两个污水处理厂不同曝气方式下接触病原菌生物气溶胶工人的微生物定量风险评估及敏感性分析外文翻译资料

 2022-08-08 12:06:08

英语原文共 10 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

两个污水处理厂不同曝气方式下接触病原菌生物气溶胶工人的微生物定量风险评估及敏感性分析

陈欢、程艳、⁎、杨亚飞、马家鑫

关键词:

定量微生物风险评估

敏感性分析

金黄色葡萄球菌

大肠杆菌

蒙特卡罗模拟

个人防护设备

感染能力大大超过了美国环保局的基准(le;10E-4 pppy)，疾病负担不符合世卫组织的基准(le;10E-6 DALYs pppy)(除了接触大肠杆菌生物气溶胶的疾病健康风险负担)。然而，个人防护装备的使用有效地将年度感染健康风险降低到可接受的水平，并将疾病健康风险负担转化到高度可接受的水平。根据敏感性分析，机械通气模式对健康风险变异性的贡献在污水处理厂中占绝对主导地位。在显示高暴露浓度的通气模式下，三个输入暴露参数(暴露时间、气溶胶摄入率和呼吸率)对健康风险有很大影响。健康风险也容易受到剂量反应模型和相关参数的各种选择的高度影响。当前的研究为QMRA的敏感性分析系统地提供了新的数据和新的视角。然后，当局可以根据敏感性分析的结果执行管理决策，以降低污水处理厂工人的相关职业健康风险。

2020 Elsevier B.V .保留所有权利。

中国地质大学环境学院，武汉430074

H I G H L I G H T S

G R A P H I C A L
  • 即使没有个人防护装备，工人接触大肠杆菌生物气溶胶的量仍然是可以接受的
  • 个人防护装备的使用有效地将健康风险降低到可接受的水平
  • 由于接触浓度高，输入的接触参数对健康风险有很大影响
  • 机械通气模式对健康风险可变性的贡献占主导地位
  • 剂量反应模型的各种选择对健康风险有很大影响

a r t i c l e i n f o

a b s t r a c t

摘要

文章历史:

2020年8月29日收到

2020年9月20日收到修订版

2020年9月21日接受

2020年10月1日在线提供

编辑:弗雷德里克·库隆

污水处理厂会排放大量含有病原菌的生物气溶胶。通过使用定量微生物风险评估(QMRA)评估暴露于这些生物气溶胶的健康风险对于保护污水处理厂的工人非常重要。然而，随机输入变量对QMRA确定的健康风险的相对影响仍然模糊不清。因此，本研究对接触金黄色葡萄球菌或大肠杆菌生物气溶胶的工人进行了基于蒙特卡罗模拟的QMRA案例研究，并对两个具有不同曝气模式的污水处理厂进行了敏感性分析。结果表明，当未配备个人防护装备的工人在两个污水处理厂接触金黄色葡萄球菌或大肠杆菌生物气溶胶时，每年的问题是

⁎通信作者:中国地质大学环境学院，武汉路388号，430074。电子邮件地址:cheng_yan@cug.edu.cn。颜)。

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142615 0048-9697/2020爱思唯尔有限公司保留所有权利。

1。 正式介绍

废水处理厂(WWTPs)会排放大量含有病原菌的生物气溶胶(Szyak-Szydzowski等人。2016). . 与其他工人相比，污水处理厂的工人患所谓的“污水处理工人综合征”的患病率特别高，其特征是疲劳、头痛、头晕、胃肠道症状和呼吸系统症状(洪等人，。2010). 这些症状可能是由于与工作相关的暴露于废水处理过程中释放的各种细菌生物气溶胶引起的(科瓦尔斯基等人，。2017). 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生物气溶胶经常出现在生活废水中，被广泛用作目标指示病原体(Ikehata，2013年；szyakszydowski等人，。2016;石等。2018;Kozajda等人，。2019). 这些来自废水或污泥的细菌可以通过吸入感染人(Szyak-Szydzowski等人，。2016). 直接暴露于这些生物气溶胶会通过吸入在上呼吸道捕获生物气溶胶而导致胃肠道感染，其中致病细菌生物气溶胶通过纤毛作用移动并通过咽进入消化道(Peccia等人，。2008). 总的来说，人类接触带有致病细菌生物气溶胶的污水处理厂会对健康造成重大风险(Kozajda等人，。2019). 因此，评估接触致病细菌生物气溶胶的健康风险对于保护污水处理厂的工人非常重要。此外，污水处理厂的通风方式和个人防护设备的使用会对工人的健康风险产生很大影响(Brandi等人，。2000;Teixeira等人，。2013). Pasalari等人。(2019年)在一个配有各种曝气池的WWTP，测量了接触轮状病毒和诺如病毒生物气溶胶的工人的高健康风险。琼斯(2020年)报告称，在没有配备个人防护设备的吸入情况下，接触新冠肺炎的患者护理的健康风险增加。

