分枝杆菌在建筑供水系统中的存在水平与控制技术研究

作者：黄圣洁李伟英张骏鹏徐心远陈俊宇王晓芳

单位：同济大学环境科学与工程学院青岛水务集团有限公司科技中心

摘要：城市供水系统安全一直是国内外学者研究的热点。建筑供水系统 (building water supply system, BWSS) 作为城市供水最后一个环节, 其水质安全日益受到重视。新型条件致病菌之一的分枝杆菌作为氯消毒管网中的优势菌种, 具有耐热、抗消毒剂的特征, 能在建筑供水系统中长期生存, 并通过空气、皮肤等途径侵入人体, 引发人体健康隐患。相比于建筑给水系统, 分枝杆菌在热水系统中更易繁殖。研究表明淋浴热水是导致非结核分枝杆菌疾病的感染源之一, 分枝杆菌对人类健康产生的威胁不容忽视。对建筑供水系统中分枝杆菌的检测方法、存在水平及影响因素进行了探讨与分析, 并总结了相关控制技术, 为建筑供水水质安全标准的制定提供了一定参考。

关键词：建筑供水系统建筑热水系统分枝杆菌存在水平控制技术

作者简介： *李伟英通讯处:200092上海市杨浦区四平路1239号同济大学环境科学与工程学院明净楼401电话: (021) 65981470E-mail:1231wykt@tongji.edu.cn;
基金：国家重点研发计划资助 (2016YFC0700200); 二次供水系统水质保障及其运行维护技术研究 (20183231); 青岛市多水源供水条件下水质安全评价与风险控制研究 (20182766);

0 引言

　　随着我国经济发展, 环境恶化, 水污染现象加剧, 地下和地表水源受污染情况严重。我国已有75%的水源受到了不同程度的污染, 近90%的城镇饮水和近50%的地下水水源受污染^[1]。作为热点民生问题之一, 饮用水安全与国民的生活和健康密不可分。

　　为保障水厂出水生物安全, 氯消毒技术被广泛应用^[2,3]。但是随着科学的发展, 检测技术的进步, 研究发现即使在保持一定余氯浓度的条件下, 仍然有细菌能够存活^[4,5], 并能在含有较高余氯浓度的自来水厂、管网等供水系统中生存^[6]。

　　据统计, 1996～2006年期间, 我国共发生271起饮用水污染突发事件 (未含西藏) , 其中有63%的事件可归为生物污染事件^[7]。国内外对于城市供水管网二次污染的问题的报道也日益增多, 美国于2013～2014年期间爆发约42件水污染事件, 其中24起与军团菌等微生物的生长繁殖相关^[8]。我国每年因水污染诱发的疾病致使约1.9亿人患病、6万人死亡。水污染的多样性和复杂性^[9,10]日益突出, 饮用水安全问题关系到人类的生存与健康^[11]。

　　我国饮用水水质标准《生活饮用水卫生标准》, 于1985年首次建立, 之后于2006年修订, 2014年我国制定了《食品安全国家标准包装饮用水》 (GB19298—2014) 标准。针对水质生物安全, 这些标准在制定与修订时参考了世界卫生组织 (WHO) 、美国环保局 (USEPA) 和欧盟 (EC) 等国际组织颁布的水质标准。修订后的《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006) 中, 水质指标由36项增加到106项, 微生物学指标由旧标准的2项增至6项^[12], 并于2007年开始全面实施。虽然已制定多项微生物标准, 但供水系统末端仍有耐氯细菌和条件致病菌被检出^[13,14]。这类条件致病菌包括军团菌属、分枝杆菌 (主要为非结核分枝杆菌属 (Nontuberculous mycobacteria, NTM) ) 和阿米巴虫属等^[9,10]。美国在2001到2012年期间^[15], 医院接诊绝大多数由于鸟分枝杆菌所引起的肺病成本估计已多达10亿美元。致病微生物可造成大规模人群感染死亡, 随着城市老龄化、免疫系统疾病患者增多^[16,17], 新型条件致病菌导致的风险不容忽视。

