《Water》：Comparative Regression Modeling of Sewer and Stormwater Pipe Lengths and Manhole Counts: Cross-Validated Performance and Sensitivity Analysis
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摘要
背景：污水和水生环境中的SARS-CoV-2可能促进病毒的环境传播。本研究调查了孟加拉国达卡市污水、污泥和选定地表水源中SARS-CoV-2 RNA的存在情况，并评估了相关理化参数。方法：研究人员于2020年9月至2021年1月从污水泵站、一座污水处理
摘要
背景：污水和水生环境中的SARS-CoV-2可能促进病毒的环境传播。本研究调查了孟加拉国达卡市污水、污泥和选定地表水源中SARS-CoV-2 RNA的存在情况，并评估了相关理化参数。方法：研究人员于2020年9月至2021年1月从污水泵站、一座污水处理厂（STP）及选定河流和池塘采集样本。使用商业试剂盒提取核酸后，通过RT-qPCR检测SARS-CoV-2 RNA。使用便携式仪器测定温度、pH、总溶解固体（TDS）和溶解氧（DO），并由TDS值计算电导率。结果：57.1%的污水样本和53.3%的污泥样本中检出SARS-CoV-2 RNA。在STP处理后的出水、河水及池塘水样中未检出病毒RNA。河水理化参数变化较小，而池塘水和污水样本在pH、电导率、TDS和DO方面存在差异。结论：未经处理的污水和污泥中存在SARS-CoV-2 RNA，而处理后的出水中未检出，说明处理后出水中SARS-CoV-2 RNA不可检出。需要进一步研究以更好地了解SARS-CoV-2在孟加拉国水生系统中的环境持续性。
论文解读
严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2），即2019冠状病毒病（COVID-19）的病原体，在全球范围内构成重大公共卫生挑战。该病毒可通过感染者的粪便排出，并在未经妥善处理的污水进入地表水系统后造成潜在的环境传播风险。孟加拉国曾经历疫情高峰，但城市污水管理能力不足，大量未经处理的污水被排入河流、池塘等水体。已有研究在孟加拉国和其他国家的污水中检出SARS-CoV-2 RNA，但以往监测多集中于污水和排污沟渠，缺少对污水、污泥、河流与池塘生态系统的同步综合评估，也缺少理化参数对病毒RNA环境可检测性影响的信息。达卡市当时仅有一座由达卡供排水管理局运营的Pagla污水处理厂（PSTP），处理能力约为全市每日产生污水的20%。由于无症状感染者也可向污水中排泄病毒RNA，污水监测被视为社区疫情监测与早期预警的重要工具。该研究发表于《Water》，旨在综合评估达卡市污水及不同地表水体中SARS-CoV-2 RNA的存在情况，并分析相关理化参数与病毒RNA检出状态之间的关系。
研究人员于2020年9月至2021年1月期间，每月在达卡市Narinda和Basabo两座污水泵站、PSTP入口及其处理塘采集未经处理和处理后的污水及污泥样本，同时从两条河流和三个池塘采集地表水和沉积物样本。研究采用的主要技术方法包括：用改良钙絮凝-柠檬酸盐溶解法浓缩污水和水样中的病毒颗粒；使用适用于含高抑制物环境样本的RNeasy PowerSoil Total RNA Kit提取总RNA；采用针对SARS-CoV-2的ORF1ab和N基因的实时荧光逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）检测病毒RNA，Ct值<37判为阳性，37–40判为可疑，≥40判为阴性；在现场使用便携式仪器测定温度、pH、总溶解固体（TDS）和溶解氧（DO），并由TDS值计算电导率。研究样本来源包括达卡市Narinda和Basabo污水泵站、PSTP的入口及两个处理塘，以及两处河流水体和三处池塘水体。
主要研究结果按原文小标题概述如下。