健康风险通常用年感染概率(P(a)inf)和疾病负担(DB)来量化(Haas等人。2014). . 通过定量微生物风险评估(QMRA)(哈斯等人，。2014;石等。2018;埃斯法哈年等人，。2019). QMRA通常遵循四个经典的工作步骤:(a)危险识别，(b)暴露评估，(c)剂量反应评估，以及(d)风险表征(哈斯等人，。2014). 此外，经常通过蒙特卡罗模拟进行估计，以定量评估健康风险的范围和可能性(Lim和Jiang，2013；石等。2018;刘等。2019). 此外，对于风险表征，两个最广泛使用的健康风险基准是美国环保局(2005年)提出的可接受的年度感染风险水平(le;10E 4购买力平价)和世卫组织(2008年)提出的可接受的残疾调整寿命年(le;10E 6购买力平价)。它们被广泛用于解释风险评估结果的大小(Lim等人，。2015;Fuhrimann等人，。2016;石等。2018). 这两个基准是围绕基于健康的目标的概念建立的，。和可忍受的健康负担水平(富尔里曼等人，。2016).

在QMRA，所有输入变量的重要性可以通过敏感性分析来确定，敏感性分析测试随机输入变量对健康风险的相对影响(Abhishek和Ashok，2008年；Federigi等人。2019). . 敏感性分析通常在QMRA进行，目的是:(a)确定对产出影响最大的输入变量，以便向当局提出可行的管理建议；(b)改善对QMRA框架的理解和解释，以扩大其分析方法；和(c)识别输入变量差距，然后确定未来研究的优先次序(Tesson等人，。2020). 哈斯等人。(2017年)通过吸入接触和蒙特卡洛模拟的敏感性分析，证明了有或没有个人防护设备的下水道工人存在埃博拉病毒的健康风险。Kowalski等人。(2017年)分析了波兰污水处理厂不同曝气模式下收集的细菌和真菌生物气溶胶的排放特性。Carducci等人。(2018年)报告称，QMRA估计了接触人类腺病毒(HAdV)的污水处理厂工人的健康风险，并采用敏感性分析来检查输入参数(呼吸率和浓度)对健康风险的影响。

然而，鉴于这些相对影响的等级、重要性和贡献仍然模糊不清，人们提出了一系列关于QMRA及其对与工人使用个人防护设备和在污水处理厂各种通风模式下暴露相关的随机输入变量的敏感性分析的开放性问题。因此，本研究系统地调查了一个基于蒙特卡罗模拟的QMRA工人暴露于硫。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。两个污水处理厂的大肠杆菌生物气溶胶。在此基础上，讨论了两个污水处理厂在不同曝气方式下，工人暴露于生物气溶胶的健康风险。然后，重点研究了QMRA各输入变量的秩相关系数值及其对方差的贡献，并通过敏感性分析进行了评价。目前的研究可以丰富QMRA对在污水处理厂各种曝气模式下接触生物气溶胶的个人防护设备工人的敏感性分析的知识库，并进一步了解QMRA框架中各输入变量的等级相关系数值和方差贡献。这些结果可为制定合理的管理建议以降低污水处理厂工人的职业健康风险提供参考。

2。 材料和方法

2.1。 污水处理厂的描述

本研究在位于中华人民共和国中部的两个污水处理厂(甲厂和乙厂)进行。他们的排水管系统相似。收集的生活废水(偶尔与少量工业废水混合)通过一系列变频泵站分配到WWTP。工厂A有一个平行的废水处理系统，配有转盘曝气池(RD)和微孔曝气池(M)，每天分别处理50，000吨废水。同样，工厂B也是一个并行系统。它有一个倒伞曝气池(IU)和一个微孔曝气池(M)，每天分别处理10万吨废水。因此，本研究中曝气池有三种模式。

2.2。 取样和分析

2.2.1。 取样步骤

在2019年11月21日、2019年12月5日、2019年12月16日、2019年12月23日、2020年1月7日和2020年1月8日，通过使用安德森六级级联冲击器(FA-1，宏昌新股份有限公司)在工厂A和B进行了六次生物气溶胶取样活动。中国北京)(洪等，。2010). . 无菌琼脂培养基蛋黄甘露醇盐琼脂基和麦康基琼脂培养基用作培养和菌落计数的收集培养基。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。大肠杆菌，分别为(Oppliger等人，。2005;szyak-szydzowski等人，。2016;Nasir等人，。2018;王等。2019). 将27毫升等分无菌琼脂培养基(在121℃高压灭菌15分钟)移至装有级联冲击器的无菌玻璃培养皿中(Jahne等人，。2015;Jahne等人，。2016).

