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冠状病毒在水和废水中的存活

北极星环保网来源:中国给水排水2020/2/13 9:34:50我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水系统 污水处理厂 冠状病毒

北极星环保网讯:严重急性呼吸综合征的出现及其潜在的环境传播表明,需要更多关于冠状病毒在水和废水中存活的信息。在过滤和未过滤的自来水(4℃和23℃)和废水(23℃)中测定了代表性冠状病毒猫传染性腹膜炎病毒和人冠状病毒229E的存活率。在相同的试验条件下,将其与脊髓灰质炎病毒1型进行了比较。试验水中冠状病毒的失活高度依赖于温度、有机物水平和拮抗细菌的存在。病毒效价下降99.9% (T99.9)所需的时间表明,在自来水中,冠状病毒在23℃(10天)水中比在4℃(>100天)水中灭活得更快。冠状病毒在废水中迅速死亡,T99.9值在2~4天之间。除了4℃自来水外,脊髓灰质炎病毒在所有测试水中的存活时间都比冠状病毒长。

01介绍

2003年严重急性呼吸系统综合症(SARS)在全世界造成了8000多例病例产生,死亡率约为10% (Manocha et al. 2003;Centers for Disease Control 2004)。最后已知的爆发是在2004年北京的一个研究实验室。

这种疾病的原因被确定为一种新的人类冠状病毒,很可能起源于麝猫,潜在宿主可能是蝙蝠(Guan et al. 2003; Lau et al. 2005; Wang et al. 2006)。冠状病毒是有包膜的单链RNA病毒,大小从60~220纳米不等。它们可以感染鸟类和哺乳动物,包括人类,并通过气溶胶或粪便-口腔途径传播。冠状病毒在爆发期间的迅速传播表明,人类冠状病毒的主要传播方式是呼吸道飞沫;然而,没有直接证据支持这一点(Belshe 1984)。由于迄今为止人类冠状病毒感染被认为是一种温和的、自我限制的疾病,因此关于其在环境中的传播潜力的信息有限。

鉴于2003年3月在香港高层住宅区爆发的涉及300多人的SARS疫情与一个有缺陷的污水系统有关(Peiris et al. 2003),SARS疫情传播可能与水和废水有关。SARS-CoV可在肠道内复制 (Leung et al. 2003),这一事实使其成为一种可能的肠道病原体,而SARS病例中腹泻的发生率在8%~73%之间(SARS流行病学工作组,2003),这引起了人们对其潜在环境传播的关注。

Leung等人(2003)还报道,从SARS患者小肠中获得的病毒培养物产量高于作为该病毒靶器官的肺组织。传染性病毒是从SARS患者感染后3周内的粪便中分离出来的(Chan et al. 2004; Liu et al. 2004)。SARS的出现及其传播问题表明需要更多的信息,特别是冠状病毒在水和废水中的存活情况。本研究比较了代表性冠状病毒和脊髓灰质炎病毒1型在自来水和废水中的存活情况。

02材料和方法

猫传染性腹膜炎病毒(FIPV) (ATCC-990):一种猫科动物的肠道冠状病毒,在克兰德尔里瑟猫肾细胞系(CRFK) (ATCC-94)中繁殖和检测。人冠状病毒229E (HCoV) (ATCC-740):一种呼吸道病毒,在胎儿肺成纤维细胞,MRC-5细胞系(ATCC-171)中繁殖和分析。脊髓灰质炎病毒1 LSc-2ab (PV-1):一种已知的在环境中非常稳定的人类肠道病毒,在布法罗绿猴肾(BGM)细胞系中繁殖和检测。

在单层细胞中观察到细胞致病作用(CPE)后,将感染细胞在-20℃冷冻和解冻三次以释放病毒。随后在1000g离心10分钟以除去细胞碎片,加入到9%聚乙二醇(相对分子质量8000)和0.5 M氯化钠的病毒悬浮液中,并在4℃下搅拌过夜。

在10000g离心30分钟后,用0.01 M磷酸盐缓冲盐水(PBS; pH 7.4)(Sigma, St. Louis, MO)重悬至原始病毒悬液体积的5%。然后将冠状病毒进行效价测定并储存在-80℃下。脊髓灰质炎病毒通过用等体积的Vertrel XF (Dupont, Wilmington,DE)提取进一步纯化,乳化后以7500g离心15分钟,随后收集顶层水层,进行效价测定并在-80℃储存。

自来水样本是从实验室的冷水龙头中采集的。水源是地下水,水质参数: pH 7.8,溶解固体297mg/L,总有机碳0.1mg/L。在收集样品之前,让水流动3分钟。在未过滤的自来水和通过0.2μm孔径过滤器去除细菌的自来水中测定病毒存活率。

将自来水(30mL)加入到无菌的50mL聚丙烯离心管中,以减少附着在容器上的病毒损失。添加无菌硫代硫酸钠至最终浓度33μg/mL,以使水脱氯。涡旋后,将病毒添加到每个管中,最终浓度为105 TCID50/mL。再次涡旋离心管并立即取样(零时间点)。然后将离心管储存在4℃或室温下(23℃)。室温下储存的离心管用铝箔覆盖,以防暴露在光线下。在1、3、6、10、15和21天后对离心管取样,并将样品在-80℃下冷冻,直到它们在细胞上被分析。

初级出水和剩余活性污泥(二级)的样品来自于美国亚利桑那州图森市罗杰路污水处理厂,并收集在无菌聚丙烯瓶中。沉淀后收集初级出水,氯化前收集二级出水。该设施一级出水的典型水质参数为生物需氧量(BOD)和1悬浮固体(10~220mg/L)。通常相比初级出水,二级出水中的BOD和悬浮固体减少了90%~95%。

延伸阅读:

新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗废物应急处置管理与技术指南(试行)

新型冠状病毒污染的医疗污水应急处理技术方案( 试 行 )

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