　　国内外对城市供水系统中分枝杆菌的研究日益增多, 城市供水系统主要由水源、净水厂、市政与建筑供水系统构成, 而分枝杆菌在其中多个环节中被检出^[1,18]。已报道的非结核分枝杆菌有150余种^[19], 我国已分离出20多种^[20]。建筑供水系统将市政给水管网水引入建筑并输送至用户终端, 其中分枝杆菌导致的水质生物安全问题与居民用水安全密切相关。

1 建筑供水系统中分枝杆菌的检测方法及其研究进展

　　分枝杆菌主要包括麻风分枝杆菌、结核杆菌复合群和非结核分枝杆菌。分枝杆菌的250多种菌种中^[21], 非结核分枝杆菌有150余种, 命名54种, 多数为腐生菌, 其中37种可使人和动物致病, 我国已分离出20多种。

　　分枝杆菌属于条件致病菌, 其中鸟分支杆菌 (Mycobacterium aviumcomplex, MAC) 已列入USEPA的潜在污染物名单, MAC可以在供水管网中大量生长, 并引发安全风险^[22,23,24]。对于HIV携带者, 鸟分支杆菌可以引发急性器官衰竭致死^[16]。我国深圳曾发生龟型分枝杆菌为主的术后感染166例, 切口感染率达56.85%。因此, 确定分枝杆菌在建筑供水系统中的检测方法尤为重要。作为氯消毒管网中的优势菌种^[25], 分枝杆菌在建筑供水系统中再生长, 其耐热、抗消毒剂, 并可通过空气、水体和皮肤接触等方式侵入人体。

　　从1931年发明罗氏培养基 (L-J) , 1937年发现分枝杆菌噬菌体, 到1938年发现一种常见的NTM—偶然分枝杆菌, 由此分子生物学成为重要的环境监测手段, 从分子水平了解了分枝杆菌的基因和遗传本质^[26], 揭示了分枝杆菌核酸与蛋白质的结构及其功能, 是水环境中的分枝杆菌快速检测的基础, 表1表明了分枝杆菌属分子生物学基本特征。最新研究进展中, Laganowsky等^[27]使用质谱研究了分枝杆菌中脂质与膜蛋白复合物结合的选择性;Bouam等^[28]分离出了第十九种猿猴分枝杆菌复合体。

1.1 PCR菌种鉴定

　　 PCR菌种鉴定法是指用分枝杆菌特异性引物对标本DNA进行一系列PCR扩增或多重PCR扩增, PCR可以选择性扩增来自靶微生物的标记基因, 其产物可通过琼脂糖凝胶电泳观察, 根据扩增产物的特异性片段进行鉴定^[32]。该法灵敏、快速, 但目前PCR所能够鉴定的分枝杆菌菌种尚不多。

　　表1分枝杆菌属分子生物学基本特征

特征		分枝杆菌属
分枝杆菌科16SrRNA基因特征性核苷酸		250 (U) , 316-337 (C-G) , 418-425 (C-G) , 599-639 (U-G) , 662-743 (C-G) , 833-853 (U-G) , 842 (U) , 987-1218 (G-C) , 998-1043 (G-U) , 1000-1040 (C-G) , 1030 (U) , 1137 (A) 及1362 (C) ;典型属为分枝杆菌 (Mycobacterium) 是该科目前唯一的属^{[29, 30]}
表观特征		抗酸, 无内生孢子或分生孢子;呈微弯或直形或分支或菌丝体状, 不同菌种在不同生长条件下呈现多形状;菌落光滑或粗糙, 呈乳白色、米色或橙色
分类	生长速度	在适宜条件下, 7 d以内长出肉眼可见单个菌落的为快生长分枝杆菌, 7 d以上长出肉眼可见单个菌落的为慢生长分枝杆菌^[20]
	营养要求	可分为寄生菌、腐生菌和中间类型菌
	色素形成	可分为不产色素型、光照产色型和暗产色型
化学分类特征		细胞壁CW-IV型, 含Meso-DAP;糖型A, 含阿拉伯糖和半乳糖;含碳原子数目为60～90的长链枝菌酸, 磷酸类脂型为P-II型, 主要甲基萘醌为MK-9 (H2)
分子分类特征		DNA (G+C) 含量为61%～71%
典型种		结核分枝杆菌^[31]
典型菌株		H37RV=ATCC 27294
分布		广泛分布于土壤、水和动物;多为致病菌, 可引起人类和动物的结核病, 麻风病和慢性坏死性肉芽肿

