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李琳研究组在污水处理生物气溶胶逸散规律与机制方面取得新进展

污水及其处理过程逸散的生物气溶胶包含细菌、真菌和病毒等微生物,对区域生态环境、人类健康等均存在潜在危害。特别是近年大规模呼吸道传染性疾病的频繁爆发,引起了全球关于生物气溶胶传播途径的极大关注。然而对于污水处理过程中生物气溶胶的产生机制、逸散规律和其影响因素尚不十分清楚。

李琳研究组在国家自然科学基金重大项目、国际(区域)合作与交流项目、面上项目(52091545、52041004、41961134033、51878650、51478456)、环境保护公益项目(201509008)等项目的资助下,全面解析了全球13个国家、37个城市的市政污水厂生物气溶胶中可培养细菌、真菌全球多样性、区域丰度及决定性因素;系统分析了我国典型区域不同村镇污水处理模式下生物气溶胶的分布与逸散特征;深入研究了生物气溶胶的产生过程与机制;综合评估了污水处理过程生物气溶胶的潜在致病风险。结果表明:(1)市政集中污水厂生物气溶胶中潜在致病微生物种群结构呈现明显地域异质性,污水水质是造成差异的主要因素;(2)村镇污水处理生物气溶胶的逸散规律与污水治理模式密切相关,地埋式一体化污水处理设施可有效减少生物气溶胶的产生与扩散;(3)气泡破裂后空腔崩塌形成射滴是微孔曝气产生生物气溶胶的主要机制;盘面卷带形成向心加速度是表面曝气产生生物气溶胶的主要原因;(4)呼吸吸入是暴露生物气溶胶引起健康风险的主要途径,其中气溶胶粒子携带的潜在致病微生物会加剧暴露风险。该研究结果为污水处理过程生物气溶胶的有效防控提供科学依据。

相关研究成果发表在Water Research(Ying Wang et al. 2024(258):121764; Yunping Han et al. 2024(256):121646; Jun Zhan et al. 2024(254):121359; Yanjie Wang et al. 2023(231):119624; Yunping Han et al. 2020(170):115324; Yanjie Wang et al. 2019(163):114862; Kaixiong Yang et al. 2019(149):596-606)、Journal of Hazardous Materials(Yunping Han et al. 2020(391):122256)。生态环境研究中心刘俊新研究员、李琳研究员、郭雪松副研究员、韩云平副研究员分别为这些文章的主要作者和通讯作者。

(a)市政污水厂逸散特征与潜在风险

(b)村镇污水处理设施逸散特征及传输

(c) 曝气方式的影响机制

1 污水处理过程生物气溶胶逸散规律

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121764

https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121646

https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121359

https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119624

https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115324

https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.114862

https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.11.027

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122256

水污染控制实验室

2024年5月23日


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