機(jī)體或物質(zhì)，能夠引起疾病。病原體通過幾種不同的途徑感染人類，途徑包括攝入、吸入和皮膚接觸。人類四大病原體（細(xì)菌、病毒、原生動物和蠕蟲）都可能存在于污水和污泥中，不同的污水和污泥中的病原體種類的數(shù)量有很大的不同。
②病原體通過污泥進(jìn)行傳播的途徑
a.直接接觸：接觸污水污泥；穿過一片剛施用污水污泥后不久的區(qū)域，比如田地、森林或填海區(qū)；處理來自于已施用污水污泥的田地的泥土；大風(fēng)、犁地或者耕作土壤，使污水污泥通過氣溶膠或灰塵擴(kuò)散，并通過呼吸道進(jìn)入人體。b. 間接接觸：食用在污水污泥改良土壤上種植的受病原體污染的作物；食用受病原體污染的牛奶或其他食物，這些食物來自于受污水污泥改良田種植的飼料污染的動物；攝入受污染的飲用水或娛樂用水，污染原因是從施用污水污泥的土地中滲透到地下水含水層，或者通過流過的地表徑流轉(zhuǎn)移；生吃或者食用未煮熟且受污泥施用場地污染的水體中獲取的魚類；通過嚙齒動物、昆蟲或者其他媒介接觸到污泥中的病原體。
③污泥中病原體的控制
控制污泥中的病原體和病媒的常用方式如表6所示。
3.2 歐盟
歐盟在2001年發(fā)布了一份關(guān)于污泥中病原體減量的研究報告“Evaluation of sludge treatments for pathogen reduction”，分析了不同來源的污泥中的病原體，包括市政污泥、化糞池殘渣、肉類加工業(yè)、制革廢水、蔬菜加工和造紙廢水，提出了影響污泥中病原體數(shù)量的主要因素有：溫度、含水率、pH值和停留時間，并總結(jié)了降低污泥中病原體數(shù)量的主要方式和參數(shù)控制，如表7所示。
04 暴露風(fēng)險防范
在疫情防控期間，需要降低與病原菌的接觸機(jī)會，降低感染風(fēng)險。2020年2月1日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)出了《新型冠狀病毒污染的醫(yī)療污水應(yīng)急處理技術(shù)方案》，其中提及“應(yīng)盡量避免進(jìn)行與人體暴露的污泥脫水處理，盡可能采用離心脫水裝置?！?/p>
根據(jù)國家環(huán)?？偩?004年發(fā)布的《醫(yī)院污水處理技術(shù)指南》第六章的6.1.3章節(jié)——污泥消毒中提到的“污泥脫水的目的是降低污泥含水率，脫水過程必須考慮密封和氣體處理。脫水后的污泥應(yīng)密閉封裝、運輸?！?/p>
以上標(biāo)準(zhǔn)是針對醫(yī)療污水處理產(chǎn)生的污泥，在NCP疫情期間，建議市政污泥可參照此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
除此以外，對于污泥處理處置的工作人員，需要做好個人防護(hù)。根據(jù)中國環(huán)境出版社2020年出版的《新型冠狀病毒肺炎暴露風(fēng)險防范手冊：環(huán)保相關(guān)從業(yè)人員》，污水和污泥處理工作人員應(yīng)按照如下規(guī)程進(jìn)行個人防護(hù)：
①工作前。工作人員開始工作前要準(zhǔn)備好醫(yī)用外科口罩、丁腈等材質(zhì)的防水手套、工作服、護(hù)目鏡、安全帽等防護(hù)用品，做好體溫測量和記錄。作業(yè)區(qū)及各處理單元的廠房、設(shè)備機(jī)房配備消毒用品。有需要記錄登記內(nèi)容的工作人員自備個人辦公用品。
②工作中。使用工具檢修、操作時要佩戴醫(yī)用外科口罩、手套、護(hù)目鏡，必要時帶防護(hù)面罩，使用前后對工具進(jìn)行清潔消毒；口罩臟污、變形、損壞、有異味時需及時更換。當(dāng)需要檢修的部位要求與污泥直接接觸時，建議工作人員可以內(nèi)層佩戴丁腈手套，外層佩戴厚橡膠手套，檢修結(jié)束后要立即洗手，對檢修工具及其他防護(hù)用具進(jìn)行消毒。作業(yè)結(jié)束之后盡量要進(jìn)行全面清潔，及時更換被污染的外衣等。
③工作后。工作完成要測量體溫并做好記錄，脫下防護(hù)用具后放到單獨的收集位置。口罩等一次性防護(hù)用具收集后集中處理，重復(fù)使用的防護(hù)用品必須做消毒處理并風(fēng)干后才可再次使用。
05 總結(jié)與思考
國內(nèi)的城鎮(zhèn)污水處理一向是重水輕泥，這也體現(xiàn)在國內(nèi)研究城鎮(zhèn)污泥病原體控制的學(xué)者和文獻(xiàn)較少上。此外，與市政供排水消毒相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)對污泥方面的論述和關(guān)注也較少，約束較為寬泛。因此，此次疫情是反思污泥處理處置中的病原體控制的契機(jī)。基于以上的論述，提出以下總結(jié)和思考：
①污泥由于富含營養(yǎng)物質(zhì)，是病原體的良好營養(yǎng)基。在此次NCP疫情中，污泥是重要的人暴露風(fēng)險點，應(yīng)給予充分重視，并集中開展相應(yīng)的市政污泥中病毒滅活的試驗和研究。
②污泥中存在大量的病原體，但在目前執(zhí)行的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，均無明確的病原體指標(biāo)和限值要求。建議在現(xiàn)有指標(biāo)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充一些危險性較大的典型病毒的限值和檢測方式。
③NCP病毒是包膜病毒，這意味著它們是最容易被消毒劑產(chǎn)品殺死的病毒之一。作為源頭控制，在污泥含水率較高且仍處于液體狀態(tài)的污泥貯池中投加消毒劑并攪拌是重要且有效的殺滅污泥中的NCP病毒的措施。
④考慮到病原體的擴(kuò)散，污泥的處理處置應(yīng)減少暴露風(fēng)險，盡量選用密閉的輸送和處理設(shè)施，如離心脫水機(jī)等。
⑤根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗，減少污泥中病原體的處理工藝可選用好氧發(fā)酵、厭氧消化、石灰穩(wěn)定、熱干化、射線輻射等。
⑥考慮到最大程度殺滅病原體，避免病媒的接觸和病毒的傳播，對于具備條件的城市，疫情期間的市政污泥處置應(yīng)盡量選擇焚燒，建議采用污泥單獨焚燒、燃煤電廠摻燒、水泥廠摻燒和垃圾電廠摻燒的方式，對于疫情期間的污泥土地利用，應(yīng)避免進(jìn)入食物鏈，并在污泥施用的區(qū)域設(shè)立醒目標(biāo)識，減少暴露風(fēng)險。
