2025, Vol. 46
2. 农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191;
3. 南开大学医学院, 天津 300071;
4. 南京大学环境学院, 污染控制与资源化国家重点实验室, 南京 210093
2. Agro-Environmental Protection Institute, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Tianjin 300191, China;
3. School of Medicine, Nankai University, Tianjin 300071, China;
4. State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210093, China
腹泻是一种死亡率较高的疾病, 每年导致约1 300万人死亡[1]. 我国是病毒性腹泻疾病高发的国家之一[2]. 然而, 目前对控制腹泻疾病的发生及明确临床上患者携带的病毒种类, 仍然需要深入研究. 介水病毒是病毒传播的重要组成部分, 是疫情防控中的重要角色, 也是次生环境风险及流行病传播的重要因素[3]. 据报道, 市政污水1mL含有1030个病毒[4]. 介水病毒的传播途径主要是通过粪-口途径传播[5 ~ 7]. 污水中的介水病毒检出率高, 具有传染性强、流行范围广且致死剂量低的特点[8, 9]. 国内外研究表明, 污水中的病毒流行规律可以用来指示当地人群的健康水平[10 ~ 12].
目前, 水环境中肠道病毒的检测大多局限于传统的细胞培养法, 但该方法培养周期长, 容易受到污染, 并且仅可检测出病毒的活寄主细胞, 覆盖范围有限[13, 14]；而荧光定量PCR方法可不依赖于病毒的活寄主细胞, 对于评估复杂污水环境中的腹泻病毒而言, 是一种较为有效的手段, 检测灵敏度高, 且覆盖范围广, 可从基因水平反映出目标腹泻病毒的真实赋存情况[9, 15]. 值得一提的是, 临床上检测到的病毒信息也非常有限, 因其只能检测到就诊于医院的患者, 而一些隐性携带病毒的人群却无法被发现. 污水作为一个城市生活的产物, 可以反映整个地区的病毒流行病学特征[16]. 现已有研究发现天津地区腹泻病毒临床感染病例频繁发生, 且腹泻病毒的亚型呈现种类多样性特征[17]. 然而, 有关该地区市政污水中腹泻病毒的流行情况仍知之甚少, 尤其是有关市政污水环境中腹泻病毒的多样性、分布和周年变化规律的数据还存在许多空白, 而确定上述信息对于了解和预防环境腹泻病毒的传播是必要和关键的.
鉴于此, 本研究选择了天津市两家大型且常年运行稳定的市政污水厂作为全年重点监测对象, 开展了市政污水环境腹泻病毒的筛查, 选择了7种典型的腹泻病毒作为研究对象, 采用荧光定量PCR方法对它们在污水中的分布特征进行全面评估, 以揭示天津市污水中腹泻病毒的流行规律. 同时, 结合环境理化指标和临床病例进行相关性分析, 以指明污水可以用于评估病毒的潜在健康风险, 以期为了解天津市污水病毒的赋存情况以及该地区流行性腹泻疾病的预警提供理论基础.
1 材料与方法 1.1 监测点位的确定与样品采集本研究选择了天津市两家大型市政污水处理厂A-WWTP和B-WWTP作为固定监测点, 其中A-WWTP采用A2O工艺流程, 日处理污水量50万t, 覆盖人口300万；而B-WWTP采用活性污泥法, 日处理量30万t, 覆盖人口87万. 在每月份的月初和月中进行取样, 将两家市政污水厂的进水口作为每月固定采样点, 进行全年的监测工作. 在采样过程中, 每次收集2 L水样（经过24 h的采集）, 并采取低温运输方式将样品送至实验室进行后续处理；在取样时, 采用水质检测仪进行现场监测, 记录每个污水样本的理化参数, 包括pH、水温、溶解氧、氧化还原电位、可溶性固体颗粒物、盐度和电导率等.
1.2 污水病毒浓缩方法将采集的1 L污水样本经过以下步骤进行处理. 首先, 将样本于低温4℃, 5 000 r·min-1的条件下进行离心10 min, 以去除杂质；接着, 取上清液, 通过使用5 μm的尼龙滤膜（Millipore公司, 美国）进行过滤, 去除较大颗粒杂质；然后, 采用直径45 mm的0.8 μm和0.45 μm的聚碳酸酯滤膜（Millipore公司, 美国）进行逐级过滤, 正压力为20 kPa, 同时, 向过滤后的样本中加入10% 聚乙二醇（Polyethylene glycol, PEG 8000）和0.25 mol·L-1的氯化钠（NaCl）, 在室温下进行磁力搅拌1 h；随后在4℃以140 r·min-1的转速进行搅拌过夜. 第2 d, 将样本以7 000 r·min-1的转速进行4℃离心30 min, 弃去上清液, 然后加入1mL TRIzol试剂（Thermo Fisher Scientific公司, 美国）进行混匀后, 将样本置于-80℃低温保存. 另一种处理方式是将沉淀用500 μL的磷酸盐缓冲液（PBS, 0.1 mol·L-1）进行均匀混合后, 放置于-80℃低温冰箱中[18].
