《Journal of Cleaner Production》：Occurrence, variation and risks of viruses in aerosols during rural wastewater collection, treatment and discharge
编辑推荐：
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农村气溶胶中的病毒：农村和城市的病毒群落不同，但病原体水平相似。
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在农村污水气溶胶中，噬菌体和植物病毒占主导地位。
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在农村污水气溶胶中检测到的11种病毒在废水中也占据主导地位。
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所有单元的气溶胶中均未检测到NoV-GⅡ，且其浓度与污
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农村气溶胶中的病毒：农村和城市的病毒群落不同，但病原体水平相似。
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在农村污水气溶胶中，噬菌体和植物病毒占主导地位。
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在农村污水气溶胶中检测到的11种病毒在废水中也占据主导地位。
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所有单元的气溶胶中均未检测到NoV-GⅡ，且其浓度与污水中的浓度无关。
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QMRA显示，通过摄入或吸入NoV-GⅡ在农村地区存在较高的疾病风险。
引言
预防和控制病毒对人类健康的危害已成为一个迫切的全球性挑战。水和气溶胶是病毒传播的重要媒介。迄今为止，已经在国内外污水及相关生物气溶胶中发现了超过150种水传播的病原体病毒（Gholipour等人，2021年；McCall等人，2020年）。早在20世纪，就有研究报道表明，污水处理厂（WWTP）工人患胃肠道疾病的发病率高于普通人群（Khuder等人，1998年；Liu等人，2023年）。生物气溶胶（包括其中存在的病毒）被认为是导致这一健康风险增加的主要原因。在污水收集、处理和排放的过程中，病毒普遍且持续存在于各个处理单元中（Ali等人，2021年；Li等人，2022年；Tao等人，2022年）。这些病毒可能通过污水流动、曝气和搅拌等机制进入工人和附近居民的身体。这种暴露可能导致各种健康问题，包括过敏以及中枢神经系统、胃肠道和呼吸系统的感染（Dos Santos等人，2023年；Gon?alves等人，2024年；Itarte等人，2024年）。
目前关于废水处理中病毒的研究主要集中在城市污水处理厂，那里在污水和生物气溶胶中检测到了大量的胃肠道和呼吸道病毒，其检出率有时甚至超过医院门诊的水平（Courault等人，2017年；Pasalari等人，2019年）。相比之下，关于农村污水中的病毒的研究和数据非常有限，特别是关于生物气溶胶的部分（Zhu等人，2025年）。在整个收集-处理-排放链中对病毒群落的系统描述和定量健康风险评估仍然严重缺乏。鉴于农村地区住宅分布分散、收集管道较短、缺乏有效的消毒措施以及频繁的现场暴露，废水生物气溶胶中的病毒来源和类型可能与城市环境有所不同（Gao等人，2022年）。与城市污水处理厂相比，农村系统的水力停留时间更长，混合过程更温和，这可能导致气溶胶释放模式有所不同。分散式的布局使排放源更接近村民，而资源再利用又增加了分散点周围的公众暴露风险。由于缺乏有效的消毒，病毒在气溶胶中可能存活更长时间（Gao等人，2022年；Plaza-Garrido等人，2022年）。这些因素共同构成了一个与城市设施截然不同的气溶胶暴露情况，但目前对此了解仍不够充分。因此，系统地研究整个农村废水收集-处理-排放链中病毒污染的发生、变化特征及其风险既非常必要，也具有重要的公共卫生意义。
为了进一步填补这一知识空白，本研究重点关注了中国北部一个典型的分散式农村废水系统在温暖季节的运行情况，并采用了一种综合方法，结合了病毒组分析、典型病原体病毒的定量聚合酶链反应（qPCR）定量以及定量微生物风险评估（QMRA）。主要目标包括：（1）通过病毒组和qPCR分析病毒群落和浓度；（2）利用多样性、分类学和SourceTracker追踪水-空气中的病毒迁移；（3）通过相关性分析确定微生物和环境因素；（4）通过QMRA量化健康风险以识别高风险单元。与以往专注于城市污水处理厂气溶胶的研究不同，这项基础研究旨在阐明农村废水生物气溶胶中病毒的发生和变化特征，识别相关的健康风险，并为预防和控制病毒污染危害提供科学依据。
章节摘录
研究区域
本研究在中国北京一个管理良好、维护得当的污水处理设施中进行，该设施具有简单的污水系统（图1）。系统地对废水收集、处理和排放过程中产生的气溶胶进行了采样和分析，并同时进行了污水采样，以研究病毒污染物的水-空气迁移模式。
气溶胶中RNA病毒的多样性
展示了在农村污水收集、处理和排放过程中，每个单元的生物气溶胶中检测到的病毒属和科的读数（reads）、vOTUs和RNA病毒分类群。在化粪池、污水管道、调节池、缺氧池、好氧池、MBR池、出水以及下游景观水体中的气溶胶中检测到的病毒总读数范围为5.9×10^7到1.3×10^8。值得注意的是，调节池和出水单元中的病毒数量较多。
气溶胶和污水中病毒的关联
比较了气溶胶和废水中的RNA病毒群落多样性，结果如图5A所示。总体而言，废水中的病毒群落多样性高于气溶胶，其中Shannon指数显示出最明显的差异。此外，在化粪池、污水设施入口和缺氧池阶段，气溶胶和废水中的病毒群落多样性趋势相似。然而，在进入带曝气的MBR池后，病毒...结论与展望
本研究表明，农村分散式污水处理系统中气溶胶中的病毒污染与城市污水处理厂中的不同。尽管农村污水中的病毒载量较低，但病原性病毒的气溶胶浓度与城市水平相当。最高的理论健康风险为WHO推荐阈值的314.2%。在所有收集、处理和...
CRediT作者贡献声明
Yingming Zhu：概念构思、研究设计、方法论、初稿撰写、审核与编辑。Su Xu：概念构思、研究设计、方法论、初稿撰写、审核与编辑。Yu Zhou：研究、初稿撰写。Ruiqi Quan：研究、初稿撰写。Jun Zhan：研究、初稿撰写。Xuesong Guo：概念构思、方法论指导、初稿撰写、审核与编辑。Lin Li：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能会影响本文的报告内容。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金的支持，授予编号为52091545的资助。
Yingming Zhu | Su Xu | Yu Zhou | Ruiqi Quan | Jun Zhan | Xuesong Guo | Lin Li | Junxin Liu
