文/赖波 四川大学建筑与环境学院环境科学与工程系主任/教授
医疗污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、药物及代谢产物、抗性基因(耐药微生物)、重金属和造影剂等,不经有效处理将成为疫病扩散的重要途径和环境污染源。
尤其是在“非典”和新型冠状病毒肺炎疫情暴发的特殊时期,病原微生物通过污水途径传染(即粪口传播)带来的危害会远超正常时期,同时超常的药物、药物代谢产物会给水环境带来超常的污染和危害,存在严重的病原微生物传染和二次污染风险,严重危害生态环境和人类健康。因此,医疗污水中的典型药物降解和病原微生物的同步消毒降解深度处理极其重要。
2003年SARS暴发,国家环保总局组织编制了《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466-2005),生态环境部于2020年2月1日印发《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》,均强调医疗污水深度处理和消毒的重要性。
2008-2013年,瑞士与德国、法国、荷兰、英国、苏格兰、卢森堡等合作对医疗污水、制药废水为代表的药物污染情况和处理进行研究,并制定PILLS(Pharmaceutical Input and Elimination from Local Sources)项目,重点关注医药和医疗污水中的药物来源及处理的研究和应用。
同时美国、日本、澳大利亚等发达国家在医疗污水中药物残留、耐药病原微生物以及导致环境风险和人类健康风险等方面进行了大量研究。
然而早几年国内的研究主要集中在市政污水、养殖污水和环境水体中典型药物(例如抗生素)的迁移转化和模型污染物去除技术。行业缺少关于医疗污水中典型药物和病原微生物的同步消毒降解深度处理技术的研究。
工厂制造的药物主要包括人用和兽用药物,通过人和动物的代谢后进入环境水体,带来一系列的潜在生态环境风险。其中,人用药物很大一部分是通过医院污水的形式进入环境水体,具体途径包括:
1)
医院污水进入市政管网后通过渗漏直接进入环境水体;
2)
污水处理厂传统的生物处理技术很难完全分解污水中的典型药物类污染物,导致部分药物类污染物进入环境水体。
国外的研究表明医院污水对全社会药物等新型污染物的贡献高达15%-38%。医院污水不仅仅带来药物类污染物的环境风险,同时是病原微生物的主要风险来源,尤其是在疫情暴发的特殊时期,传染病医院的病原微生物通过污水途径传染(即粪口传播)带来的危害会远超正常时期。
Kovalova等对瑞士Baden镇医院(346个床位,水量为240m³/d)进行水质分析和连续一年的中试研究。从该医院污水中定性定量分析到56种药物、10种代谢产物和2种防腐剂,其中抗生素环丙沙星浓度高达32 μg/L(比市政污水中的浓度高约70倍),X射线造影剂-碘化物浓度高达约2600μg/L(比市政污水中的浓度高数百倍),造影剂含量达到污水中总药物量的约80%。
中试研究采用MBR工艺(平板膜、污泥浓度2g/L,泥龄30-50d、DO为1-5mg/L),经过连续1年的运行和研究发现污水中仅有16种药物的去除率达到80%,并且总药物和代谢物的去除率仅为22%。即传统的生物法对医院污水的药物降解能力非常有限。
增加后续臭氧化深度处理,医院污水中药物和代谢物的去除能够达到90%,但是其对造影剂的深度处理效率仍然较差(仅能达到约60%的去除效率)。因此,迫切需要开发经济高效的医院污水深度处理技术。
在PILLS项目的背景下,2011年7月建成的德国玛丽安医院污水处理厂(医院有1200名职工,每年病人约7.5万人,污水量约200m³/d),是欧洲第一个重点关注医院污水中微污染物去除的污水处理厂。
该污水处理厂采用了MBR+O3+PAC的组合处理工艺,其中催化臭氧化(O3)和粉末活性炭(PAC)是作为物理化学深度处理单元,重点深度去除污水中的药物类污染物。该工程项目的实施,对于去除医院污水中的药物类污染物具有重要意义和推广价值。
虽然欧洲在医院污水中药物类污染物深度处理方面做了大量工作,但是并未重点关注医院污水中病原微生物的有效消杀处理。尤其是重大疫情特殊事件,医院污水中病原微生物的消灭是首要任务,防止病原微生物通过污水途径传染(即粪口传播)能够有效地控制疫情的发展速度。
后疫情时代对医疗污水防控体系建设提出了更高的要求,未来医院污水防控体系建设需要重点考虑以下几个方面:
1)
医疗污水中药物组分、病原微生物及抗性基因(ARGs)等的定性定量分析及环境健康风险评估;
2)
病原微生物在水体中的耐久性测试和消毒灭活效果的检测和评价,以及针对传染性病原微生物的新型消毒药剂和工艺技术的开发;
3)
特殊疫期污水中超常的病原微生物及其代谢RNA水平的监控及风险评估,特殊疫期污水中超常的药物类污染物和病原微生物的同步强化去除技术及装备的研发;
4)
具备同步药物降解和病原微生物消灭功能的医院污水集成处理工艺技术及装备的开发,污水处理污泥的无害化处置技术装备的研发。
参考文献
END
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