生態環境監測全過程病原微生物安全風險識別評估分析

胡偉文

（廣東高普質量技術服務有限公司，廣東 中山 528403）

前言

生態環境監測工作主要圍繞環境中各種物質采取針對性的監測措施，其中包括微生物監測。在開展監測工作期間，部分病原微生物的存在不僅會影響生態環境監測實驗室的生物安全管理，如果工作人員沒有做好防護措施，還會威脅他們的身體健康，所以要加大安全風險識別評估工作的開展力度。

1 病原微生物特性分析

在當前生態環境監測中，將大腸埃希氏菌、細菌菌落總數、總大腸菌群和糞大腸菌群等作為主要污染物排放標準和環境質量監測標準中的微生物指標。與此同時，在醫療機構水污染物排放標準中還設置了結核桿菌、志賀氏菌和沙門氏菌的腸道致病菌、腸道病毒等指標。由于生態環境監測工作本身存在較大差異，在相關工作實際開展期間，既要做好環境質量微生物各項指標的監測，還要使具體的病原微生物指標滿足地表水、地下水、生活飲用水、城市污水、室內空氣、生活垃圾等不同環境條件下對病原微生物的監測要求，通過科學的監測過程對安全風險進行識別和評估，使我國當前的病原微生物安全風險防控措施更加完善。

從病原微生物本身出發，主要可以按照其特性將其安全風險分析分為遺傳修飾感染因子、感染性微生物和培養物中的感染因子。在生態環境監測中，受各種野生型生物生存和繁衍活動的影響，可以在樣品中混有肉眼不可見的感染因子，在這類病原微生物風險識別評價中，要深入分析其致病力的影響因素，如果對其開展遺傳基因改造或毒力改造可能會導致其毒力進一步增強[1]。

2 病原微生物在生態環境監測全過程的安全風險識別分析

2.1 微生物指標

在生態環境監測工作中，采樣作為監測工作的第一個關鍵環節，也是病原微生物可能發生感染情況的重要環節。在環境樣品采集環節，首先要正確區分污水處理廠和醫療機構環境監測方式，利用在線監測為主的工作模式可以使其在高致病性病原微生物中的暴露風險有效降低。在采樣工作開展前，監測人員要按照生物安全設備和裝備材料的要求，準備好個人防護、應急處理、采樣和運輸、現場監測、實驗室檢驗五個環節的相關材料和設備，保證其安全生產標準和使用性能，確保生態環境監測工作的標準性和操作行為的規范性。在此基礎上，相關人員還要做好防護工作，避免在生態環境監測過程中病原微生物對其身體健康造成不利影響。在其安全風險識別工作中，監測人員要全面分析實驗室監測方法的適用性和生物安全性等因素，生態環境檢測結構雖然在等級上有高低的區分，但在其微生物指標的監測工作中，通常只對細菌菌落總數、總大腸菌數、糞大腸菌數三種指標進行監測，不僅應用酶底物法、紙片快速法、濾膜法、多管發酵法等完成病原微生物監測項目，而且一般情況下，在生態環境微生物監測中不會監測含有高風險的病原微生物樣品。

2.2 菌株

在病原微生物監測的相關要求中指出，根據含致病微生物的濃度或數量和類別，可以將生態環境監測實驗室病原微生物安全風險因子分為高、較高、中、較低、低五種類別，其中分別對應從高到低的五種風險水平。相較于采樣、運輸等生態環境監測前期工作開展期間存在的微生物安全風險，規范地開展安全防護工作可以有效保護生態環境工作人員的安全，降低其發生風險事件的可能性。因此，在生態環境監測的全過程中，病原微生物安全風險識別要精準把握實驗室生物安全風險要素，并結合生態環境監測工作開展的全過程，從不同角度和層面對其中的潛在生物安全風險要素識別進行逐項分析[2]。基于當前科學技術發展和應用水平的不斷提升，生態環境監測實驗室在病原微生物的監測中用到的菌株一共有10種，按照其具體作用可以分為滅菌指示菌株和標準菌株。標準菌株在生態環境監測實驗室中通常用于控制監測工作開展質量，在具體使用過程中又可將其分為陽性菌株和隱性菌株兩種，詳見表1。

表1 生態環境監測實驗室常用菌株種類

綜合對比當前行業中的病原微生物名錄發現，在上述實驗室常用的十種菌株中，其中有部分菌株屬于第三類病原微生物，其對應的安全風險因子的風險水平為中，在實驗室應用期間要盡量減少其使用頻率。其他菌株均屬于第四類病原微生物，對應的安全風險因子風險水平為低。在生態環境監測中，監測人員要結合不同項目的監測目的，合理設計實驗環節，提升病原微生物監測的安全系數，在菌株選用環節精準識別不同菌株的安全風險級別。

2.3 樣品

與風險水平為低的生活飲用水、地下水、地表水等不具備致病性和傳染性的環境樣品相比，在生態環境監測中，當監測現場環境為生活垃圾填埋場、城鎮污水處理廠等可能具備致病性和傳染性的場所及其周邊區域時，監測工作中的污泥和污水樣品相對比較安全，屬于風險水平為較低的風險因子，但醫療機構的水污染物，尤其是各種傳染病醫療機構的污泥和污水樣品，在排放前雖然會對其進行統一的滅菌處理，但無法保證其每次滅菌都能夠達到理想效果，所采集的樣品可能含有高致病病原微生物，并具有一定的致病性和傳染性，所以應歸類于評價為中的風險因子。

