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            污水廠內的生物氣溶膠

            作者 : 治污者說 訪問次數 : 921 發布日期 :2020-03-01

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            2020年春節,國家衛健委暫命名的新性冠狀病毒肺炎(新冠肺炎)NCP的肆虐,給每一個中國人都帶來了難以磨滅的印跡。一時間關于新冠肺炎病毒的各種傳說充斥著各種媒體,我們不斷的接受各種謠言、各種辟謠的洗禮。2月8日,又有新冠病毒可能通過氣溶膠傳播的說法,使很多人又被再次驚嚇,又一次給很多人普及了氣溶膠的概念。但其實氣溶膠在污水廠中是非常普遍的一種危害,不論有沒有新冠病毒,都是我們污水從業人員需要認真面對和積極防護的一種危害,這一期就和大家討論下:污水廠內的氣溶膠。


            首先先來認識下什么是氣溶膠,氣溶膠是懸浮在氣體介質中的固態或液態顆粒所組成的氣態分散系統。這些固態或液態顆粒的密度與氣體介質的密度可以相差微小,也可以懸殊很大。顆粒大小一般從0.001~100 μm不等,形狀多種多樣,可以是近乎球形,諸如液態霧珠,也可以是片狀、針狀及其它不規則形狀。在工程技術中,特別是勞動保護和環境保護工程中,為區別于潔凈空氣,常通俗的使用含塵氣體或污染氣體來稱呼氣溶膠(源自百度百科)。簡單的說就是在一些特殊情況下的空氣中,含有大量的固體、液體細小顆粒的情況。氣溶膠在很多場合下都會發生,不可能完全避免,因此引起重視的不是氣溶膠本身,而是在這些微粒中含有微生物或生物大分子等生物物質,也稱為生物氣溶膠(bioaerosol),其中含有微生物的稱為微生物氣溶膠,需要我們引起重視和采取相關防護。

            新近的說法,在醫院等病患密集的場所下,新冠病毒是可以通過噴嚏咳嗽等形成的氣溶膠傳播的,因此醫護人員需要穿著密閉的防護服來保護自身安全。我們污水廠的工作人員除了為最美逆行者的醫護人員點贊之外,也要了解自身周邊的生物氣溶膠的危害。

            污水處理廠是通過大量聚集的微生物進行污水處理的,使污水中的有機物得到有效降解的同時,污水處理廠本身大量聚集的微生物也對大氣環境產生著一定的危害??梢哉f污水廠除了固廢(格柵垃圾、污泥泥餅)對環境產生危害以外,還有一項重要的危害就是生物氣溶膠的危害。


            作為污水處理中重要污染物之一的生物氣溶膠,在污水廠中是如何產生的呢?由于污水處理的微生物大部分為好氧微生物,需要大量的氧氣來維持其生存,絕大部分污水廠采用好氧的活性污泥法作為主要處理方式,在生物反應的曝氣池內,從底部通入壓縮空氣(或者通過機械方式攪拌鼓入空氣)為生物降解過程提供氧氣。這些空氣在曝氣池的混合液中以氣泡形式存在,到達曝氣池表面以后,氣泡破滅,在曝氣池上形成了大量產生氣溶膠的環境。


            不僅僅在曝氣池上產生氣溶膠,在污水廠的預處理段,由于需要機械設備對原污水中的固體廢棄物,包括丟棄到下水道內的生活垃圾,街道上的各種雜物,水中的沙土顆粒等進行去除。在這些區域,污水都在一個開放的渠道內進行流動,在流動過程中,水流激起的細小的飛沫形成了生物氣溶膠,因此污水廠在預處理段和初步澄清區域,也是生物氣溶膠大量存在的場所。

            需要沖洗水反復沖洗的場所,V型濾池和D型濾池,污泥壓濾車間等,也同樣會由于飛沫的產生造成大量的生物氣溶膠存在。


            現在很多污水廠為了冬季保溫,在曝氣池上安裝了保溫隔熱設施,使曝氣池表面狹小空間內的生物氣溶膠密度極大,在冬季期間,保溫設施內水霧非常大,進入的工作人員呼吸都很困難,這使很多工作人員在冬季采取很多防護措施,保障安全。但是根據相關研究表明在夏季,由于氣溫較高,液體表面的揮發更為嚴重,特別是微生物的活性更好,生存環境更加適宜,在夏季生物氣溶膠的比例反而更為嚴重,微生物組的發生率在夏季達到峰值,而在冬季,空氣僅受到輕微污染(但是由于增加了生物池保溫措施,反而使冬季也成為了生物氣溶膠嚴重污染的季節)。下圖就是相關研究中對不同月份的生物氣溶膠內微生物數量的統計。


            由于污水廠的生物氣溶膠的研究開展較晚,沒有相關的研究能夠表明生物氣溶膠內的微生物種群對人體的危害程度,但是一些相關研究表明在污水廠內的生物氣溶膠可能包含細菌、病毒和真菌種類(Gerardi和Zimmerman,2004;Fannin等,1985),以及可能會對污水處理廠的工人造成潛在的健康危害。一些微生物過敏源和內毒素也構成重大風險(Rylander,1999;Thorn等,2002)。在預處理段、曝氣池和污泥脫水區域周圍空氣中存在著細菌、真菌、放線菌和糞便大腸菌群等。在污泥脫水的區域,處理過程中受到機械作用,污泥中的大量菌類進入車間空氣中。在吸砂機和曝氣池附近,存在嗜溫細菌,包括糞便大腸菌,這些細菌的最佳生長溫度為37℃左右。同時還包括大部分對脊椎動物致病的微生物。在污水廠的這些設施附近,污水廠的一線工人感染細菌的風險很高。


            大家可能覺得這篇文章有點夸大其詞,其實在一些相關研究中,污水廠的職工體內的抗體要明顯多于從事其他行業的人員,正是由于長期在這種環境中,體內不斷地與氣溶膠內的微生物進行斗爭,產生了抗體,但是這個現象并不能說明污水廠的職工具備百毒不侵的身體,而是表明我們之前對生物氣溶膠的危害關注的太少,導致我們身體產生了變化。

            在這個特殊的時期,新冠病毒已經為全中國乃至全世界上了一堂生動的微生物課程,無論新冠病毒是否能通過氣溶膠傳播,污水廠的從業人員都要對自身工作環境的危害有所了解,并通過相關的措施做好防護。當然也要認識到污水行業現階段的研究不足,對職業危害認識不足,職業防護不到位的情況仍大量存在,需要專業技術人員以及從業人員不斷地努力認知污水處理的職業危害,通過科學方法改善和提升從業人員的身心健康防護。

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