当城市沉睡时，污水处理厂仍在昼夜运转，默默净化着居民生活污水。但鲜为人知的是，这里的工人正日复一日暴露在看不见的病原体威胁中。近日，一项发表于《Water Research》的研究开发了一款基于定量微生物风险评估（QMRA）的在线工具，用于评估污水处理厂（WWTP）工作人员因职业暴露于废水气溶胶和飞溅物而面临的病原体感染风险。该研究不仅揭示了多途径、多病原体的复合暴露风险，还提出了具操作性的风险管理策略，对保障从业人员健康具有重要意义。

这项研究聚焦污水处理厂 9 种典型病原体（包括隐孢子虫、大肠杆菌、诺如病毒、军团菌等），通过三个核心步骤构建风险评估体系：首先在加拿大两座不同规模的污水处理厂（服务 110 万人口的大型厂和 2 万人口的小型厂）进行为期一年的采样，覆盖预处理、曝气池、污泥浓缩等关键环节，量化空气和污水中的病原体浓度；随后开发多途径风险模型，纳入 “吸入生物气溶胶”“意外摄入污水”“手口接触污染表面” 等暴露场景；最终创建交互式网页应用，让管理者能实时计算不同场景下的感染概率。

研究团队发现，污水处理厂的生物气溶胶是主要风险载体 —— 这些包含细菌、病毒的微小颗粒，可通过曝气、机械搅拌等过程从污水中逸出，悬浮在空气中。采样数据显示，小型污水处理厂的总细菌 DNA 浓度是大型厂的 15 倍，夏季和秋季的螺杆泵、生物反应器区域病原体浓度最高，冬季因室内封闭，浓度也显著上升。

在 7 类典型工作任务中，“步行巡检” 被证实是感染风险最高的场景。工人在巡检时需接触多个设备表面、穿越不同工艺区域，飞溅的污水、悬浮的生物气溶胶及污染表面通过手口接触进入人体，导致隐孢子虫等肠道病原体的摄入风险骤增。时段差异同样显著。研究发现，凌晨 5 点至 9 点的污水高峰时段，因居民晨间排便导致污水中粪便源性病原体浓度是其他时段的 5 倍，此时段工作的工人感染风险相应飙升。以贾第虫为例，高峰时段的 median 感染风险达 5.5×10⁻²，是非高峰时段的 3900 多倍。个人防护装备（PPE）的作用被量化证实：佩戴 N95 respirator 可使军团菌等呼吸道病原体的感染风险降低 77%，远高于普通棉布口罩（约 51%）和外科口罩（约 59%）。但研究同时指出，目前多数污水厂缺乏强制防护规定，工人是否佩戴口罩多依赖个人习惯。

该研究的核心价值在于将模糊的 “健康风险” 转化为可计算的量化指标。QMRA 模型通过整合三大要素实现这一突破：一是精准的暴露剂量计算，例如 “步行巡检” 时工人平均每班次可能摄入 5mL 污水，而 “高接触任务”（如池内维修）的摄入量可达 0.11mL；二是病原体特异性的剂量 - 反应关系，比如诺如病毒采用 Beta-Poisson 模型，而军团菌则适用指数模型；三是动态场景模拟，通过 10,000 次蒙特卡洛模拟，捕捉不同任务、时段、防护措施下的风险波动范围。

网页版风险计算器进一步降低了科学决策的门槛。管理者可通过选择 “高接触任务”“高峰时段”“N95 口罩” 等参数，实时查看感染风险曲线 —— 当风险值超过 1/1000 的参考阈值时，系统会自动提示调整工作安排。这种可视化工具填补了污水厂职业健康管理的技术空白。

污水处理厂工人的职业健康防护长期被忽视。数据显示，小型污水厂的内毒素浓度常超过国际推荐阈值（50-90 EU/m³），而控制区域（如行政楼）的病原体浓度仍比场外区域高 100 倍，暗示交叉污染风险普遍存在。更值得警惕的是，目前行业缺乏统一的职业暴露标准，风险评估多依赖主观经验，而非科学数据。通过调整高风险任务至非高峰时段、强制佩戴 N95 respirator、优化设备布局减少气溶胶扩散等措施，可显著降低感染风险。正如研究团队强调的，污水厂工人不仅是污水的净化者，更是阻断病原体向城市扩散的 “第一道防线”—— 保护他们的健康，就是守护千万家庭的公共卫生安全。

随着 QMRA 工具的推广，我们期待这些看不见的风险能被看见、被量化、被管控，让污水厂不仅成为城市的 “净化中枢”，更成为工人的 “安全港湾”。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121858