小編說：

開年以來，新型冠狀病毒疫情牽動(dòng)著所有人的心。近日小編查閱相關(guān)資料，想了解病毒在水中的存活時(shí)間，發(fā)現(xiàn)病毒的生命力比想象中更加頑強(qiáng)。比如之前引發(fā)SARS的冠狀病毒，在人體排泄物中可以存活4天，零攝氏度下甚至可以“無限期存活”。針對(duì)本次新型冠狀病毒，1月31日發(fā)表于《The new england journal of medicine》“First Case of 2019 Novel Coronavirus in the United States”的美國研究結(jié)果表明，在患者糞便中發(fā)現(xiàn)了新型冠狀病毒。我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》并未對(duì)病毒濃度作出規(guī)定，那么，在特殊時(shí)期，飲用水廠應(yīng)該如何防控病毒呢?《給水排水》特約解躍峰教授和馬軍院士聯(lián)合撰寫相關(guān)文章，以供參考借鑒，本文將刊登于《給水排水》2020年第3期。

飲用水廠腸道病毒去除與控制

賓州州立大學(xué) 解躍峰教授

哈爾濱工業(yè)大學(xué)/中國工程院 馬軍院士

病毒是水中一類重要的病原微生物。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)《Guidelines for Drinking-Water Quality》第四版，飲用水中健康風(fēng)險(xiǎn)高的病毒包括腸道病毒、甲肝病毒、戊肝病毒、輪狀病毒、諾如病毒和札幌病毒等，健康風(fēng)險(xiǎn)適中的病毒包括腺病毒和星狀病毒。而關(guān)于冠狀病毒在飲用水中的特性和行為報(bào)導(dǎo)不多，世界衛(wèi)生組織WHO認(rèn)為其在飲用水中的健康風(fēng)險(xiǎn)還不確定或尚缺乏證據(jù)(evidence is inconclusive or lacking)。近年來，飲用水廠病毒控制引起人們的關(guān)注，本文通過簡(jiǎn)要綜述與分析飲用水中腸道病毒的去除與控制效能，為控制飲用水中的微生物風(fēng)險(xiǎn)提供參考和借鑒。

美國環(huán)保局(USEPA)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)菌落總數(shù)、總大腸菌群 (包括糞大腸菌群和大腸埃希氏菌)、軍團(tuán)菌、病毒、隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲微生物指標(biāo)進(jìn)行了限定，其中病毒指腸道病毒，要求病毒的削減率不低于4 log(即99.99%)。水中微生物的削減一般通過處理工藝的去除和后續(xù)消毒工藝的滅活來實(shí)現(xiàn)。處理工藝之后殘留的病毒需通過控制消毒工藝CT值來實(shí)現(xiàn)滅活。CT值為消毒劑有效濃度(即消毒劑余量)(C值，單位：mg/L)與有效接觸時(shí)間(T值，單位：min)的乘積，與微生物種類、消毒劑類型和有效濃度、水溫和pH值等密切相關(guān)， 如表1所示。針對(duì)現(xiàn)行的“混合+絮凝+沉淀+過濾”的常規(guī)處理工藝，當(dāng)濾后水濁度低于0.3 NTU時(shí)，USEPA認(rèn)可病毒的去除率為2 log(即99%)。如果自由氯消毒的CT值為5.8 mg/(L?min)(比如，0.5 mg/L自由氯余量和11.6分鐘的有效接觸時(shí)間)，病毒的消毒滅活率為2 log(即99%)。病毒通過去除和滅活的總削減率為4 log (即99.99%)，達(dá)到USEPA去除標(biāo)準(zhǔn)。

表1. 不同消毒劑病毒滅活的CT值和劑量

(針對(duì)腸道病毒，水溫為1 oC，紫外的為腺病毒)

根據(jù)美國環(huán)保局(USEPA)《Long Term 2 Enhanced Surface Water Treatment Rule: Toolbox Guidance Manual》整理得出

