目前已有一些病毒(主要甲型肝炎病毒)從污染源經(jīng)若干距離而進(jìn)入井水的流行病學(xué)證據?,F在已普遍承認在地下水中,病毒在正常條件下可以遷移很長(cháng)的距離。然而,影響病毒在地下水中遷移的特殊因素有待深入研究,比如飽和度,地表水流,水文地質(zhì)條件等因素。
地下水中的細菌和病毒來(lái)源主要包括生活污水、醫院污水及垃圾滲濾液等,未經(jīng)消毒的污水中含有大量細菌和病毒,通過(guò)污灌、滲坑(井)的滲透進(jìn)入包氣帶和飽水帶,將對地下水造成生物污染。另外,下水管道泄漏、河堤滲漏、污水處理后復灌以及不合理的畜牧措施也可能造成地下水遭受病毒污染。
病毒附著(zhù)的污染物在通過(guò)包氣帶向下運移時(shí),會(huì )產(chǎn)生一系列復雜的物理、化學(xué)及生物作用。其中物理和化學(xué)作用對污染物的遷移產(chǎn)生較大影響:
物理作用效應主要包括機械過(guò)濾及稀釋作用,他們主要產(chǎn)生凈化效應。污水中的大腸桿菌可以遷移至較深土層,而病毒的包囊較小,在經(jīng)過(guò)多孔土壤的過(guò)程中不易被過(guò)濾和凈化,隨著(zhù)水分進(jìn)入地下水系統的幾率較高,所以地下水病毒污染相對嚴重。疫區的土壤性質(zhì),含水層性質(zhì),地下水補徑排,開(kāi)采情況都會(huì )直接影響病毒遷移狀況。
嚴格估計病毒在天然水中的存活是困難的,因為病毒對影響其存活的各種因素的抵抗力不相同。有研究表明,一些病毒在地下水中可能至少存活28天。也有研究人員報導過(guò)有些病毒在地下水中的存活可達18天,也有實(shí)驗室實(shí)驗一些病毒在飲水中的存活超過(guò)了20天。因為地下水含水層中陽(yáng)光的影響被消除,溫度較為穩定,病毒在地下水中很可能存活較長(cháng)時(shí)間。
不少微生物致病菌、病毒和指示菌在地下水中能隨水一起流動(dòng),并可以生長(cháng)較長(cháng)時(shí)間,生存在地下水中的微生物是相對穩定的。微生物細菌的衰減速度K由dc/dt=-Kc求得,c為微生物濃度,t為時(shí)間。下圖列出了幾種微生物在地下水、地表水、海水中的衰減速度。
可以看出微生物細菌在地下水中比其在河水、海水中衰減得慢得多。另外,病毒比細菌在地下水中生存時(shí)間要長(cháng),且兩者間無(wú)相互關(guān)系,而細菌中糞鏈球菌最為穩定,大腸桿菌抗性最強。
由此可以看出,病毒在地下水中比其余水體介質(zhì)的時(shí)間長(cháng),但是都會(huì )存在衰減的情況。
04 怎么消滅地下水中的病毒?
據《2018中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》,我國約61%的城市居民以地下水為飲用水源,北方地區65%的生活用水、50%的工業(yè)用水和33%的農業(yè)灌溉用水來(lái)自地下水。
地下水是要用來(lái)喝的。對于地下水消毒,除了傳統的自來(lái)水廠(chǎng)沉淀加氯消毒的處理措施,即通過(guò)氯及其化合物在水中產(chǎn)生的次氯酸與微生物酶起反應,從而破壞微生物細胞中的物質(zhì)交換而達到殺菌效果。
其實(shí)還能利用含水層自身微生物等“五花八門(mén)”的消毒方式。
德國伯恩市CSIRO地下水研究中心曾使用地下水含水層樣本去除脊髓灰質(zhì)炎病毒。但是殺病毒的速度較慢,在使細菌興旺繁殖的條件下,病毒消失得最快。研究認為這可能是一種代謝作用,細菌或是正在利用病毒作為食物,或是正在產(chǎn)生某種能殺死病毒的物質(zhì)。
有研究使用臭氧消毒,臭氧的殺菌作用與其高氧化電勢和容易通過(guò)微生物細胞膜擴散有關(guān)。它的殺菌能力比氯強,且作用快消耗量也比氯小。如在0.45mg/L臭氧作用下,經(jīng)2分鐘水中脊髓灰質(zhì)炎病毒死亡。同時(shí),由于污染質(zhì)的氧化和礦化,殺菌的過(guò)程也使得水氣味消失,色度降低。
也有研究使用銀離子消毒,銀的消毒效力較好,各種不同程度細菌污染的天然地下水中每升加人1mg的銀,經(jīng)2小時(shí)后完全消毒。幾種細菌可以排成衰減的順序為:葡萄球菌>鏈球菌>痢疾菌>大腸桿菌。作為水消毒的清潔性指標的大腸桿菌,對銀的作用最穩定。如凈化后水中不含大腸桿菌,則上述所有細菌在水中更不存在。
然而,此類(lèi)試驗需要區分病毒失活衰減的影響,相關(guān)研究有待深入。
05 國內有地下水引發(fā)的病毒疫情?
