来源:Frontiers of Environmental Science & Engineering 发布时间:2022/8/31 10:09:47
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FESE | 前沿研究:城市污泥处理中病原微生物的灭活与风险控制研究综述

论文标题:Inactivation and risk control of pathogenic microorganisms in municipal sludge treatment: A review(城市污泥处理中病原微生物的灭活与风险控制研究综述)

期刊:Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者:Mengtian Li, Ge Song, Ruiping Liu, Xia Huang, Huijuan Liu

发表时间:15 Jun 2022

DOI:10.1007/s11783-021-1504-5

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原文链接(点击“阅读原文”直接获取)

https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s1178-021-1504-5

文章出版:Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(6): 70

原文信息

题目:

Inactivation and risk control of pathogenic microorganisms in municipal sludge treatment: A review

作者:

Mengtian Li1,2, Ge Song1,2, Ruiping Liu ()3, Xia Huang3, Huijuan Liu3

作者单位:

1 Chinese Academy of Sciences, China

2 University of Chinese Academy of Sciences, China

3 Tsinghua University, China

通讯作者邮箱:

rpliu@tsinghua.edu.cn

关键词:

Sludge treatment (污泥处理);

Pathogenic microorganisms (病原微生物);

Inactivation mechanisms (灭活机理);

Exposure risks (暴露风险);

Land application (土地利用)

文章亮点

• 污泥中病原微生物的多样性及检测方法;

• 污泥处理工艺对病原微生物的控制性能;

• 污泥处理和土地利用中的病原体暴露风险。

文章简介

2019新冠肺炎(COVID-19)的爆发,引发了人们对人类病原体及其对公共卫生安全的重大威胁的关注。公共卫生和健康设施中人类病原体的监测和控制具有重要意义。污泥是污水处理厂中含有人畜粪便的污水的不可避免的副产品。它是各种污染物和病原体的重要汇,污泥的适当处理和处置对于最大限度地减少对环境和公众健康的潜在风险非常重要。然而,目前对污泥中病原微生物的多样性、暴露风险、评价方法和灭活技术缺乏全面的分析。

基于此,本文总结了堆肥、厌氧消化、好氧消化和微波辐照等不同污泥处理技术对肠道病毒、沙门氏菌和大肠杆菌等病原微生物的控制效果,并讨论了污泥处理过程中病原微生物失活的机理;综述了污泥中病原微生物的多样性、检测方法和暴露风险;还讨论了污泥资源化过程中病原微生物风险的定量评估,对优化污泥处理处置以控制病原微生物具有实际价值。

遗憾的是,对于污泥中非常规病原体(如一些非包膜病毒)的检测方法、发生、存活、转移和感染,仍然缺乏足够的研究,这限制了我们提出有效的策略来避免在这一大流行时期的感染。针对城市污泥中病原微生物的控制,仍有许多科学问题需要更深入的研究。

(1)尽管大多数污泥处理工艺可以通过不同的机制(如高温、极端pH值和微生物竞争)灭活指示病原体,但仍建议将联合处理工艺作为提高控制性能的策略。

(2)结合基础研究、现场调查和理论建模,更新指导方针和标准,以规范污泥的处理和处置。

(3)未来,为了建立更全面、更可靠的定量评估模型,需要将病原体的种类和浓度、暴露途径和剂量反应数据结合起来。

文章摘要图

编委点评

城市污泥中含有包含病原体在内的多种污染物,是污水处理厂中病原微生物的主要“汇”,也是环境中病原微生物的“源”。但是,由于污泥中含有大量有机质和氮磷营养物质,污泥资源化已是大势所趋。因此,污泥中病原微生物的灭活和控制便尤为重要。本研究系统综述了城市污泥中病原微生物的检测、多样性和潜在风险,重点阐述了不同污泥处理工艺灭活病原微生物的特性和机理,并对未来的研究提出了展望。

编者| 邓子祺

点评| 程荣

致 谢

程荣,中国人民大学副教授,FESE青年编委。研究方向为环境公共卫生、水污染控制、环境功能材料,主持国家自然科学基金等项目,在Water Res., J. Hazard. Mater.等杂志发表SCI论文50余篇。个人主页:

https://envi.ruc.edu.cn/index/index/teacher_detail/id/24/cid/29.html

邓子祺,男,23岁,中国人民大学环境学院2020级环境科学专业硕士生,导师为程荣副教授,研究方向为微生物气溶胶。

摘要

The rapid global spread of coronavirus disease 2019 (COVID-19) has promoted concern over human pathogens and their significant threats to public health security. The monitoring and control of human pathogens in public sanitation and health facilities are of great importance. Excessive sludge is an inevitable byproduct of sewage that contains human and animal feces in wastewater treatment plants (WWTPs). It is an important sink of different pollutants and pathogens, and the proper treatment and disposal of sludge are important to minimize potential risks to the environment and public health. However, there is a lack of comprehensive analysis of the diversity, exposure risks, assessment methods and inactivation techniques of pathogenic microorganisms in sludge. Based on this consideration, this review summarizes the control performance of pathogenic microorganisms such as enterovirus, Salmonella spp., and Escherichia coli by different sludge treatment technologies, including composting, anaerobic digestion, aerobic digestion, and microwave irradiation, and the mechanisms of pathogenic microorganism inactivation in sludge treatment processes are discussed. Additionally, this study reviews the diversity, detection methods, and exposure risks of pathogenic microorganisms in sludge. This review advances the quantitative assessment of pathogenic microorganism risks involved in sludge reuse and is practically valuable to optimize the treatment and disposal of sludge for pathogenic microorganism control.

期刊简介

《前沿》系列英文学术期刊

由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题,是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群,其中13种被SCI收录,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录,具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式,保证文章以最快速度发表。

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