1.3 病毒核酸提取采用Viral DNA/RNA提取试剂盒（康为世纪生物科技有限公司, 中国）进行病毒核酸的提取. 具体操作如下：将500 μL的浓缩污水在低温条件下溶解后, 加入等体积的氯仿500 μL, 进行涡旋混匀；随后, 在4℃以12 000 r·min-1转速进行离心5 min, 取上清液, 然后吸取200 μL的溶液, 20 μL的蛋白酶k（10 mg·mL-1）加入到吸附柱中. 接下来的步骤遵循Viral DNA/RNA试剂说明书. 提取完成后, 采用NanoDrop 2000微量分光光度计对RNA的浓度及完整性进行测定, 将RNA存放于-80℃, DNA存放于-20℃, 以便后续使用. 病毒提取过程中, 将内参鼠诺如病毒加入到灭活的平行污水（65℃处理30 min）中进行同步提取, 以计算不同样本中病毒的提取回收率. 本研究污水样本鼠诺如病毒提取回收率在55.4%~62.3%范围内.
1.4 荧光定量PCR检测采用已有研究中提供的病毒特异性定量PCR引物进行检测, 引物信息见表 1所示. RNA病毒的逆转录采用PrimeScriptTM RT reagent kit（Takara公司, 日本）试剂盒进行. 首先, 将5 μL RNA逆转录成cDNA, 然后用无菌水对cDNA进行梯度稀释. 接着将10 μL 2× Primer Ex Taq Mix buffer、2 μL模板、1 μL正向引物、1 μL反向引物、0.8 μL探针加入到qPCR反应管中, 再添加适量的无菌水至20 μL. 混匀后, 将混合物分别加入到96孔板中. qPCR反应条件：95℃预变性3 min, 然后进行45个循环, 每个循环包括：94℃变性5 s, 退火55~60℃ 1 min, 72℃延伸30 s, 最后延伸5 min. 在每次反应中, 分别加入阳性对照和阴性对照, 确保试验的准确性.
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表 1 定量PCR检测所采用的引物和探针信息 Table 1 Primers and probes employed in quantitative PCR (qPCR) assays |
1.5 标准曲线制备
在不同种类的阳性腹泻病毒样本中分别加入相应的腹泻病毒qPCR引物, 每个反应中添加2 μL的正、反向引物和12.5 μL的Taq PCR mix预混液（2×, 含蓝染料）（上海生工生物工程有限公司, 中国）进行PCR扩增. 扩增参数及反应温度等条件如表 1所示. 扩增后的目的基因片段通过琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒（天根生物科技有限公司, 中国）进行切胶回收, 具体步骤参考试剂盒说明书；随后, 将纯化的目的基因片段克隆至pClone 007 Blunt Simple Vector Kit载体（擎科生物科技有限公司, 中国）上, 然后将其热激转入感受态E.coli DH5α细胞中, 进行阳性克隆子的筛选. 筛选的抗生素为氨苄青霉素, 浓度为100 mg·mL-1. 挑取单个阳性克隆子接种于氨苄青霉素抗性液体LB培养基中, 于37℃、220 r·min-1振荡培养12 h, 并进行质粒的提取. 最后将提取的质粒送至上海生工生物有限责任公司进行一代测序. 测序结束后, 分析质粒中是否含有目的基因片段, 然后将含有目的片段的质粒逐级稀释为7个梯度, 分别为107~101 copies·L-1. 随后对这些含有目的片段的质粒进行定量, 并绘制标准曲线. 根据Cq值≥35的判断标准, 若Cq值≥35, 则表示污水中腹泻病毒为阴性, 依据Cq值和标准曲线计算腹泻病毒的拷贝数（copies·L-1）.
1.6 统计学分析使用Roche Light Cycler®96软件分析qPCR数据, 使用Microsoft 2019计算每个样本中qPCR的含量. 利用GraphPad Prism v8.0绘制两个市政污水厂中每个月份腹泻病毒含量的变化, 使用SPSS v26计算两个市政污水厂的腹泻病毒浓度是否存在显著差异（采用Mann-Whitney U检验）, 若P < 0.05, 则认为两组之间存在显著差异. 针对病毒与病毒, 病毒与理化指标的相关性分析, 采用Spearman相关性分析（使用corrplot包）, 并使用的R语言版本为R 4.3和RStudio 2022.02.3.