近些年,地下水作為直接飲用水源,也導致國內發(fā)生一些小規模的疫情。DE從疫情規模和原因兩方面總結了四件疫情。
2009年9月4-11日,廣東省某農村學(xué)校因生活用井水被GⅡ-4型諾如病毒污染引起胃腸炎暴發(fā),共報告病例108例,經(jīng)流行病學(xué)調查,使用受污染的井水作為生活用水為主要危險因素。
2014年11月26日-12月5日杭州市西湖區某校共發(fā)生諾如病毒胃腸炎病例82例。有多名學(xué)生因出現嘔吐、腹瀉等癥狀到醫院就診。根據病例臨床表現、流行病學(xué)調查以及實(shí)驗室檢測結果判斷該起疫情為諾如病毒GⅡ型引起的急性胃腸炎暴發(fā),暴發(fā)的主要原因可能為食用受污染的井水,接觸傳播也是主要的傳播途徑。同時(shí),停用井水前采集的學(xué)生宿舍生活用水菌落總數均超標,并且均能檢測出耐熱大腸菌群和總大腸菌群,而停用井水后采集的學(xué)生宿舍生活用水細菌常規指標均恢復正常,表明井水可能被糞便污染,間接印證了以上結論。
諾如病毒是引起成人和兒童急性病毒性胃腸炎的常見(jiàn)病原體。諾如病毒好發(fā)于冬春季,具有起病急、傳染性強、傳播速度快等特點(diǎn),并且容易在幼兒園、學(xué)校等人群聚集場(chǎng)所暴發(fā),成為嚴重的公共衛生問(wèn)題。
2015年2月19-28日,浙江省臨海市江南街道沿岙村發(fā)生一起群體性腹瀉暴發(fā)疫情,春節期間該村村民陸續出現腹瀉患者,伴腹痛、惡心、嘔吐等癥狀。經(jīng)臨海市疾病預防控制中心現場(chǎng)流行病學(xué)調查和實(shí)驗室檢測,證實(shí)是一起由村公共井水被糞便污染引起的輪狀病毒感染性腹瀉暴發(fā)疫情。結果本次暴發(fā)共發(fā)病165例,臨床表現以腹瀉、嘔吐為主,8例患者大便標本檢測出輪狀病毒。飲用公共井水可能是本次暴發(fā)的危險因素。該村并沒(méi)有提供市政自來(lái)水,飲用水來(lái)源主要有東部山上蓄水池的山水和居民區的一口公共井水。山水和井水通過(guò)管道流經(jīng)半山腰的飲用水處理室后,經(jīng)二氧化氯投加消毒裝置予以消毒,再合并成一條管道提供給居民使用。該村村民因嫌飲用水加氯消毒后氣味較大而不愿意使用,村飲用水管理員已多月未對該裝置添加二氧化氯,現場(chǎng)也發(fā)現消毒裝置已廢用較長(cháng)時(shí)間。
2015年5月1日,江西省某村衛生室報告該村某磚瓦廠(chǎng)4月29-30日出現較多腹瀉病例。本次疫情共報告病例45例,病例標本中3份為諾如病毒陽(yáng)性,3個(gè)水井水樣標本中細菌總數、大腸菌群均嚴重超標。結論本次疫情是一起由諾如病毒引起的急性胃腸炎暴發(fā)事件。暴發(fā)原因是直接飲用污染的2號井水所致,污染方式可能是因暴雨將病人嘔吐物直接沖刷入水井或者廁所排污渠滲漏入井。
06 后知后覺(jué),我們要怎么辦?