1.2 荧光定量PCR (qPCR) 技术

　　 qPCR技术是在PCR反应体系中加入荧光素或在引物末端偶联荧光基团, 利用荧光信号累积实时监测PCR 进程, 最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析, 其特异性强、灵敏度高、定量准确、速度快, 是分子生物学研究中的重要工具^[33,34,35]。

　　 Hussein等^[34]通过种特异性16SrDNA设计引物, 应用qPCR快速定量检测出医院饮用水中的蟾蜍分枝杆菌 (M.xenopi) 、黄分枝杆菌 (M.flavescens) 和戈登分枝杆菌 (M.gordonae) 。qPCR可以被用作评估NTM在水系统总体负荷的一项措施。Radomski等^[36]发现针对atpE基因的qPCR可用于高度特异性检测和精确定量分枝杆菌。

1.3 活细菌PCR技术 (Viable PCR)

　　前述PCR 或 qPCR的主要缺点为无法区分DNA的活细胞或死细胞^[37], 导致错误估计细菌数量^[38]。有研究通过核酸染料 (如叠氮溴化乙锭 (PMA) 、叠氮溴化丙锭 (EMA) ) 进行预处理的PCR/qPCR技术, 选择性监测了饮用水中的分枝杆菌^[39]。发现通过检测热处理、氯处理过的细胞和环境水样 (包括饮用水、温泉水、游泳池水等) , 与qPCR相比, EMA/PMA-qPCR对分枝杆菌的检出率降低^[39,40];由于水中包含活细胞、死细胞以及活的非可培养 (Viable but non-culturable, VBNC) 细胞, 与平板菌落计数相比, EMA/PMA-qPCR检测的细胞总数会多于或等于平板菌落计数法的菌落总数^[41]。EMA/PMA-qPCR的准确性与多种因素相关, 如染料类型及其剂量^[42]、接触时间^[43]、样品特征、靶细胞负荷、水中菌群^[44]、目标微生物^[45]等。

1.4 高通量DNA测序

　　高通量DNA测序可对数百万个核酸片段进行快速同时测序^[46], 揭示了微生物群落多样性, 这为探讨建筑供水系统的微生物生态提供了精确的检测手段。饮用水微生物组学研究方法包括运用16SrRNA基因的通用引物进行DNA扩增后应用高通量测序, 以检测分枝杆菌属在内的微生物群落状态。

　　高通量测序分辨率有限, 宏基因组测序可直接通过DNA提取物片段进行测序, 而无需事先扩增DNA或选择靶基因, 是实现高分辨率鉴定的一种新方法。表2是对上述4种检测方法的实际应用。

2 建筑供水系统中分枝杆菌的存在水平与影响因素

　　为用户终端供水的建筑供水系统包含建筑给水系统和建筑热水系统。由于建筑供水管网非环状布置方式, 造成管道中水的停留时间较长, 管道末梢水 (水龙头处) 的消毒剂含量低, 有利于微生物的形成与生长^[53]。

　　 Taylor和Norton等^[25,54]研究证明, 在建筑供水管网中维持一定浓度的消毒剂后, 会对供水管网的种群产生抑制和筛选作用, 留下管网中的耐氯细菌。Wielen和Hull等^[55,56]证实, 与城市供水系统相比, 建筑供水系统中更易检出条件致病菌。

