城市供水中常见微生物风险概述

杨逸航 马 威

城市供水中常见微生物风险概述

杨逸航 马 威

早在1850～1990年间，已有学者认识到水可以传输微生物有机体，这些微生物有机体能导致人体感染疾病；大肠菌群能用来作为水质中微生物的指标。之后，细菌、病毒及原生动物陆续被发现，并证实它们能通过污染水体来传播疾病。

城市水安全是一个涉及到水的可持续利用、供水安全及公众健康风险的复杂概念，每年都有数百万人遭受着与水相关的疾病。尽管水中有毒化学物质的危害会构成重大的安全风险，但是微生物的危害更为常见，尤其是肠道病原菌极易通过污染生活饮用水而进入人体。

一、生活饮用水中常见微生物

微生物风险已经成为饮用水水质对人体健康影响最主要的一个方面。微生物风险主要是由饮用水中水生致病微生物引起的，污染的废水中肠道病原微生物在一定程度上会威胁到人们的健康。水中最常见的病原微生物在来源上都是肠源性的，水中肠源性病原微生物包括病毒、细菌、原生动物及肠虫卵。他们会随宿主的粪便进入环境中，并且会以不同方式进入生活饮用水中。

1.肠道病毒

肠道病毒是水中发现的最小病原微生物，他们能依附于宿主细胞来复制产生新个体。绝大多数人类肠道病毒宿主范围很小，所以在分析肠道病毒对水体的污染时，需要从人类粪便来源进行考虑。肠道病毒有很强的污染性，数量极少的肠道病毒就能导致污染，尤其是对老年人、儿童以及免疫力低的人群有更大的潜在感染性。很多种类的肠道病毒能够通过口腔进入人体，例如腺病毒、轮状病毒、呼肠弧病毒、萼状病毒及肠病毒等。

2.细菌

细菌是水中最常见、丰度最高的微生物病原体，并且多数细菌都是肠源性的。许多细菌性疾病都与粪口途径有关，且都是肠杆菌门中的革兰氏阴性细菌，他们能够导致伤寒症、副肠热病、沙门氏菌病、志贺氏菌病及霍乱等。有些细菌性病原体还能够导致非肠道疾病，如军团菌属、分枝杆菌属及螺旋体等。肠道细菌除能感染人体外，还能感染一些动物，例如沙门氏菌、弯曲菌、耶尔森氏鼠疫杆菌能在动物体中形成污染源。城市供水管网中通常会形成生物膜，这种生物膜主要是由于细菌等微生物分泌粘液与其他杂质混在一起附着于管网上形成的。供水管壁上这种生物膜的存在会造成多种水质问题，如致病菌的生长、管道腐蚀增加、水质色度与浊度增加等。尤其是当生物膜长到一定厚度时，膜内微生物缺乏营养而死亡会造成生物膜脱落，进而会导致各种致病菌在输水管网传播。

为保障人们生活饮水安全，在《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中要求菌落总数不得超过100CFU/ml，大肠菌群每100ml不得检出。尽管生活饮用水中异养细菌并不与病原体污染直接相关，但是在许多国家法规中仍然会用其作为评估生活饮用水水质的一个指标。例如在欧洲国家的标准中规定细菌个数不得超过100个/ml，而在美国及加拿大采用的标准是500个/ml。

3.原生动物

肠溶性原生动物是专营寄生性的单细胞真核生物。在宿主体外，他们主要是以孢囊或者卵囊的形式存在。最常见的原生动物有痢疾内变形虫、贾第鞭毛虫及隐孢子虫。寄生性隐孢子虫是水体中最重要的原生动物病原体之一，也是导致水传播疾病最常见的微生物之一。隐孢子虫卵存在于人类及动物的粪便中，具有很低的感染性，但是能在水中存活数月。隐孢子虫个体很小，能透过滤网，而且对氯气消毒有抵抗力。在《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中已增加了对贾第鞭毛虫与隐孢子虫的检测。

被孢囊或者卵囊污染的食物或者水体通过人与人之间的接触感染，是原生动物病原体感染的主要途径。人类是原生动物病原体的主要宿主，但是一些动物也是其潜在的宿主。不到十个孢囊或者卵囊进入人体后就会导致人体感染，所以原生动物感染比细菌感染更值得关注。

4.肠虫

肠虫是长度在1毫米至几米不等的多细胞有机体。营自由生活的肠虫一般不会引起疾病，但是会通过废水传播。肠虫会导致肠虫病，并进一步造成营养不良、贫血及侏儒症等多种疾病。肠虫病在世界范围内都有广泛分布，且分布不均匀。在发展中国家，肠虫病已经影响到总人口的25%～33%，而在发达国家，其影响的人口却不到1.5%。在卫生条件很差的贫困地区，肠虫病的发生率高达90%。

肠蛔虫在非洲、拉丁美洲及远东地区是最常见的地方病。在全球大约有13亿肠蛔虫感染者。尽管肠蛔虫病致死率很低，但是受影响的主要是15岁以下儿童，这会导致他们生长缓慢及身体素质低下。在这些儿童中，有大约150万将难以弥补生长缺陷。

肠虫病主要是通过以下途径传播的：（1）使用受污染的作物；（2）直接接触受污染的粪便或者受污染的废水；（3）直接摄入受污染的肉类。肠虫病的主要传染物是卵，肠虫卵易出现在浑浊水体或伴有颗粒物的水体中。肠虫卵个体大小一般在20～80μm，在水中的密度为1.06～1.15个/L。肠虫卵进入水体后并不感染人体，他们需要在一定温度及湿度条件下，依附于沙质或者作物来发育形成幼虫才会感染人体。肠虫卵在水中、沙质及作物中可存活数月甚至数年。

肠虫卵对传统的消毒剂有抵抗力，如氯气、臭氧及紫外线。但并不是所有废水中都有显著数量的肠虫卵，因此，不同国家需要依据技术水平来处理废水。世界卫生组织建议，用于灌溉可直接食用的作物时，废水中肠虫卵不得高于1个/L；鱼类养殖饵料不得含有肠虫卵。

二、城市供水安全防控措施

含有病原微生物的生活饮用水会导致病症，应采取一些措施确保饮水安全。城镇通常有大量的人口，对生活污水与生活饮用水系统进行整合与分类是十分必要，且对人口健康有着重大影响。所有的粪口途径病原体都能通过生活饮用水及灌溉用水影响到农产品及娱乐用水。对于城市环境而言，水污染循环已经成为水相关疾病传播很重要的一个方面（见图1）。

对于城市供水安全而言，市政、工业及农业废水污染生活饮用水，可能是饮水安全保障中最大的威胁。在进行废水资源再利用时，特别要注意将其健康风险降低到可接受的水平，尤其是在进行生活饮用水生产时。为确保饮用水水质达标，供水部门需要从以下方面进行考虑：

（1）防护病原菌及有毒化学物质对健康产生的间接威胁。

（2）防止生活饮用水及水源水在化学物质中的短期暴露。

（3）密切监测饮用水水质，时刻防止受污染的水体被居民饮用。

（4）提供完善的供水系统，防止供水箱及供水管路的污染。

（5）制定完善的突发应急状况处置措施。

三、结语

实际上，除了生活饮用水中的暴露污染外，还有食物污染、空气吸入及皮肤接触等。相信随着水源保护意识的提升，水处理技术的发展以及人们健康饮水习惯的养成，城市供水中的微生物风险可控程度将不断提高

图1 疾病在城市水污水循环中的传播途径

（作者单位：河海大学水利水电学院210098 淮河流域水环境监测中心233001）