生态环境监测全过程病原微生物安全风险识别评估分析

2023-10-30胡伟文

皮革制作与环保科技 2023年17期

胡伟文

（广东高普质量技术服务有限公司，广东中山 528403）

前言

生态环境监测工作主要围绕环境中各种物质采取针对性的监测措施，其中包括微生物监测。在开展监测工作期间，部分病原微生物的存在不仅会影响生态环境监测实验室的生物安全管理，如果工作人员没有做好防护措施，还会威胁他们的身体健康，所以要加大安全风险识别评估工作的开展力度。

1 病原微生物特性分析

在当前生态环境监测中，将大肠埃希氏菌、细菌菌落总数、总大肠菌群和粪大肠菌群等作为主要污染物排放标准和环境质量监测标准中的微生物指标。与此同时，在医疗机构水污染物排放标准中还设置了结核杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌的肠道致病菌、肠道病毒等指标。由于生态环境监测工作本身存在较大差异，在相关工作实际开展期间，既要做好环境质量微生物各项指标的监测，还要使具体的病原微生物指标满足地表水、地下水、生活饮用水、城市污水、室内空气、生活垃圾等不同环境条件下对病原微生物的监测要求，通过科学的监测过程对安全风险进行识别和评估，使我国当前的病原微生物安全风险防控措施更加完善。

从病原微生物本身出发，主要可以按照其特性将其安全风险分析分为遗传修饰感染因子、感染性微生物和培养物中的感染因子。在生态环境监测中，受各种野生型生物生存和繁衍活动的影响，可以在样品中混有肉眼不可见的感染因子，在这类病原微生物风险识别评价中，要深入分析其致病力的影响因素，如果对其开展遗传基因改造或毒力改造可能会导致其毒力进一步增强[1]。

2 病原微生物在生态环境监测全过程的安全风险识别分析

2.1 微生物指标

在生态环境监测工作中，采样作为监测工作的第一个关键环节，也是病原微生物可能发生感染情况的重要环节。在环境样品采集环节，首先要正确区分污水处理厂和医疗机构环境监测方式，利用在线监测为主的工作模式可以使其在高致病性病原微生物中的暴露风险有效降低。在采样工作开展前，监测人员要按照生物安全设备和装备材料的要求，准备好个人防护、应急处理、采样和运输、现场监测、实验室检验五个环节的相关材料和设备，保证其安全生产标准和使用性能，确保生态环境监测工作的标准性和操作行为的规范性。在此基础上，相关人员还要做好防护工作，避免在生态环境监测过程中病原微生物对其身体健康造成不利影响。在其安全风险识别工作中，监测人员要全面分析实验室监测方法的适用性和生物安全性等因素，生态环境检测结构虽然在等级上有高低的区分，但在其微生物指标的监测工作中，通常只对细菌菌落总数、总大肠菌数、粪大肠菌数三种指标进行监测，不仅应用酶底物法、纸片快速法、滤膜法、多管发酵法等完成病原微生物监测项目，而且一般情况下，在生态环境微生物监测中不会监测含有高风险的病原微生物样品。

2.2 菌株

在病原微生物监测的相关要求中指出，根据含致病微生物的浓度或数量和类别，可以将生态环境监测实验室病原微生物安全风险因子分为高、较高、中、较低、低五种类别，其中分别对应从高到低的五种风险水平。相较于采样、运输等生态环境监测前期工作开展期间存在的微生物安全风险，规范地开展安全防护工作可以有效保护生态环境工作人员的安全，降低其发生风险事件的可能性。因此，在生态环境监测的全过程中，病原微生物安全风险识别要精准把握实验室生物安全风险要素，并结合生态环境监测工作开展的全过程，从不同角度和层面对其中的潜在生物安全风险要素识别进行逐项分析[2]。基于当前科学技术发展和应用水平的不断提升，生态环境监测实验室在病原微生物的监测中用到的菌株一共有10种，按照其具体作用可以分为灭菌指示菌株和标准菌株。标准菌株在生态环境监测实验室中通常用于控制监测工作开展质量，在具体使用过程中又可将其分为阳性菌株和隐性菌株两种，详见表1。

表1 生态环境监测实验室常用菌株种类

综合对比当前行业中的病原微生物名录发现，在上述实验室常用的十种菌株中，其中有部分菌株属于第三类病原微生物，其对应的安全风险因子的风险水平为中，在实验室应用期间要尽量减少其使用频率。其他菌株均属于第四类病原微生物，对应的安全风险因子风险水平为低。在生态环境监测中，监测人员要结合不同项目的监测目的，合理设计实验环节，提升病原微生物监测的安全系数，在菌株选用环节精准识别不同菌株的安全风险级别。

2.3 样品

与风险水平为低的生活饮用水、地下水、地表水等不具备致病性和传染性的环境样品相比，在生态环境监测中，当监测现场环境为生活垃圾填埋场、城镇污水处理厂等可能具备致病性和传染性的场所及其周边区域时，监测工作中的污泥和污水样品相对比较安全，属于风险水平为较低的风险因子，但医疗机构的水污染物，尤其是各种传染病医疗机构的污泥和污水样品，在排放前虽然会对其进行统一的灭菌处理，但无法保证其每次灭菌都能够达到理想效果，所采集的样品可能含有高致病病原微生物，并具有一定的致病性和传染性，所以应归类于评价为中的风险因子。