　　表2分枝杆菌属检测方法的应用

检测分支杆菌属	方法	样品特征	说明	参考文献
/	qPCR	医院水环境	qPCR检测敏感性高、周期短, 与传统检测方法所得结果完全一致	[33]
M.xenopi M.flavescens M.gordonae	qPCR	医院供水系统	qPCR可以被用作评估NTM在水系统总体负荷的一项措施	[34]
Mycobacterium spp.	qPCR	饮用水及环境样品	针对atpE基因的qPCR可用于高度特异性检测和精确定量分枝杆菌	[36]
M.avium subsp. paratuberculosis	qPCR	饮用水系统及生物膜	q-PCR比细菌培养的检测数量高, 检测率低	[47]
M.kansasii M.chelonae M.abscessus	PCR-RELP	环境样品	在PCR-RFLP 基础上研制了线性探针反向杂交法 (INNO-LiPA)	[48, 49]
MAC	多重qPCR	氯和氯胺消毒的饮用水供水系统	/	[50]
M.fortuitum	PMA-qPCR	氯消毒、紫外和臭氧工艺前后水样	PMA-qPCR在确定M. fortuitum的活细菌时更有效	[39]
M.avium subsp. M.abscessus M.chelonae	高通量测序	饮用水	结合NTM rpoB基因的高通量单分子实时测序, 可以鉴定到NTM种、亚种以及部分菌株	[51]
M.avium	高通量测序	城市娱乐用水	高通量测序和qPCR可用于全面检测城市娱乐用水中的细菌病原体多样性和病原体丰度	[52]

2.1 建筑供水系统中分枝杆菌的存在水平

2.1.1 分枝杆菌在建筑给水系统中的存在水平

　　 Briancesco等^[57]从58份水样中分离出42株NTM菌种, 并在所有的饮用水样品中都检测出了NTM, 菌落总数范围为 (1～6) ×10² CFU/L。其中, 泳池水样中检测出的NTM浓度最高。Antonio等^[58]从医院建筑给水系统中检测出MAC、戈登分枝杆菌和蝉分枝杆菌, 表明给水系统中的NTM含量直接导致重症病人呼吸道中标本中NTM的检出。陈超等^[59]研究表明上海市居民生活饮用终端水的分枝杆菌检出率为10.3%。张玲等^[56]采集的北京市6家宾馆的自来水中非结核分枝杆菌的检出率为50%。堪萨斯和戈登分枝杆菌在饮用水中的检出率较高^[20], 需高度重视我国饮用水水质安全问题。

　　非结核分枝杆菌 (NTM) 可能在给水系统中大量繁殖, 目前缺少有效灭活NTM的方法。迄今为止, 国外学者对用户终端水中NTM存在水平的研究比较多, 国内相关研究较少。相比欧洲发达国家, 我国水源普遍受到污染, 微生物指标与国外存在差异, 用水安全仍存在风险^[60]。

2.1.2 分枝杆菌在建筑热水系统中的存在水平

　　澳大利亚学者^[61]通过对18个患者家中淋浴气溶胶进行检测, 发现淋浴热水是导致非结核分枝杆菌疾病的感染源之一。Kusnetsov等^[62]的研究表明, 建筑热水系统末端处检出的非结核分枝杆菌细菌浓度较自来水供水管网更高。在建筑给水系统中, 分枝杆菌细菌浓度为69 CFU/L, 而淋浴用水分枝杆菌细菌浓度为290 CFU/L。张玲等^[60]采集的北京市6家宾馆饭店的淋浴热水中非结核分枝杆菌的检出率为83.3%。而水温、管道材料、细菌与管道壁的粘附力等都可能造成细菌总数的变化。张艺馨^[63]对多种建筑进行采样, 发现宾馆、酒店和住宅的分枝杆菌检出频率较高。

　　热水系统中的分枝杆菌检出率通常高于给水系统, 这与水样温度、余氯以及建筑功能等相关因素有关。我国目前研究有关分枝杆菌存在水平的影响因素仍然较少, 只有掌握分枝杆菌生长条件与影响因素才能制定标准检测方法并提出控制技术。表3分析了近年来国内外不同类型的建筑供水系统的分枝杆菌的存在水平, 其中住宅、宾馆供水系统中的检出率高于医院供水系统。

