QMRA:饮用水安全管理的 “科学标尺”—— 解析定量微生物风险评估在供水系统中的实践
QMRA:饮用水安全管理的 “科学标尺”—— 解析定量微生物风险评估在供水系统中的实践
当我们拧开水龙头,一杯看似纯净的水背后,隐藏着复杂的微生物风险网络。近年来,定量微生物风险评估(QMRA)技术正成为守护饮用水安全的核心工具,通过数学模型将 “看不见的威胁” 转化为可计算的风险数据。发表于《Journal of Water and Health》的研究系统梳理了 QMRA 在饮用水管理中的应用,揭示了其从科学模型到公共健康实践的关键价值。
QMRA 的核心逻辑是对饮用水 “从源头到龙头” 全链条的风险量化。其框架包含四个关键步骤:首先通过采样测定水源中病原体(如隐孢子虫、诺如病毒、贾第虫等)的浓度;其次分析人群暴露途径(如直接饮用、吸入水中挥发的气溶胶);再通过剂量 - 反应模型计算单次暴露的感染概率;最终结合每日饮水量、暴露频率等参数,评估年度感染风险。
这种方法突破了传统 “指标菌监测” 的局限性。传统水质监测依赖大肠杆菌等指示菌,但研究表明,这些指标与诺如病毒等高危病原体的相关性较弱,可能导致 “假阴性” 安全判断。而 QMRA 直接聚焦目标病原体,例如通过监测源水中贾第虫浓度(10⁴-10⁵个/ 升)和处理工艺的去除效率(如过滤可实现3-4个对数级去除),精准计算其经饮用水传播的感染风险,为针对性防控提供依据。
在实践中,QMRA 已成为多国法规制定的核心依据。荷兰通过立法要求所有供水系统需通过 QMRA 证明年感染风险低于1/10000;澳大利亚则用其确定再生水利用标准,确保健康风险控制在 1 微伤残调整生命年(DALY)以内。这些应用的背后,是模型对复杂场景的精准拆解 —— 从暴雨导致的源水病原体激增,到滤池浊度与病毒穿透的关联,再到管网老化引发的二次污染,QMRA 都能量化各环节的风险贡献。
研究揭示了当前饮用水安全管理的三大短板:
标准 “一刀切”:小型水厂与大型系统的风险特征差异显著,但部分地区仍采用统一标准。例如,服务 2 万人口的小型水厂因处理工艺简单,其细菌浓度可能是大型水厂的 15 倍,需针对性调整防控措施。
监测频率不足:传统每月 1-2 次的采样难以捕捉短期污染事件(如管道破裂导致的病原体入侵)。QMRA 模拟显示,单次暴雨可能使源水病原体浓度骤增 10 倍,若未及时监测,可能导致风险低估。
公众认知偏差:多数人认为 “达标水即绝对安全”,但 QMRA 表明,安全是概率意义上的管理目标(如年感染风险 < 1/10000),极端天气等突发情况可能短暂推高风险。
专家呼吁,需推动 QMRA 工具的普及:供水企业应建立动态风险评估系统,实时计算不同场景下的感染概率;监管部门需将 QMRA 纳入法规,要求水厂公开风险数据;公众则应关注 “boil water advisory” 等应急通知,理解安全防控的动态性。QMRA 不仅是一套模型,更是一种思维 —— 在微生物威胁与公共健康之间,它提供了可量化的平衡支点。
原文链接:
http://iwaponline.com/jwh/article-pdf/14/4/571/394243/jwh0140571.pdf
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