3.1 污水和水样中的SARS-CoV-2 RNA：研究人员对14份未经处理的污水样本进行RT-qPCR检测，其中8份检出SARS-CoV-2 RNA，阳性率为57.1%；在PSTP第4和第8号处理塘采集的处理后出水样本中均未检出病毒RNA；河流和池塘水样也未检出。该结果表明未经处理的污水中存在可检出的SARS-CoV-2 RNA，而处理后的出水和天然地表水体样本在检测限内未检出病毒RNA。
3.2 污泥和沉积物样本中的SARS-CoV-2 RNA：15份未经处理的原污泥样本中，8份检出SARS-CoV-2 RNA，阳性率为53.3%；PSTP处理塘污泥以及河流和池塘的沉积物样本均为阴性。该结果表明病毒RNA可存在于原污泥中，但在处理环节后的污泥及地表水沉积物样本中未检测到。
3.3 不同采样点和不同时间间隔的理化参数：河水和池塘水在采样期间的温度变幅较小，河水pH范围为6.49–6.60，池塘水pH范围为6.39–8.23；河水TDS为70 mg/L，池塘水TDS为100–200 mg/L；河水电导率为156.67–173.33 μS/cm，池塘水电导率为200–410 μS/cm；河流DO为8.75–8.78 mg/L，池塘DO为3.48–8.91 mg/L。原污水的pH范围为6.30–9.73，DO为2.01–3.60 mg/L，TDS为310–1070 mg/L，电导率为600–2150 μS/cm。PSTP各采样点污水温度范围为25.3–34.5 °C，pH范围为8.23–9.73，DO为2.01–7.74 mg/L，TDS为540–1070 mg/L。因样本量较小，未对理化参数与病毒检出间的关联进行统计分析。
讨论部分指出，PSTP采用机械预处理结合兼性塘生物处理工艺；从进水到处理出水SARS-CoV-2 RNA由检出转为未检出，提示处理过程可能降低了可检出的病毒RNA水平，但这不能被视为处理工艺足以阻止社区传播的证据，因为研究未评估病毒传染性。原污水和原污泥中检出SARS-CoV-2 RNA，与全球多个国家在社区传播期从污水中检出的结果一致，表明对污水系统的监测可用于反映社区中SARS-CoV-2 RNA的循环。河流和池塘水样及沉积物未检出病毒RNA，可能与大水体稀释、环境温度、pH、光照、微生物活动、病毒RNA向污泥絮体与悬浮颗粒吸附等因素有关。处理出水中DO升高可能与兼性塘藻类光合产氧、曝气及处理后有机物负荷降低有关。讨论还比较了自然水体中可出现的氧气过饱和现象，并指出多个国家已将废水环境监测用于社区疫情早期预警。该研究的创新性在于同时覆盖污水管网、污水处理厂处理塘、封闭池塘和开放河流水体，为孟加拉国提供了SARS-CoV-2 RNA在废水系统中环境分布的基线数据。但研究属于初步探索，样本量小、持续时间短、未涵盖全部季节，未进行病毒-污泥吸附机制实验，未设置特异性抑制对照，未评估病毒传染性或开展基因组测序，因此结果仅具有初步和地点特异性。
研究结论可翻译如下：本研究在选定污水泵站和PSTP入口的未经处理污水及污泥样本中检出SARS-CoV-2 RNA，但在研究期间的处理后出水、河水、池塘水和沉积物样本中均未检出。结果表明，PSTP处理工艺可能有助于在废水排入环境前降低可检出的SARS-CoV-2 RNA水平。来自分散区域的未经处理污水中存在SARS-CoV-2 RNA，提示病毒RNA在达卡市较大范围内存在。该结果仍是初步且地点特异的。虽然处理后出水中未检出SARS-CoV-2 RNA，这仅说明在研究条件下未检出病毒RNA，并不提供病毒传染性或健康风险的信息。重要的是，本研究未评估传染性，因这需要能复制病毒的培养检测和暴露评估，超出本研究范围。因此，仍需长期、大规模、定量研究，才能就公共卫生安全得出明确结论。污水处理设施和环境监测的建立有望增强公共卫生准备和社区病原体循环监测能力。基于污水的监测可与其他监测系统配合，用于追踪社区中SARS-CoV-2 RNA循环，特别是在达卡等高密度城市环境中。然而，本研究未进行病毒基因组测序或变异株特异性检测，因此现有数据不能用于得出关于SARS-CoV-2变异株检测、出现或传播的结论。
