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单词 环境病毒学
释义

【环境病毒学】
 

拼译:environmental virology
 

研究病毒病原体在其宿主外的行为信息及对人类的危害,探讨通过现代技术建立病毒性疾病防治方法的一门学科。作为自然生态系统中的一个组成部分的环境病毒,不仅严重危害人类健康,而且影响农牧渔业的发展。为了人道主义和经济目的,需要控制病原,同时防止通过环境渠道的播散使病毒再循环。

1955年底,印度新德里流行水源性病毒性肝炎,3万人发病,其中73人死亡。1965年,美国俄亥俄州对“水传播病毒”进行专题讨论,包括建立定量检测水中低浓度病毒的方法、再利用废水中病毒的持续存在、传染性肝炎的检测等内容。1974年,在墨西哥城召开了水病毒的国际会议,提出制定饮用水和其它水中病毒含量标准的建议。1979年,世界卫生组织(WHO)针对环境病毒发表一项声明,指出水、废水和土壤中的病毒对暴露人群的危害,就其在公共卫生中的重要性作出估价。此外,还提供在不同场合下判别疫区并做深入研究的病毒检测技术。1983年,伯格(G.Berg)等系统地提出去除水中病毒的处理方法和应用消毒剂对水内病毒进行灭活。1987年,瑟曼(R.B.Thurman)通过改良土壤提高病毒去除力,从而有效地防止地下水的病毒污染。

病毒从宿主排入自然环境,经空气、水、土壤和食品等天然媒介物广泛地传播着。由于工业发展和人口的骤增,水环境受到严重污染。污水中病毒的含量取决于人群的结构、社会经济条件、污水的处理程度、稀释水量的大小、排出病毒的数量和性质及季节的变化等因素。地表水的病毒污染程度主要与承受的污水量和受纳水体稀释能力有关。由于含有病毒污水和地表水的渗透,使地下水也受到污染,而且病毒可随水的流动在土壤中迁移。通常的自来水净化工艺对杀灭细菌是有效的,但对去除或灭活病毒效果不佳。病毒的稳定性对其在宿主间的转移是一个重要的参数。病毒能在聚集状态下进入天然水体,增强其在不利环境压力下的存活能力。在水环境中,病毒对悬浮固体物有亲和性,这些固体物可是泥砂、粘土、矿物、细胞碎片或有机颗粒物质。病毒与固体物的结合使病毒在天然水体中存活更长时间,还可沉降并在沉积物中积累。未经处理的人粪尿和其他废料施于土地或污水灌溉土地,在给土地提供有价值养料和水分的同时,也使土壤携带上病毒。病毒在土壤中的归宿取决于吸附病毒土壤的类型、湿度、孔隙饱和度、可溶性有机物、酸碱度和病毒类型。环境病毒进入动植物体内或吸附其表面,在食品加工过程中通过各种媒介污染食品,食品便为病毒存续提供一个良好的栖身所。水产养殖体系中使用处理不当的污水造成病毒从水转移到食品上。由于水生贝类的滤食特性,使病毒得到浓缩和积聚。病毒还可通过食物链向更高级营养水平转移。在人类活动、废水流动和污水灌溉等过程中,病毒依附在飞沫和滴核的表面或存在于其中,形成病毒气溶胶、悬浮于空气中。气溶胶中的病毒含量比水环境中的高100倍以上,病毒的存活受温度、太阳辐射和相对湿度的影响。另外,风速控制着病毒气溶胶的转移。

污水处理有3个程序:过滤、除渣和初级沉降的一级物理处理;细菌、真菌、藻类、蠕虫和昆虫幼体的混合物对污水的二级生物处理。其中氧化塘法是利用温度、日光辐射等物理因素和能与病毒相互作用的藻类等生物因素协同作用使病毒灭活。活性污泥法是由微生物细胞、有机碎片和无机碎片构成活性污泥絮团吸附和包埋病毒的,这是减少病毒的有效生物方法,但不能将病毒灭活。三级理化处理是按水的使用目的采用一系列不同的步骤和方法,在水软化中,石灰-苏打粉工艺通过将病毒吸附在氢氧化镁絮团上将之去除;在饮用水澄清过程中,利用凝结剂和助凝剂破坏水中胶体颗粒的稳定性,使其相互附聚而沉降,这种凝结-沉降是去除病毒的有效方法。饮用水的消毒多用氯,然而现代监测技术发现,氯不能充分将水中的病毒灭活,故采用氯处理后再用强的杀病毒剂臭氧处理的工艺对水消毒。消除污泥中病毒的办法有:厌氧消化法,灭活病毒的数量依赖于温度、pH和氨浓度等因素;石灰稳定化法,石灰可提高污泥的pH值,使肠道病毒易被灭活;污泥干燥法,由脱水引起病毒核酸的释放和灭活;污泥堆肥法,这是一个嗜热与好气的生物降解和稳定化的过程,可使病毒有效地灭活。预防食品被病毒污染,可通过卫生管理机构采取适当措施、减轻海产养殖业的水污染和安全的食品加工方式和过程来实现。

环境病毒的检测程序一般经过采样、浓缩和鉴定3个步骤。达哈林(D.R.Dahling)研究环境病毒样品的加工和运输时发现,水样中加入MgCl2,通过病毒吸附滤器时用牛肉汁洗提可获得较高的病毒回收率。在洗提过程中采用防沫措施可减少泡沫和提高病毒回收率。戈耶尔(S.M.Goyal)对从污泥中分离人肠道病毒的方法进行系统的研究,认为微孔膜滤器吸附-洗脱病毒的方法适合浓缩大容量水中病毒;生物絮凝法、粘土和无机盐沉淀物吸附法以及脱水法适合小水量中病毒的浓缩,样品浓缩后需进行纯化,然后对环境中的病毒进行诊断和鉴定。食品中病毒的检测需要用低H+浓度甘氨酸缓冲液漂洗、过滤,除去干扰病毒分析的食品中的固体物,澄清液经超滤或超离后,将浓缩液用于病毒学试验。

为了检测环境样品中的病毒,需要发展浓缩技术和快速试验程序。目前所使用的方法既复杂又耗时而且费用相当昂贵。因此,学者们寻找能够证明病毒存在的最有效的指示物,通过前瞻性流行病学的调查寻找指示物的水平与疾病之间的相互作用。但是,除了病毒本身外,尚没有理想的指示物。此外,还没有制定出适合应用于水、土壤、污泥和食品中的病毒标准,现仅有这方面的建议指标。要建立环境病毒标准就要发展环境样品中病毒的简易、有效、廉价和快速的检测技术。此外,抗病毒化学疗法研究领域在扩大,人们致力于寻找出高效、无毒性的化学药物以消除环境中传播的病毒,同时还从生物学方面控制环境病毒。

【参考文献】:

1 Gerba C P,et al. Methods in Environmental Virology, 1982,1 ~ 9

2 Berg G,Viral Pollution of the Environment, 1983,51 ~ 95

3 Dahling D R. Appl &. Environ Microbiol. ,1984,47:1273~ 1276

4 Goyal S M. Appl &. Environ Microbiol. ,1984,48:531 ~ 538

5 Thurman R B. J Environ Sci Health A. ,1987,22:369~388

6 Bitton G. Introduction to Enviromental Virology. ,1980, 273~289

7 宋长征,生物学通报,1991,6:14~15

(山东医学科学院宋长征助理研究员撰)

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