2 结果与讨论 2.1 市政污水中腹泻病毒的总体赋存特征在2021年1~12月期间, 2个污水厂共收集57份污水样本, 通过qPCR检测发现, 在A-WWTP中, 沙坡病毒检出率100%（27/27）, 诺如病毒GII、甲肝病毒和肠病毒的检出率均为92.59%（25/27）, 而腺病毒和星状病毒的检出率均为88.88%（24/27）；轮状病毒检出率是85.19%（23/27）, 而诺如病毒GI的检出率最低, 为48.15%（13/27）. 在B-WWTP中, 甲肝病毒检出率最高, 为100%（30/30）, 其次是腺病毒（96.67%）, 诺如病毒GII和沙坡病毒的检出率均为93.33%（28/30）, 轮状病毒和肠病毒检出率亦高达90%（27/30）, 而星状病毒和诺如病毒GI的检出率偏低, 分别为73.33%（22/30）和56.66%（17/30）. 污水中腹泻病毒的总体含量分布见图 1, 病毒含量呈现腺病毒 > 沙坡病毒 > 诺如病毒 > 甲肝病毒 > 肠病毒 > 星状病毒的趋势. 2个污水厂中轮状病毒的检出率呈现极显著差异（P < 0.001）. Malla等[29]采用多重数字PCR对污水中肠病毒和诺如病毒的检测结果显示, 肠病毒检出率为67%, 诺如病毒GI检出率为56%, 诺如病毒GII的检出率为83%, 其对诺如病毒GII的检出率低于本研究中的诺如病毒GII的检出率, 而本研究的肠病毒的检出率却高于该研究. 一项委内瑞拉的污水流行病调查发现, 腺病毒的检出率为52.7%, 杯状病毒（诺如病毒和沙坡病毒）的检出率为29.1%, 星状病毒和肠病毒的检出率均为1.8%, 而本研究中的污水中腺病毒、杯状病毒及星状病毒的检出率均高于委内瑞拉的污水厂中的相应检出率 [30]. Hoque等[33]对日本污水进行了为期4 a的病毒调查（2019~2022年）, 发现轮状病毒的检出率为63.8%, 星状病毒的检出率为61.1%, 腺病毒的检出率为33.3%, 肠病毒和诺如病毒GI的检出率分别为19.4%和13.9%, 表明了轮状病毒是该地区引起腹泻的主要病毒之一；经对比发现, 本研究中腺病毒的检出率则高于该研究. 综上可知, 不同地域污水中腹泻病毒类型及其发生存在较大差异.
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1和2均为诺如病毒GI, 3和4均为诺如病毒GII, 5和6均为诺如病毒GII, 7和8均为星状病毒, 9和10均为轮状病毒, 11和12均为甲肝病毒, 13和14均为肠病毒, 15和16均为腺病毒；*表示P < 0.05, **表示P < 0.01, ***表示P < 0.001 图 1 两个WWTP污水中7种人类病毒的总含量比较 Fig. 1 Comparison of the total concentrations of seven human viruses in two WWTPs |
2021年间, 两大市政污水厂中腹泻病毒的赋存浓度在不同月份间存在一定差异. 如在A-WWTP中, 诺如病毒GI的含量最高值发生在6月, 为7.19×104 copies·L-1, 而在10月~12月并没有检出. 诺如病毒GII在全年中均有检出, 含量最高值亦出现在7月（6.33×104 copies·L-1）, 而其含量最低值出现在11月1.34×102 copies·L-1）（见图 2）. 一项日本污水病毒流行病学调查发现, 诺如病毒GI的暴发主要集中在夏秋两季, 含量平均值范围为1×105~6.3×105 copies·L-1, 而诺如病毒GII的暴发主要分布在冬春季, 含量平均值范围为3.16×105~ 5.01×106 copies·L-1, 这与本研究中诺如病毒GI的变化趋势相符, 但诺如病毒GII的检出存在差异. 本研究中, 沙坡病毒在每个月均有检出, 其含量平均值范围为9.34×106~2.16×107 copies·L-1, 其中含量最高值发生在10月, 含量最低值出现在11月. 另一项关于沙坡病毒的污水流行病学调查发现, 含量最高值为4.79×106 copies·L-1, 出现在12月, 低于本研究中的含量最高值[31]. 星状病毒的检出率从1~8月呈上升趋势, 含量最高值的检出率出现在9月（7.94×104 copies·L-1）. 一项对济南市污水流行病学的研究发现, 星状病毒检出率为83.3%, 年含量平均值为6.31×104 copies·L-1, 含量最高值发生在9月, 与本研究结果相似[32]. 轮状病毒的检出率在全年中均有发生, 其中12月的检出含量最高, 为9.33×103 copies·L-1, 而5月的检出含量最低, 为3.63×101 copies·L-1. 一项日本污水病毒流行病学调查发现, 轮状病毒的平均检出率为63.8%, 其浓度最高值出现在3~5月, 与本研究结果存在较大的差异, 推测可能是因为不同国家对轮状病毒疫苗接种覆盖度不同所致 [33]. 此外, 董静肖等[34]在2019~2022年对临床上的患儿进行轮状病毒的抗原检测, 发现轮状病毒的检出率具有明显的季节性, 且在春冬季节暴发频繁, 这与本研究的结果一致.