雖然我國現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)》尚未對(duì)病毒的最高允許濃度進(jìn)行限定，但《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)濁度和消毒的要求也間接地保證了飲用水處理工藝對(duì)病毒的削減，即去除和滅活。我國《標(biāo)準(zhǔn)》要求龍頭水濁度低于1 NTU。為了達(dá)到此濁度標(biāo)準(zhǔn)，水廠一般要求更低的濾后水濁度。如果水廠濾后水濁度為0.3 NTU以下，病毒的去除率可達(dá)到2 log。我國《標(biāo)準(zhǔn)》同時(shí)要求，出廠水中游離氯余量不得小于0.3 mg/L，接觸時(shí)間不得小于30 min，計(jì)算得到CT值為9.0 mg/(L?min)，滿足病毒滅活率大于3 log的要求。病毒通過去除和滅活的總削減率為5 log (即99.999%)。如果水廠濾后水濁度為0.5-1.0 NTU，病毒的去除率也應(yīng)大于1 log(即90%)。我國《標(biāo)準(zhǔn)》自由氯消毒標(biāo)準(zhǔn)的CT值為9.0 mg/(L?min)，對(duì)應(yīng)病毒滅活率大于3 log。病毒通過去除和滅活的總削減率為1 + 3 = 4 log (即99.99%)，也達(dá)到USEPA病毒去除標(biāo)準(zhǔn)。我國《標(biāo)準(zhǔn)》同時(shí)規(guī)定供水管網(wǎng)中總余氯最低值為0.05 mg/L。管網(wǎng)中余氯或余二氧化氯也可以滅活致病菌，有效控制由于管網(wǎng)二次污染造成的微生物風(fēng)險(xiǎn)。

我國《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定臭氧消毒時(shí)臭氧余量不得小于0.3 mg/L，接觸時(shí)間不得小于12 min。由于臭氧接觸反應(yīng)方式多樣，同時(shí)臭氧濃度在接觸池中變化較大，需根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)與操作條件來計(jì)算其CT值。一般臭氧的病毒滅活率為2—4 log。在我國使用臭氧作為主消毒劑的水廠很少，但有相當(dāng)一部分水廠采用臭氧與生物活性炭聯(lián)用(O3-BAC)深度處理工藝，處理能力占全國地表水總處理量的10—20%。因此，采用臭氧消毒或O3-BAC深度處理工藝的水廠，對(duì)病毒的去除能力較強(qiáng)。對(duì)于有條件的水廠，采用臭氧和游離氯聯(lián)合消毒病毒滅活率更高，更為安全可靠。

按《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的最低消毒劑余量和接觸時(shí)間，氯胺和二氧化氯消毒可能難以達(dá)到2 log(99%)的病毒滅活率。對(duì)于含有氨氮的水質(zhì)，即使是投加氯(或次氯酸鈉)，當(dāng)氯與氨的比值小于7.6比1時(shí)(質(zhì)量比)，水中的氯實(shí)質(zhì)上主要以氯胺形式起消毒作用。盡管紫外線消毒對(duì)賈第蟲和隱孢子蟲“兩蟲”的滅活效果很好，但其病毒滅活的CT值(基于腺病毒)很高。紫外線照射強(qiáng)度(I值，單位：mW/cm2)與有效接觸時(shí)間(T值，單位：s)的乘積為IT值(即紫外線照射劑量)。滅活病毒2 log所需紫外線劑量值為100 mJ/cm2，遠(yuǎn)高于目前水廠常用的40 mJ/cm2劑量?，F(xiàn)有的紫外消毒設(shè)施可通過投加氯(次氯酸鈉)或臭氧有效地強(qiáng)化病毒的滅活。我國超濾工藝應(yīng)用越來越廣泛，一般將膜孔徑在0.05 μm以下的低壓膜定義為超濾膜。超濾單元對(duì)賈第蟲和隱孢子蟲等致病微生物有很好的去除效果，對(duì)細(xì)菌也有非常顯著的去除作用。而病毒尺寸小，超濾不能使之徹底去除，且去除率隨著膜工藝運(yùn)行條件和破損情況而變化。USEPA沒有明確定義超濾膜對(duì)病毒的去除率，美國絕大多數(shù)州不認(rèn)可超濾膜過濾對(duì)病毒的去除，要求消毒工藝具有4 log(即99.99%)病毒滅活率。

編輯：王媛媛