據《2018中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》,淡水環(huán)境狀況令人喜憂(yōu)參半:一方面,2018年地表水質(zhì)量得到改善,36個(gè)重點(diǎn)城市的黑臭水體基本消除;另一方面,“看不見(jiàn)”的地下水質(zhì)量堪憂(yōu),全國地下水水質(zhì)較好級以上的比例僅為33.4%,較差級和極差級分別達到51.8%和14.8%。人們以為深藏地下的水不易被污染、水質(zhì)好,但現在看來(lái),“看不見(jiàn)”的水遠沒(méi)想象中那么干凈。
地下水循環(huán)緩慢,自?xún)裟芰θ?,污染情況不好改善。我國約61%的城市居民以地下水為飲用水源;北方地區65%的生活用水、50%的工業(yè)用水和33%的農業(yè)灌溉用水來(lái)自地下水。地下水一旦污染,危害的將是生活的方方面面。
我們已經(jīng)看到,地下水引發(fā)的疫情主要來(lái)自于地下水被污染,而后直接被飲用。
因此,從兩方面我們可以將地下水疫情防患于未然。
第一,農村生活污水集中處理,更換飲用水源。
干凈的山泉水,純潔的井水,是可以喝的,前提是我們不能弄臟了。除了密集的工業(yè)園區廢水排放,農村生活污水的散亂差是上述幾次疫情的主因。今年中央一號文件再次提到農村生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,在一些使用地下水作為直接飲用水水源的地區,要從根本,從源頭防止地下水環(huán)境惡化。同時(shí),應加強對農村飲用水的衛生管理工作,對飲用水源進(jìn)行消毒處理.盡快將自備井水改成市政供水,切斷病毒進(jìn)入人體的途徑。
第二,如果實(shí)在需要直接飲用自來(lái)水和地下水,煮沸再喝。
自來(lái)水出廠(chǎng)前經(jīng)過(guò)層層處理和檢查,符合國家飲用水標準,但在儲存、管網(wǎng)運輸過(guò)程中可能發(fā)生污染,因此建議居民不要直接飲用自來(lái)水,煮沸會(huì )殺死或降低水媒病原體的活性,包括像隱孢子蟲(chóng)一類(lèi)的對化學(xué)消毒有抵抗力的原生動(dòng)物,以及像輪狀病毒和諾如病毒一類(lèi)太小而無(wú)法被過(guò)濾除去的病毒。即便水是渾濁的,煮沸也可以消除微生物和苯和氯仿一類(lèi)的易揮發(fā)性有機化合物。經(jīng)濟條件允許的話(huà),可安裝凈水器,進(jìn)一步過(guò)濾自來(lái)水或地下水,讓飲用水更安全。在肯尼亞、玻利維亞和贊比亞,凈水器的使用已經(jīng)減少了30~40%的腹瀉病。
某種程度上而言,相較于圍在身邊的空氣和目能所及的地表水,看不見(jiàn),摸不到的地下水令人放松警惕。無(wú)論是浙江的城區高校,還是江西的農村磚瓦廠(chǎng),地下水都曾作為主要媒介引發(fā)了病毒疫情,這又提示我們,地下水病毒污染不得不防。從源頭做好防控,切換直接飲用途徑,飲用水從源頭到受體全程做好消毒,其實(shí)是可以避免的。這一串串的疫情暗示著(zhù),從底層的科研工作到應用層面的政策管理,是有些環(huán)節出現問(wèn)題和漏洞的。這波疫情過(guò)后,期望政策聯(lián)動(dòng)帶來(lái)地下水和病毒相關(guān)研究開(kāi)花,飲用水安全有效落地,全方位筑牢衛生防預體系,而不僅僅是不吃野生動(dòng)物而已。
參考資料:
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