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图 2 两个污水厂进水中7种人类病毒赋存含量的时间变化 Fig. 2 Variation in the concentrations of seven human viruses in influent of two wastewater treatment plants (WWTPs) across different months |
甲肝病毒在不同月份的检出含量存在差异, 其在8月检出含量最高值为1.38×104 copies·L-1, 而11月检出含量值最低, 为1.12×101 copies·L-1. Fantilli等[35]在2017~2020年对阿根廷科尔多瓦市的污水进行甲肝病毒监测, 发现不同年份的检出率亦存在差异, 范围为2.9%~6.5%, 其中2017年8月、9月和12月的检出率最高, 这与本研究的结果基本一致. 本研究发现, 肠病毒在1~6月呈现较低的水平, 而在7~9月呈现增长趋势, 含量最高值为2.51×104 copies·L-1, 主要出现在9月；含量最低值为1.15×101 copies·L-1, 是出现在8月. 另一项中国南方的污水流行病学调查显示, 肠病毒的暴发主要集中在6月和7月, 而在某些年份主要集中在11月和12月, 与本研究的结果不同 [36]. 还有一项研究发现, 在美国的3个不同的污水厂中, 加利福尼亚地区污水肠病毒的含量平均值为1.29×105 copies·L-1, 肯尼亚为2.69×104 copies·L-1, 而弗吉尼亚为1.48×105 copies·L-1, 检出率从8月增加至11月, 其中10月检出浓度最高, 为6.61×106 copies·L-1, 随后在4~6月再次出现峰值, 这表明, 肠病毒的暴发期可能集中在秋季和夏季, 而本研究发现的肠病毒的含量平均值为2.69×103 copies·L-1, 较美国污水中的检出含量低[37]. 腺病毒在全年每个月份均有检出, 其中6月的检出含量最高, 为3.01×107 copies·L-1, 而1~5月呈现出稳定趋势. 一项埃及的污水流行病学调查显示, 腺病毒在进水中的检出率为50%, 含量范围为1.78×103~5.25×105 copies·L-1, 高于本研究中的检出浓度[38]. 综上可知, 不同地区污水中病毒在不同月份的检出存在一定的差异性, 这主要与当地的气候及人群免疫情况密切相关.
2.3 市政污水中腹泻性病毒的季节变化规律根据不同月份划分4个季节：春季（1~3月）；夏季（4~6月）；秋季（7~9月）；冬季（10~12月）. 诺如病毒GI在冬季未检出, 而诺如病毒GII在夏季和秋季的检出阳性率显著高于春季和冬季（P < 0.05）；Shrestha等[39]对日本的一个典型的污水厂进行诺如病毒检测, 发现诺如病毒在秋冬季节检出率高于春夏两个季节, 这与本研究的结论一致. 沙坡病毒的季节性检出率在本研究中没有显著差异, 这与山东济南市的污水中沙坡病毒的季节检出率规律一致[31], 但一项加拿大对儿童胃肠炎患者的粪便中检测结果发现, 沙坡病毒检出率在冬季最高[40].
