楊逸航 馬 威

城市供水中常見微生物風險概述

楊逸航 馬 威

早在1850～1990年間，已有學者認識到水可以傳輸微生物有機體，這些微生物有機體能導致人體感染疾病；大腸菌群能用來作為水質中微生物的指標。之后，細菌、病毒及原生動物陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，并證實它們能通過污染水體來傳播疾病。

城市水安全是一個涉及到水的可持續(xù)利用、供水安全及公眾健康風險的復雜概念，每年都有數(shù)百萬人遭受著與水相關的疾病。盡管水中有毒化學物質的危害會構成重大的安全風險，但是微生物的危害更為常見，尤其是腸道病原菌極易通過污染生活飲用水而進入人體。

一、生活飲用水中常見微生物

微生物風險已經成為飲用水水質對人體健康影響最主要的一個方面。微生物風險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威脅到人們的健康。水中最常見的病原微生物在來源上都是腸源性的，水中腸源性病原微生物包括病毒、細菌、原生動物及腸蟲卵。他們會隨宿主的糞便進入環(huán)境中，并且會以不同方式進入生活飲用水中。

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胞來復制產生新個體。絕大多數(shù)人類腸道病毒宿主范圍很小，所以在分析腸道病毒對水體的污染時，需要從人類糞便來源進行考慮。腸道病毒有很強的污染性，數(shù)量極少的腸道病毒就能導致污染，尤其是對老年人、兒童以及免疫力低的人群有更大的潛在感染性。很多種類的腸道病毒能夠通過口腔進入人體，例如腺病毒、輪狀病毒、呼腸弧病毒、萼狀病毒及腸病毒等。

2.細菌

細菌是水中最常見、豐度最高的微生物病原體，并且多數(shù)細菌都是腸源性的。許多細菌性疾病都與糞口途徑有關，且都是腸桿菌門中的革蘭氏陰性細菌，他們能夠導致傷寒癥、副腸熱病、沙門氏菌病、志賀氏菌病及霍亂等。有些細菌性病原體還能夠導致非腸道疾病，如軍團菌屬、分枝桿菌屬及螺旋體等。腸道細菌除能感染人體外，還能感染一些動物，例如沙門氏菌、彎曲菌、耶爾森氏鼠疫桿菌能在動物體中形成污染源。城市供水管網中通常會形成生物膜，這種生物膜主要是由于細菌等微生物分泌粘液與其他雜質混在一起附著于管網上形成的。供水管壁上這種生物膜的存在會造成多種水質問題，如致病菌的生長、管道腐蝕增加、水質色度與濁度增加等。尤其是當生物膜長到一定厚度時，膜內微生物缺乏營養(yǎng)而死亡會造成生物膜脫落，進而會導致各種致病菌在輸水管網傳播。

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

3.原生動物

腸溶性原生動物是專營寄生性的單細胞真核生物。在宿主體外，他們主要是以孢囊或者卵囊的形式存在。最常見的原生動物有痢疾內變形蟲、賈第鞭毛蟲及隱孢子蟲。寄生性隱孢子蟲是水體中最重要的原生動物病原體之一，也是導致水傳播疾病最常見的微生物之一。隱孢子蟲卵存在于人類及動物的糞便中，具有很低的感染性，但是能在水中存活數(shù)月。隱孢子蟲個體很小，能透過濾網，而且對氯氣消毒有抵抗力。在《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）中已增加了對賈第鞭毛蟲與隱孢子蟲的檢測。

被孢囊或者卵囊污染的食物或者水體通過人與人之間的接觸感染，是原生動物病原體感染的主要途徑。人類是原生動物病原體的主要宿主，但是一些動物也是其潛在的宿主。不到十個孢囊或者卵囊進入人體后就會導致人體感染，所以原生動物感染比細菌感染更值得關注。

4.腸蟲

腸蟲是長度在1毫米至幾米不等的多細胞有機體。營自由生活的腸蟲一般不會引起疾病，但是會通過廢水傳播。腸蟲會導致腸蟲病，并進一步造成營養(yǎng)不良、貧血及侏儒癥等多種疾病。腸蟲病在世界范圍內都有廣泛分布，且分布不均勻。在發(fā)展中國家，腸蟲病已經影響到總人口的25%～33%，而在發(fā)達國家，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)，腸蟲病的發(fā)生率高達90%。

腸蛔蟲在非洲、拉丁美洲及遠東地區(qū)是最常見的地方病。在全球大約有13億腸蛔蟲感染者。盡管腸蛔蟲病致死率很低，但是受影響的主要是15歲以下兒童，這會導致他們生長緩慢及身體素質低下。在這些兒童中，有大約150萬將難以彌補生長缺陷。

腸蟲病主要是通過以下途徑傳播的：（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。腸蟲病的主要傳染物是卵，腸蟲卵易出現(xiàn)在渾濁水體或伴有顆粒物的水體中。腸蟲卵個體大小一般在20～80μm，在水中的密度為1.06～1.15個/L。腸蟲卵進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，依附于沙質或者作物來發(fā)育形成幼蟲才會感染人體。腸蟲卵在水中、沙質及作物中可存活數(shù)月甚至數(shù)年。

腸蟲卵對傳統(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)量的腸蟲卵，因此，不同國家需要依據(jù)技術水平來處理廢水。世界衛(wèi)生組織建議，用于灌溉可直接食用的作物時，廢水中腸蟲卵不得高于1個/L；魚類養(yǎng)殖餌料不得含有腸蟲卵。

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導致病癥，應采取一些措施確保飲水安全。城鎮(zhèn)通常有大量的人口，對生活污水與生活飲用水系統(tǒng)進行整合與分類是十分必要，且對人口健康有著重大影響。所有的糞口途徑病原體都能通過生活飲用水及灌溉用水影響到農產品及娛樂用水。對于城市環(huán)境而言，水污染循環(huán)已經成為水相關疾病傳播很重要的一個方面（見圖1）。

對于城市供水安全而言，市政、工業(yè)及農業(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。在進行廢水資源再利用時，特別要注意將其健康風險降低到可接受的水平，尤其是在進行生活飲用水生產時。為確保飲用水水質達標，供水部門需要從以下方面進行考慮：

（1）防護病原菌及有毒化學物質對健康產生的間接威脅。

（2）防止生活飲用水及水源水在化學物質中的短期暴露。

（3）密切監(jiān)測飲用水水質，時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)應急狀況處置措施。

三、結語

實際上，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。相信隨著水源保護意識的提升，水處理技術的發(fā)展以及人們健康飲水習慣的養(yǎng)成，城市供水中的微生物風險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：河海大學水利水電學院210098 淮河流域水環(huán)境監(jiān)測中心233001）