　　表3建筑供水系统分枝杆菌调查统计

国家 (时间)

M.
Go

M.
Fl

M.
Ka

M.
Ch

M.
Fo

M.
Mu

M.
Rh

M.
Pe

M.
Av

M.
Te

M.
Le

M.
In

样本
数量

样本来源

检出率
/%

说明

德国^[64] (1991)

√

住宅供水

最高检测浓度为4.5×10⁵ CFU/L

墨西哥^[65] (2012)

√

水箱、厨房、淋浴

管网余氯范围为0.6～1 mg/L, pH范围为7.2～7.8

土耳其^[66] (2013)

√

160

医院供水

NTM与水温、pH或游离氯水平之间没有显着相关性

加拿大^[67] (2014)

√

183

医院供水

医院供水系统中的NTM由末端污染造成, 而非来自市政供水

中国^[56] (2014)

√

宾馆供水

意大利^[57] (2014)

√

建筑供水、管网生物膜、泳池

泳池检出浓度最高, 为3.1×10⁴ CFU/L;建筑供水系统可能含有大量死端供水, 导致含NTM生物膜生长

　　注:M. Go代表戈登分枝杆菌 (M. Gordonaege) ;M.Fl代表微黄分枝杆菌 (M. flavescens) ;M. Ka代表堪萨斯分枝杆菌 (M. kansasii) ;M. Ch代表龟分枝杆菌 (M. chelonae) ;M. Fo代表偶发分枝杆菌 (M. fortuitum) ; M. Mu代表产粘液分枝杆菌 (M.mucogenicum) ;M. Rh代表罗得西亚分枝杆菌 (M. rhodesiae) ;M. Pe代表外来分枝杆菌 (M. peregrinum) ;M. Av代表鸟分枝杆菌 (M. avium) ;M. Te代表土分枝杆菌 (M. terrae) ;M. Le代表缓黄分枝杆菌 (M. lentiflavum) ;M. In代表胞内分枝杆菌 (M. intracellulare) 。

2.2 建筑供水系统中分枝杆菌的影响因素

　　国外研究表明温度是影响分枝杆菌生长最重要的因素, 其他主要影响因素包括建筑供水系统中的余氯浓度、营养物质等。

　　温度:在水温较高的夏季 (14.8 ℃) , NTM的检出率明显高于水温较低的冬季 (8.7 ℃) ^[55]。使用生物膜反应器培养鸟分支杆菌 (Mycobacterium avium) , 发现20 ℃时Mycobacterium avium的菌落总数为7 ℃的2～10倍^[68]。然而, Norton等^[54]认为部分分枝杆菌可在50 ℃的水箱中长期存活, 因此热水系统也是分枝杆菌感染的一个重要来源。热水器水温<50 ℃时, NTM的检出率为水温>55 ℃的2倍, 说明NTM容易在<50 ℃水中繁殖^[69], 鸟分支杆菌最佳生长温度为15～45 ℃。

　　余氯:温度的升高导致了建筑热水中的余氯含量降低, 建筑热水系统中余氯的含量明显低于生活给水^[63]。管网中的余氯浓度低有利于分枝杆菌的生长, 因此建筑热水系统中的NTM检测率明显高于给水系统。

　　 pH:生活热水pH范围在7～8^[65], 生活给水pH范围在6.83～7.75^[63], 两种水质条件下pH变化不大, 因此pH对分枝杆菌生长的影响不明显。

　　菌落总数:吴菡^[70]在某大学建筑供水系统中设置了6个采样点, 冷水系统和热水系统取样点各3处, 细菌总数均达标, 冷水样品的细菌总数大于热水样品的细菌总数。然而张艺馨^[63]发现同一栋建筑的生活热水中的样品菌落总数的检测值有可能大幅超过给水系统, 说明在建筑热水系统中微生物滋生情况严重, 水质环境越差, 分枝杆菌越可能被检出。表4为建筑供水中冷水系统和热水系统中细菌总数对比。菌落总数与分枝杆菌之间的相关性需要进一步研究。

　　 表4 建筑给水与热水系统中细菌总数对比^[63,70]