采样点设在每个曝气池地面以上1.5米处(Szyak-Szydzowski等人。2016). . 级联冲击器以28.3升/分钟的流速运行10分钟(洪等人，。2010;Kowalski等人，。2017). 安德森六级级联冲击器的每一级在现场空气取样之前和之后都用75%的酒精进行了净化(洪等人，。2010). 所有样品一式三份，在37℃的恒温箱中培养24-48小时之前，运输到实验室的冷箱中。

2.2.2。 菌落计数

培养后，样品被计数为菌落形成

单位(CFU)通过使用自动菌落计数仪(HICC-B，万申公司。中国杭州)。. 正孔法用于校正，然后根据计数结果获得在每个培养皿阶段测量的实际菌落数(洪等人，。2010;Delort和Amato，2017)。s的生物气溶胶浓度。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。CFU的大肠杆菌/m3是通过将CFU的菌落数除以m3中的采样空气量来估算的(Hung等人，。2010). 然后，生物气溶胶浓度是安德森六级级联冲击器的六个皮氏培养皿级的浓度之和(Katsivela等人，。2017).

2.3。 定量微生物风险评估框架

2.3.1。 危险识别

本研究关注的指示病原体是链球菌。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。两个污水处理厂的大肠杆菌生物气溶胶。因此，WWTP曝气池中的工人暴露于严重的硫。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。大肠杆菌生物气溶胶相关健康风险。

2.3.2。 暴露评估

参考QMRA计算框架的暴露评估参数和流程图如表1和图2所示。1，分别。这项研究有八个暴露场景(图。1): (a)无PPE接触s的工人。植物甲中的金黄色葡萄球菌生物气溶胶，(乙)工人无个人防护设备接触硫。植物乙中的金黄色葡萄球菌生物气溶胶，(丙)接触硫的个人防护装备工人。植物甲中的金黄色葡萄球菌生物气溶胶，(丁)接触金黄色葡萄球菌的个人防护装备工人。工厂乙中金黄色葡萄球菌生物气溶胶，(戊)工人无个人防护设备接触戊。接触大肠杆菌的无个人防护装备工人体内的大肠杆菌生物气溶胶。接触大肠杆菌的工人体内的大肠杆菌生物气溶胶。植物甲中的大肠杆菌生物气溶胶和接触大肠杆菌的劳动者。植物b中的大肠杆菌生物气溶胶。s的暴露浓度(ec)。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。计算大肠杆菌生物气溶胶，并显示在补充材料表1中.气溶胶摄入率(ag)如补充材料表2所示。

通过使用个人防护装备(FPPE)进行的去除部分在两种情况下进行(图中的两个暴露组。1): (a)污水处理厂的工人不使用面部保护装置(即，。没有个人防护设备的工人)和(b)污水处理厂的工人始终佩戴合适的N95呼吸器

(即。穿戴个人防护装备的工人)(Haas等人，。2017). ).

每人每天的病原体剂量(剂量)以方程式计算。(1)(栋干，2014；Jahne等人，。2015;哈斯等人，。2017):

剂量10ectimes; br times;t times;agtimes;(1-FPPE) = 1000； (1)

其中，“剂量”代表每人每天吸入的生物气溶胶剂量(CFU/天)，ec是暴露浓度(补充材料表1)，br是呼吸率，ag是气溶胶摄入率(补充材料表2)，FPPE是使用个人防护设备的去除率(表1)。

2.3.3。 剂量反应模型

对于s。金黄色葡萄球菌生物气溶胶，作为剂量-感染模型的指数剂量-反应模型用于确定剂量和感染风险之间的关系(Eq。(2))(埃斯法哈年等人，。2019):

P(d) INF =1-exp(-ktimes; Dose)； (2)

其中P(d)inf是估计的每日感染概率，k是模型的参数(表1)。

对于e。大肠杆菌生物气溶胶，beta;-泊松剂量反应模型作为剂量感染模型，用于确定剂量和感染风险之间的关系，如等式所示。(3)(石等，。2018):

(3)

其中P(d)inf是估计的每日感染概率，alpha;和N50是模型的参数(表1)。lt;

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[257860]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章