2.4 培養物

在生態環境監測中，通常將細菌總數作為質量標準判斷和評價的重要指標，在微生物監測中通常選用營養瓊脂促進細菌生長。雖然營養瓊脂具有較高的普適性，但在醫療機構水污染物排放標準中通常以糞大腸菌群作為微生物指標，利用乳糖蛋白胨培養基促進樣品中的細菌生長。在革蘭氏陽性菌的生長中應用EC培養基雖然可以對其生長產生抑制作用，但不會對其他類別的革蘭氏陰性菌的生長造成影響[3]。基于生態環境監測的操作過程，為了獲得更準確的監測結果，通常會選擇遠高于樣品的培養物濃度與劑量，所以在風險水平識別中，要將其中生物的安全風險水平提升一級，并按照生態環境監測樣品來源，對其安全風險因子的風險水平做出正確評價。綜合考慮生活垃圾填埋場、城鎮污水處理廠等地采集的污泥和污水樣品培養物中潛在的致病性和傳染性，將其安全風險因子的風險水平評價為低，而醫療機構的水污染物，尤其是結核病和傳染病醫療機構的污泥和污水樣品培養物，將其安全風險因子的風險水平評價為較高。

2.5 實驗室三廢

在開展生態環境監測期間產生的廢水、廢氣和固體廢物統稱為實驗室三廢。在生態環境監測期間產生的培養物和水質樣品雖然已經過了滅菌處理，可以將其安全風險因子的風險水平評價為低，但在監測病原微生物的全過程中，通常還會有氣溶膠產生，在經過生物安全高效過濾器和生物安全實驗室的收集后，不會再次產生其他廢氣。在采樣過程中，從采樣、接樣到實驗室分析環節，相關人員使用的97孔盤、試管、培養皿以及各種一次性用品和耗材，可以將其接觸的樣品、培養物和菌株的風險水評價為最高。在保證其經過完整的滅菌處理后，可將其安全風險因子的風險水平評價為低。在收集氣溶膠的過程中，潛在的致病微生物會在生物安全柜高效過濾器和生物安全實驗室大量積聚，如果不及時開展檢測工作，在長期使用過程中，隨著設備的老化，會使生態環境監測實驗室污染的風險大大增加，因此，可以將其安全風險因子的風險水平評價為較高。

2.6 安全風險因子

在全面分析生態環境監測實驗室操作生物安全要素的基礎上，由于實驗室不會對高致病性病原微生物進行監測，因此，在實驗室安全風險評價中不存在高風險因子。但在醫療機構水污染物的監測中，尤其是結核病和傳染病醫療機構污泥和污水樣品培養物及其操作期間產生的固體廢物，具有潛在的高致病性病原微生物，可以將其安全風險因子的風險水平評價為加高。與其相比，在可能具備致病性和傳染性的場所及其周邊區域的生態環境監測中，整個操作過程及其污泥和污水培養物的固體廢物風險水平不高，可以將其安全風險因子的風險水平評價為中，如表2所示。

表2 生態環境監測實驗室環節病原微生物的“較高”和“中”風險因子

3 病原微生物在生態環境監測全過程中的安全風險評估

3.1 日常期間的感染和致病風險

考慮到生態環境監測實驗室中存在生物安全風險評價為中和較高的風險因子，如果僅依靠明顯的污染區、半污染區和清潔區劃分，無法保證其安全風險防護效果，使其一直處于可能感染或致病的風險環境中。如果有非專業人士進出該實驗室，要做好實驗室生物危害告知工作，避免因防護工作不到位，增加不必要的感染風險。在開展生態環境監測日常工作期間，由于接種環滅菌在規范使用中的感染性物質存在散布和飛濺的風險，在轉運期間，因人員安全意識不足會出現刺傷、潑灑、滑落等突發事件，最終導致其中的病原微生物進一步擴散，對相關人員的生命健康造成嚴重威脅。因此，為了降低日常監測活動中病原微生物感染和致病風險，要不斷強化監測人員的自我防護意識，保證其嚴格按照實驗室穿著規定進行穿戴。在實驗結束后，要及時洗手并做好消毒工作，同時要參照實驗操作規范和三廢處理標準完成實驗后的處理工作。

3.2 重大傳染病疫情期間的感染和致病風險

在經歷過重大傳染病疫情后，病原微生物的感染和致病風險大幅提升。如果其進入自然環境，失去了宿主的營養支持，就無法完成自我復制與繁殖，但由于其生物特性，還能在自然狀態下長期存活并使感染力保持在一定水平。比如，諾如、甲型肝炎等病毒在離開人體進入水體環境后，其強感染性可以長達一個月。在當前的生態環境監測中，已經發現了700多種以水體環境為傳播媒介的病毒，可以在各種水體中穩定存活、四處流動并進行傳播[4]。雖然當前的環境治理已經加強了污水處理系統的設置，但普通處理工藝無法完全去除水體中的病原微生物，使其通過污水途徑進一步傳播，尤其在重大傳染病疫情時期，病毒微生物的危害會進一步加大。病毒在污水中的生存和傳播通常以懸浮的方式在水體表面的礦物、黏土、泥沙等固體表面附著，在這種情況下，受這些附著物的影響，會對病毒本身形成一種特殊保護，增強了病原微生物在逆境下的抗性，使其生存時間能夠進一步延長，因而對人體健康產生了不利影響。

4 結語

綜上所述，在開展生態環境監測工作的全過程中，為了降低病原微生物的感染和致病風險，工作人員在各個工作環節都要做好安全風險識別和評估工作，要先對不同監測環節的安全風險等級做出準確判斷，然后在不同時期要做好安全防護工作，從而降低感染概率，保護人類生命健康安全，推動生態環境監測的可持續發展。