系统	采样点	细菌数/CFU/L
给水系统	实验楼	16 000
	教学楼A	3 960
	教学楼B	10 400
	住宅3	0
	宾馆2	0
热水系统	浴室C	6 000
	浴室D	5 000
	浴室E	7 677
	住宅3	700
	宾馆2	2 300

　　营养物质:目前, 国内外学者在对水质的生物稳定性研究中, 主要选取有机碳控制因子:可生物同化有机碳 (assimilable organic carbon, AOC) 和可生物降解溶解性有机碳 (biodegradable dissolved organic carbon, BDOC) 等;磷控制因子:生物可利用磷 (microbially available phosphorus, MAP) 对水质进行评价。

　　 Falkinham等^[71]研究表明AOC>50 μg/L时, 分枝杆菌可利用残留的有机物作为碳源, 在贫营养的供水管网中生长。通过对美国8个供水系统开展18个月的连续监测后, 对528个水样和55个生物膜样本进行检测与分析, 发现分枝杆菌的浓度与AOC (R²=0.65, P=0.029 ) 和BDOC (R²=0.64, P=-0.031 ) 具有显著的相关关系^[72], AOC表现为分枝杆菌生长的限制性营养因子之一。对芬兰8个地区的16个供水系统的调研结果也表明分枝杆菌与AOC有显著的相关关系^[73]。

　　然而, 当MAP成为细菌生长的限制性营养因子时, 营养物质浓度的增加, 不一定利于分枝杆菌的生长。磷浓度从4.2 μg/L增加到13.8 μg/L时, 供水管网中的HPC大量增加, 分枝杆菌数量则呈现出下降趋势^[68,74]。

　　 Proctor等^[75]研究了家用热水器热水系统的温度、AOC和管材对条件致病菌生长的交互影响, 发现温度是微生物生长最重要的因素, 即当温度维持在53 ℃时, 条件致病菌的浓度达到最低 (低于检测线) ;温度≤45 ℃时, AOC与总细菌数呈较好相关特性。

　　水温升高利于分枝杆菌的生长^[76]。因此, 控制温度、减少饮用水中可生物降解的有机物质、控制腐蚀、维持有效的消毒剂残留可限制鸟型分枝杆菌在管网中的生长。

3 建筑供水系统中分枝杆菌的控制技术

3.1 氯及氯化物消毒技术

　　我国水处理工艺普遍采用液氯作消毒剂, 但是氯消毒剂易挥发、不稳定、维持作用时间相对较短, 相比氯消毒, 氯胺的化学稳定性高^[77,78]。保证管网中的余氯浓度可以有效灭活管网中的微生物, 但如果投加量过高, 会激活水中的氨氧化细菌^[79,80], 余氯浓度过高时会产生卤代消毒副产物^[81,82,83]。

　　 Zhang等^[84]发现当水中余氯>0.5 mg/L时, HPC计数低, AOC浓度维持稳定, 余氯对细菌的抑制作用更为显著;余氯<0.15 mg/L时, AOC与HPC呈正相关, AOC对细菌再生起主要作用。作为一种耐氯性较强的条件致病菌, 从实际管网中分离出来的耐氯性最高的类龟分枝杆菌在自由氯99.9%灭活下的CT值为120 mg·min/L^[85]。Rendon等^[65]在余氯浓度为0.6～1 mg/L时的36个样品中检测出非结核分枝杆菌。

3.2 银离子消毒技术

　　研究表明0.051 mg/L的银离子对建筑热水系统中的细菌总数、异养菌和大肠杆菌均有显著杀灭作用^[86]。水温升高有利于提升银离子的杀菌能力, 且银离子具有很好的持续消毒能力。有关纳米银活性炭^[87]的研究也证实纳米银对微生物有高效杀菌的作用, 具有研究及应用前景。谭晓君等^[88]研究了高导电性缓释银离子纳米银复合纤维膜在终端饮用水消毒的应用, 可灭活>99.99%的细菌。

