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城市污水处理 厂生物气溶胶潜在致病成分特征研究

文献类型:学位论文

作者杨唐
答辩日期2020-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师刘俊新
关键词污水处理厂 气溶胶 潜在致病成分 暴露风险 影响因素 wastewater Treatment Plant, Bioa Erosols, Potential p Athogenic Composition , Exposure Risk, Responsible Factor
学位名称工学博士
学位专业环境工程
其他题名Study on the Characteristics of Potential Pathogenic Composition s in Bioa erosol s from Municipal Wastewater Treatment Plants
英文摘要

      在污水处理过程中有 生物 气溶胶 逸出,并在一定条件下扩散,对污水 处理 厂工作人员及周边居民存在潜在健康风险。 基于此,本 研究 通过长期采集 不同区域9 座 污水处理厂生物气溶胶 样品 分析了 污水处理厂生物气溶胶 中 潜在致病成分的 特征,考察了不同因素对 污水处理厂生物气溶胶 特征 的影响程度及影响的相对重要性, 评估了 污水处理厂生物气溶胶 的暴露风险, 以期为 污水处理厂生物气溶胶 的卫生防护和控制提供理论依据和技术支持。
      通过现场调查从 浓度 水平 、 粒径分布 、 致病性元素 组成及微生物 (尤其 是潜在致病菌) 多样性 、 差异性 、 交互性和指示性等角度分析了 污水处理厂生物气溶胶 的特征 ,结果显示 污水 处理 厂曝气单元存在最高浓度和比例的细菌 、 肠杆菌科 、 金黄色葡萄球菌和绿脓芽孢杆菌的可吸入性片段 3.30 μm 亚微米级粒子的粒径分布显著服从正态分布 主要的粒径分布范围为 68 350nm 平均的峰值粒径为 170nm 。 曝气单元或污泥脱水间是 污水处理厂生物气溶胶 微生物和致病性元素的主要释放单元 在 生物气溶胶 中共检测到 15 种 致病性 金属或类金属元素 ,其 组成与污水 污泥存在显著的差异性 Fe 元素是导致 污水处理厂生物气溶胶 和污水 泥中 致病性 金属或类金属组成差异性的最主要元素。 污水处理厂生物气溶胶 中 微生物 群落结构显著不同于 环境空气和污水 污泥 ,且 存在显著的地域性、季节性和与处理工艺相关性 芽 孢杆菌属( Bacillus 、 鼠疫杆菌 属 Yersinia 、沙雷氏菌属( Serratia )和克雷伯氏菌属 Klebsiella )是 污水处理厂生物气溶胶 潜在致病菌交互关系中枢纽性物种 同时也 是 污水处理厂生物气溶胶 中微生物的 指示 性物种 。 污水处理厂生物气溶胶 中潜在致病菌 间 存在强和显著的 交互 关系, 可能会增加对人体的潜在致病风险 。
      进一步分析了不同因素对污水处理厂生物气溶胶潜在致病成分性质的影响。环境空气和污水 污泥均是污水处理厂生物气溶胶中潜在致病菌和致病性元素重要来源。对比污染源性质和气象条件对污水处理厂生物气溶胶粒径分布、潜在致病菌和致病性元素组成的影响, 发现 气象条件对 粒径分布起到了更重要的作用,污染源性质对潜在致病菌和致病性元素 组成起到了更重要的 作用。 总悬浮固体浓度、 处理规模 、 相对湿度 和 总悬浮颗粒物 分别是影响细菌 、 肠杆菌科 、 金黄葡萄球菌和绿脓芽孢杆菌粒径分布最主要的因素 总有机碳 和 总悬浮颗粒物 分别是影响污水处理厂生物气溶胶中潜在致病性细菌和致病性金属或类金属元素 最重要的因素。 相同条件下对比微孔曝气和水平转刷 曝气对细菌、肠杆菌科、金黄葡萄球菌和绿脓芽孢杆菌浓度水平和粒径分布的影响,发现水平转刷曝气产生的气溶胶具有更高的微生物浓度水平,微孔曝气可以产生更高浓度和比例的可吸入性片段。由水平转刷曝气产生的气溶胶中的埃希氏杆菌属( Escherichia )、柯林斯氏菌属( Collinsella )、嗜皮菌属 Dermatophilus )、氨基酸球菌属 Acidaminococcus和丝孢酵母属( Trichosporon ),及由微孔曝气产生的气溶胶中的分枝杆菌属Mycobacterium )、戈登氏菌属 Gordonia 、埃希氏杆菌属( Escherichia )、金黄杆菌属( Chryseobacterium )、嗜皮菌属 Dermatophilus )和假霉样真菌属Pseudallescheria 极易被气溶胶化 。
     基于剂量反应 关系评估了 污水处理厂生物气溶胶 的暴露风险, 确定 呼吸是 污水处理厂生物气溶胶 中细菌和 致病性元素 主要的暴露途径。 污水处理厂生物气溶胶 中的 致病性金属或类金属 元素对场内工作人员及周边居民均存在一定程度的非致癌性和致癌性风险;细菌对 污水处理厂 下风向 儿童 存在非致癌性风险。 污泥脱水间和曝气单元分别具有最高的 致病性元素 的非致癌性和致癌性风险。在 污水处理厂 下风向,相比于成年男性和女性, 儿童 更 易受到更高水平的 致病性元素 的致癌性风险。 特殊致病菌(例如金黄色葡萄球菌和绿脓芽孢杆菌)的存在,尤其很大比例粘附于 污水处理厂生物气溶胶 颗粒的可吸入性片段,可能会增加对 污水处理厂 职工及周边居民的暴露风险。

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源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43688]  
专题生态环境研究中心_水污染控制实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
杨唐. 城市污水处理 厂生物气溶胶潜在致病成分特征研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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