2.4 培养物

在生态环境监测中，通常将细菌总数作为质量标准判断和评价的重要指标，在微生物监测中通常选用营养琼脂促进细菌生长。虽然营养琼脂具有较高的普适性，但在医疗机构水污染物排放标准中通常以粪大肠菌群作为微生物指标，利用乳糖蛋白胨培养基促进样品中的细菌生长。在革兰氏阳性菌的生长中应用EC培养基虽然可以对其生长产生抑制作用，但不会对其他类别的革兰氏阴性菌的生长造成影响[3]。基于生态环境监测的操作过程，为了获得更准确的监测结果，通常会选择远高于样品的培养物浓度与剂量，所以在风险水平识别中，要将其中生物的安全风险水平提升一级，并按照生态环境监测样品来源，对其安全风险因子的风险水平做出正确评价。综合考虑生活垃圾填埋场、城镇污水处理厂等地采集的污泥和污水样品培养物中潜在的致病性和传染性，将其安全风险因子的风险水平评价为低，而医疗机构的水污染物，尤其是结核病和传染病医疗机构的污泥和污水样品培养物，将其安全风险因子的风险水平评价为较高。

2.5 实验室三废

在开展生态环境监测期间产生的废水、废气和固体废物统称为实验室三废。在生态环境监测期间产生的培养物和水质样品虽然已经过了灭菌处理，可以将其安全风险因子的风险水平评价为低，但在监测病原微生物的全过程中，通常还会有气溶胶产生，在经过生物安全高效过滤器和生物安全实验室的收集后，不会再次产生其他废气。在采样过程中，从采样、接样到实验室分析环节，相关人员使用的97孔盘、试管、培养皿以及各种一次性用品和耗材，可以将其接触的样品、培养物和菌株的风险水评价为最高。在保证其经过完整的灭菌处理后，可将其安全风险因子的风险水平评价为低。在收集气溶胶的过程中，潜在的致病微生物会在生物安全柜高效过滤器和生物安全实验室大量积聚，如果不及时开展检测工作，在长期使用过程中，随着设备的老化，会使生态环境监测实验室污染的风险大大增加，因此，可以将其安全风险因子的风险水平评价为较高。

2.6 安全风险因子

在全面分析生态环境监测实验室操作生物安全要素的基础上，由于实验室不会对高致病性病原微生物进行监测，因此，在实验室安全风险评价中不存在高风险因子。但在医疗机构水污染物的监测中，尤其是结核病和传染病医疗机构污泥和污水样品培养物及其操作期间产生的固体废物，具有潜在的高致病性病原微生物，可以将其安全风险因子的风险水平评价为加高。与其相比，在可能具备致病性和传染性的场所及其周边区域的生态环境监测中，整个操作过程及其污泥和污水培养物的固体废物风险水平不高，可以将其安全风险因子的风险水平评价为中，如表2所示。

表2 生态环境监测实验室环节病原微生物的“较高”和“中”风险因子

3 病原微生物在生态环境监测全过程中的安全风险评估

3.1 日常期间的感染和致病风险

考虑到生态环境监测实验室中存在生物安全风险评价为中和较高的风险因子，如果仅依靠明显的污染区、半污染区和清洁区划分，无法保证其安全风险防护效果，使其一直处于可能感染或致病的风险环境中。如果有非专业人士进出该实验室，要做好实验室生物危害告知工作，避免因防护工作不到位，增加不必要的感染风险。在开展生态环境监测日常工作期间，由于接种环灭菌在规范使用中的感染性物质存在散布和飞溅的风险，在转运期间，因人员安全意识不足会出现刺伤、泼洒、滑落等突发事件，最终导致其中的病原微生物进一步扩散，对相关人员的生命健康造成严重威胁。因此，为了降低日常监测活动中病原微生物感染和致病风险，要不断强化监测人员的自我防护意识，保证其严格按照实验室穿着规定进行穿戴。在实验结束后，要及时洗手并做好消毒工作，同时要参照实验操作规范和三废处理标准完成实验后的处理工作。

3.2 重大传染病疫情期间的感染和致病风险

在经历过重大传染病疫情后，病原微生物的感染和致病风险大幅提升。如果其进入自然环境，失去了宿主的营养支持，就无法完成自我复制与繁殖，但由于其生物特性，还能在自然状态下长期存活并使感染力保持在一定水平。比如，诺如、甲型肝炎等病毒在离开人体进入水体环境后，其强感染性可以长达一个月。在当前的生态环境监测中，已经发现了700多种以水体环境为传播媒介的病毒，可以在各种水体中稳定存活、四处流动并进行传播[4]。虽然当前的环境治理已经加强了污水处理系统的设置，但普通处理工艺无法完全去除水体中的病原微生物，使其通过污水途径进一步传播，尤其在重大传染病疫情时期，病毒微生物的危害会进一步加大。病毒在污水中的生存和传播通常以悬浮的方式在水体表面的矿物、黏土、泥沙等固体表面附着，在这种情况下，受这些附着物的影响，会对病毒本身形成一种特殊保护，增强了病原微生物在逆境下的抗性，使其生存时间能够进一步延长，因而对人体健康产生了不利影响。