3.3 热消毒技术

　　高温消毒 (或巴氏灭菌法) 是一种不需要特殊设备而且可以迅速实施的消毒技术。通常需要将热水温度提高到71～77 ℃, 使出口处的温度至少达到65℃^[89], 已达到最好的消毒效果。Falkinham等^[69]在试验中发现, 水温为50 ℃时杀死90%的鸟分枝杆菌细胞所需的时间为1 000 min, 但在55 ℃高温下仅需54 min。但温度过高会引发烫伤和能源浪费问题, 若热水温度升高于60 ℃以上, 会因结垢和腐蚀损害管道系统。

3.4 紫外线消毒技术

　　紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线 (200～280 nm) 破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构, 达到杀菌消毒的效果。紫外线消毒具有广谱高效的杀菌能力, 无二次污染 (消毒副产物) ^[90,91]。但是紫外线无持续杀菌能力, 且对水质要求高, 颗粒物对其消毒效率影响明显^[92]等, 限制了其在给水处理中的广泛应用。目前, 主要采用紫外与氯消毒的组合工艺实现可持续杀菌作用^[93,94]。

　　上述各种水处理消毒技术各有利弊, 银离子具有持续消毒能力, 但经济消耗较大;热消毒虽然灭菌效果良好, 但同时存在烫伤和能源浪费问题;二氧化氯更适合热水中用于控制分枝杆菌;紫外线没有持续杀菌能力。表5对比分析了不同热水消毒系统中NTM检出率。根据水质与管网特征, 研究发现甲基杆菌属可能能够抑制分枝杆菌的生长^[95], 这可能是未来分枝杆菌控制技术的一个新的领域。

　　 表5 不同热水消毒系统中的非结核分枝杆菌检出情况^[96]

消毒技术	建筑物	样品总数/个	NTM+/%	NTM-/%
H₂O₂+Ag	A	30	96.7	3.3
热消毒	B	30	0.0	100.0
二氧化氯消毒	C	30	20.0	80.0
未处理	D	30	70.0	30.0
总计		120	46.7	53.3

　　注:NTM+指检测阳性;NTM-指检测阴性。

4 问题与展望

　　分枝杆菌作为一种新型饮用水中的条件致病菌, 属于耐氯细菌。当余氯较低, 温度较高时, 建筑给水系统中的分枝杆菌加速繁衍, 这对水质监测预警提出了更高的挑战。分枝杆菌在出厂水中的含量低, 但在供水系统中的浓度不断累积, 会对健康产生较大的风险。随着城市老龄人口膨胀、免疫系统疾病患者增多, 新型条件致病菌导致的风险不容忽视。建设供水水质监控网络系统及预警系统, 通过对供水系统全流程水质监控、对突发性水质风险进行准确预警, 是实现城市建筑供水精细化管理的基础, 是保障饮用水安全的举措。

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The existing level and control technologies of mycobacteria in building water supply system

Huang Shengjie Li Weiying Zhang Junpeng Xu Xinyuan Chen Junyu Wang Xiaofang

(College of Environmental Science and Engineering, Tongji University Science and Technology Center, Qingdao Water Group Co., Ltd.)

Abstract: The safety of urban water supply system is a hot topic for scholars all over the world. The building water supply system (BWSS) is the last link of urban water supply so that domestic water quality security is increasingly highlighted. As one of the new opportunistic pathogens, mycobacteria is a kind of dominant strains in chlorine disinfection distribution system, borne with heat anddisinfectant resistances. It can survive in the BWSS for a long time, and causea variety of life-threatening illness by inhalation of aerosols and direct contact. Compared with the drinking water system, mycobacteria is more prolific in the hot water system. Shower water has been proved to be one of the sources of infection that causes non-tuberculous mycobacteria diseases. The threat to human health caused by mycobacteria can't be ignored. The detection method, existing level and influencing factors of mycobacteria in the BWSS were discussed and analyzed. And the related control technologies were summarized, which provided a certain reference for the establishment of water quality security standards for BWSS.

Keywords: Building water supply system; Building hot water system; Mycobacteria; Existing level; Control technologies;

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