《Journal of Hazardous Materials》:Global Prevalence, Genetic Diversity, and Environmental Fate of Gastroenteric Viruses in Wastewater Treatment System: A Systematic Review and Meta-analysis
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Cornelius Arome Omatola|Ropo Ebenezer Ogunsakin|Sheena Kumari南非德班理工大学水与废水技术研究所,邮政信箱1334,德班4000摘要肠致病病毒是导致儿童腹泻疾病和死亡的主要原因,尤其在发展中国家造成了更为严重的负担。本研
Cornelius Arome Omatola|Ropo Ebenezer Ogunsakin|Sheena Kumari
南非德班理工大学水与废水技术研究所,邮政信箱1334,德班4000
摘要
肠致病病毒是导致儿童腹泻疾病和死亡的主要原因,尤其在发展中国家造成了更为严重的负担。本研究通过元分析及敏感性分析,系统地分析了原始污水和处理后污水中胃肠道病毒的多病原体监测数据,以探讨这些病毒的流行规律、处理后的存活情况、相对活力以及病毒多样性。根据PCR检测结果,全球范围内原始污水中最常见的病毒是人类诺如病毒,其总体检出率为87%(95%置信区间:71-94%),其次是艾可病毒,检出率也为87%(95%置信区间:59-97%)。其后依次为肠道病毒86%(95%置信区间:66-95%)、腺病毒81%(95%置信区间:63-91%)、沙波病毒71%(95%置信区间:35-92%)、星状病毒64%(95%置信区间:32-87%)、轮状病毒62%(95%置信区间:46-76%)以及甲型肝炎病毒37%(95%置信区间:19-60%)。在处理后的污水中,人类腺病毒的检出率最高,估计总体检出率为51%(95%置信区间:11-90%),其次是诺如病毒50%(95%置信区间:18-81%)、肠道病毒34%(95%置信区间:14-63%)、轮状病毒29%(95%置信区间:16-46%)、甲型肝炎病毒21%(95%置信区间:10-37%)、艾可病毒17%(95%置信区间:1-81%),沙波病毒的检出率则仅为2%(95%置信区间:0-9%)。处理后的污水样本中,具有感染性的轮状病毒存活率较高,为29.4%,其次是腺病毒,为68.9%,而肠道病毒的存活率最低,为2.1%。在人类诺如病毒中,GII型病毒的检出率高于GI型,分别为56.5%(2402/4179)和42.5%(1777/4179),其中GII型中的GII.4亚型和GI型中的GI.2亚型分别是各自类型中最为常见的亚型。在轮状病毒中,G3基因型和G2基因型在VP7蛋白株中占主导地位,而P[8]基因型和P[4]基因型则在其他流行的VP4蛋白株中更为常见。这项研究证实,人类诺如病毒、腺病毒、肠道病毒以及艾可病毒在污水处理系统中广泛存在。这些病毒在处理过程中依然能够存活,这凸显了在水质监测、改进污水处理策略以及利用污水监测保障公共卫生方面,将这些病毒作为重要研究对象的必要性。
章节节选
背景
目前,全球有超过20亿人生活在水资源紧张的国家中[1]、[2]。人口数量的不断增加,再加上气候危机的影响,使得水资源日益短缺,这就促使人们寻求将处理后的污水重新用于多种用途,比如农业灌溉、工业生产、娱乐活动以及饮用水制备等[3]、[4]。微生物病原体对水体的污染问题正日益严重
文献检索策略与数据来源
2025年3月,研究人员按照系统评价和元分析的优先报告指南(PRISMA),在SCOPUS、PubMed和Web of Science三个电子数据库中系统地检索了有关污水环境中胃肠道病毒存在情况及其消亡情况的经过同行评审的文章。通过搜索关键词“肠道病毒”AND“检测”OR“流行率”等条件,筛选出了过去二十年(2005-2025年)间发表的相关文章
所选研究概述
通过数据库检索和手工检索,共找到1757篇相关研究,其中707篇为重复研究,970篇与研究主题无关,被排除在外。对于剩余的80篇可能相关的文章,进一步评估了其是否符合研究要求,又排除了33篇,排除原因包括无法获取定量数据、数据不全、监测时间过短,以及没有关于原始污水样本中病毒检测的数据。最终有47篇研究符合研究要求
讨论
作为重要的基础设施,污水处理系统通过去除工业和家庭污水中的各种污染物,有效保护了环境质量和公众健康。然而,这些设施本身也可能成为人类胃肠道病毒积累和传播的途径。实际上,污水中胃肠道病毒的存在和数量,直接取决于感染者的病毒排出速率
环境影响
这项研究表明,目前的污水处理方法无法有效去除胃肠道病毒,而且这些病毒在处理后依然能够存活,这一事实凸显了它们作为重要生物污染物的危害性。这些病毒在污水处理系统中持续存在,可能会通过水源性疾病和食物污染等方式,给公众带来直接和间接的健康风险。此外,病毒的存活能力也给相关处理工作带来了挑战
未引用参考文献
[87]、[88]、[89]、[90]、[91]、[92]、[93]、[94]、[95]、[96]
资金支持
本研究得到了南非国家研究基金会(NRF)的支持,相关资助编号为MCR240510218216和RCHDI241030278126。
CRediT作者贡献说明
Cornelius Arome Omatola:论文撰写——审阅与编辑、论文撰写——初稿撰写、验证、方法学、数据整理、概念构建。Sheena Kumari:论文撰写——审阅与编辑、验证、监督、方法学、概念构建。Ropo Ebenezer Ogunsakin:论文撰写——审阅与编辑、验证、软件应用、方法学、正式分析、数据整理。
利益冲突声明
作者声明,他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。