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污水厂内的生物气溶胶

作者 : 治污者说 访问次数 : 53 发布日期 :2020-03-01

导 语

2020年春节,国家卫健委暂命名的新性冠状病毒肺炎(新冠肺炎)NCP的肆虐,给每一个中国人都带来了难以磨灭的印迹。一时间关于新冠肺炎病毒的各种传说充斥着各种媒体,我们不断的接受各种谣言、各种辟谣的洗礼。2月8日,又有新冠病毒可能通过气溶胶传播的说法,使很多人又被再次惊吓,又一次给很多人普及了气溶胶的概念。但其实气溶胶在污水厂中是非常普遍的一种危害,不论有没有新冠病毒,都是我们污水从业人员需要认真面对和积极防护的一种危害,这一期就和大家讨论下:污水厂内的气溶胶。


首先先来认识下什么是气溶胶,气溶胶是悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的密度与气体介质的密度可以相差微小,也可以悬殊很大。颗粒大小一般从0.001~100 μm不等,形状多种多样,可以是近乎球形,诸如液态雾珠,也可以是片状、针状及其它不规则形状。在工程技术中,特别是劳动保护和环境保护工程中,为区别于洁净空气,常通俗的使用含尘气体或污染气体来称呼气溶胶(源自百度百科)。简单的说就是在一些特殊情况下的空气中,含有大量的固体、液体细小颗粒的情况。气溶胶在很多场合下都会发生,不可能完全避免,因此引起重视的不是气溶胶本身,而是在这些微粒中含有微生物或生物大分子等生物物质,也称为生物气溶胶(bioaerosol),其中含有微生物的称为微生物气溶胶,需要我们引起重视和采取相关防护。

新近的说法,在医院等病患密集的场所下,新冠病毒是可以通过喷嚏咳嗽等形成的气溶胶传播的,因此医护人员需要穿着密闭的防护服来保护自身安全。我们污水厂的工作人员除了为最美逆行者的医护人员点赞之外,也要了解自身周边的生物气溶胶的危害。

污水处理厂是通过大量聚集的微生物进行污水处理的,使污水中的有机物得到有效降解的同时,污水处理厂本身大量聚集的微生物也对大气环境产生着一定的危害。可以说污水厂除了固废(格栅垃圾、污泥泥饼)对环境产生危害以外,还有一项重要的危害就是生物气溶胶的危害。


作为污水处理中重要污染物之一的生物气溶胶,在污水厂中是如何产生的呢?由于污水处理的微生物大部分为好氧微生物,需要大量的氧气来维持其生存,绝大部分污水厂采用好氧的活性污泥法作为主要处理方式,在生物反应的曝气池内,从底部通入压缩空气(或者通过机械方式搅拌鼓入空气)为生物降解过程提供氧气。这些空气在曝气池的混合液中以气泡形式存在,到达曝气池表面以后,气泡破灭,在曝气池上形成了大量产生气溶胶的环境。


不仅仅在曝气池上产生气溶胶,在污水厂的预处理段,由于需要机械设备对原污水中的固体废弃物,包括丢弃到下水道内的生活垃圾,街道上的各种杂物,水中的沙土颗粒等进行去除。在这些区域,污水都在一个开放的渠道内进行流动,在流动过程中,水流激起的细小的飞沫形成了生物气溶胶,因此污水厂在预处理段和初步澄清区域,也是生物气溶胶大量存在的场所。

需要冲洗水反复冲洗的场所,V型滤池和D型滤池,污泥压滤车间等,也同样会由于飞沫的产生造成大量的生物气溶胶存在。


现在很多污水厂为了冬季保温,在曝气池上安装了保温隔热设施,使曝气池表面狭小空间内的生物气溶胶密度极大,在冬季期间,保温设施内水雾非常大,进入的工作人员呼吸都很困难,这使很多工作人员在冬季采取很多防护措施,保障安全。但是根据相关研究表明在夏季,由于气温较高,液体表面的挥发更为严重,特别是微生物的活性更好,生存环境更加适宜,在夏季生物气溶胶的比例反而更为严重,微生物组的发生率在夏季达到峰值,而在冬季,空气仅受到轻微污染(但是由于增加了生物池保温措施,反而使冬季也成为了生物气溶胶严重污染的季节)。下图就是相关研究中对不同月份的生物气溶胶内微生物数量的统计。


由于污水厂的生物气溶胶的研究开展较晚,没有相关的研究能够表明生物气溶胶内的微生物种群对人体的危害程度,但是一些相关研究表明在污水厂内的生物气溶胶可能包含细菌、病毒和真菌种类(Gerardi和Zimmerman,2004;Fannin等,1985),以及可能会对污水处理厂的工人造成潜在的健康危害。一些微生物过敏源和内毒素也构成重大风险(Rylander,1999;Thorn等,2002)。在预处理段、曝气池和污泥脱水区域周围空气中存在着细菌、真菌、放线菌和粪便大肠菌群等。在污泥脱水的区域,处理过程中受到机械作用,污泥中的大量菌类进入车间空气中。在吸砂机和曝气池附近,存在嗜温细菌,包括粪便大肠菌,这些细菌的最佳生长温度为37℃左右。同时还包括大部分对脊椎动物致病的微生物。在污水厂的这些设施附近,污水厂的一线工人感染细菌的风险很高。


大家可能觉得这篇文章有点夸大其词,其实在一些相关研究中,污水厂的职工体内的抗体要明显多于从事其他行业的人员,正是由于长期在这种环境中,体内不断地与气溶胶内的微生物进行斗争,产生了抗体,但是这个现象并不能说明污水厂的职工具备百毒不侵的身体,而是表明我们之前对生物气溶胶的危害关注的太少,导致我们身体产生了变化。

在这个特殊的时期,新冠病毒已经为全中国乃至全世界上了一堂生动的微生物课程,无论新冠病毒是否能通过气溶胶传播,污水厂的从业人员都要对自身工作环境的危害有所了解,并通过相关的措施做好防护。当然也要认识到污水行业现阶段的研究不足,对职业危害认识不足,职业防护不到位的情况仍大量存在,需要专业技术人员以及从业人员不断地努力认知污水处理的职业危害,通过科学方法改善和提升从业人员的身心健康防护。

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