本研究中星状病毒在秋季的检出率显著高于其他季节（P < 0.05）, 与山东的污水中星状病毒的季节检出率规律一致 [32]. 轮状病毒在4个季节均有检出, 夏季和秋季的分布显著高于春季和冬季（P < 0.05）. 董静肖等[34]对北京市某医院的急性儿童患者的粪便进行轮状病毒检测, 结果显示轮状病毒（RV）的检出率主要在春、冬季节, 与本研究在水环境中病毒检出率一致. 甲肝病毒的检出在4个季节的检出浓度均较低, 但夏秋季节高于春冬季节. 然而, 一项意大利的污水流行病学调查中发现, 甲肝病毒（HAV）的检出率最高在4月、9月和10月, 即春季和秋季检出率较高 [41]；在本研究中肠病毒（EV）发现秋冬季节明显高于春夏季节, 和其他研究的污水中类似, 如法国[42]、中国[43]、美国[37]和肯尼亚[37], 表明肠病毒具有明显的季节性（P < 0.05）. 而腺病毒在4个季节均有检出, 且无显著差异（P > 0.05）, 与前人报道的结果类似[44]（图 3）. 综上, 腹泻病毒在不同的季节的赋存水平存在显著差异, 可能与当地的气候及人口的流动和降雨量等因素有关[39, 45].
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图 3 两个污水厂进水中7种人类病毒含量的季节比较 Fig. 3 Seasonal comparison based on the concentrations of seven human viruses in the influent of two wastewater treatment plants (WWTPs) |
通过病毒与病毒之间的相关性分析可知（图 4）, 在A-WWTP中, 甲肝病毒与诺如病毒GII的检出含量存在显著的正相关（P < 0.05）；诺如病毒GI与诺如病毒GII的检出浓度存在极显著的正相关（P < 0.001）, 而诺如病毒GII与星状病毒的检出含量亦存在显著正相关（P < 0.05）；肠病毒与诺如病毒GI和诺如病毒GII的检出含量则存在显著的负相关（P < 0.05）. 在B-WWTP中, 星状病毒与沙坡病毒的检出含量存在显著的正相关（P < 0.05）；腺病毒与肠病毒的检出存在显著正相关性（P < 0.05）. 一项澳大利亚的污水检测研究发现, 腺病毒与拟杆菌、诺如病毒和拟杆菌的检出含量之间存在显著的正相关性（P < 0.05）[46]. Crank等[47]对意大利的污水病毒进行了检测, 结果显示crAssphage与多瘤病毒（HPyV）的检出浓度呈现正相关性. 以上结果表明, 污水中不同类型的病毒之间存在一定的相关性, 为后期污水流行病学的协同防范预警提供了理论依据[46].
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（a）A-WWTP, （b）B-WWTP；A1为腺病毒, A2为轮状病毒, A3为肠病毒, A4为甲肝病毒, A5为诺如病毒GI, A6为诺如病毒GII, A7为沙坡病毒, A8为星状病毒, B1为诺如病毒GI, B2为诺如病毒GII, B3为沙坡病毒, B4为星状病毒, B5为甲肝病毒, B6为轮状病毒, B7为肠病毒, B8为腺病毒；不同大小的矩形表示病毒与病毒的相关性大小；*表示P < 0.05, **表示P < 0.01, ***表示P < 0.001 图 4 两个污水厂中7种不同腹泻病毒的相关性分析 Fig. 4 Correlation analysis of seven different diarrheal viruses in two wastewater treatment plants (WWTPs) |
污水的理化指标会影响病毒的稳定性、吸附能力及病毒与环境介质的相互作用[48, 49]. 因此, 本研究对两个市政污水厂的所有污水样本中7种主要理化指标进行了检测, 包括水温、溶解氧（DO）、盐度（Salt）、可溶性固体颗粒物（TDS）、酸碱度（pH）、氧化还原电位（ORP）和电导率（COND）. 如图 5所示, 在A-WWTP中, 水温在夏季（8月）达到最高值（25.2℃）；而冬季（1月）达到最低值（12℃）. ρ（DO）在全年的分布范围为0.2~5.7 mg·L-1, Salt在全年的分布范围为638~1 737 ng·L-1, ORP的分布范围为534~640 mV, ρ（TDS）的全年的分布范围在846~2 260 ng·L-1, pH值范围为6.85~8.01. 经过Mann Whitney U检验分析结果显示, A-WWTP与B-WWTP的理化指标没有显著差异（P > 0.05）.
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图 5 两个污水厂的7种理化指标的对比 Fig. 5 Comparison of of seven physiochemical parameters in two wastewater treatment plants (WWTPs) |
本研究通过对7种典型腹泻病毒的每月浓度平均值与全年污水中的理化指标进行相关性分析（见图 6）, 结果显示在A-WWTP中, 诺如病毒GI、星状病毒和诺如病毒GII与水温存在极显著的正相关性（P < 0.01）, 但肠病毒与水温存在极显著负相关性（P < 0.01）. 而在B-WWTP中, pH值与诺如病毒GI的浓度之间存在显著正相关（P < 0.05）, 星状病毒的检出与DO存在极显著负相关性（P < 0.01）；与此同时, 星状病毒的检出与TDS间存在显著负相关（P < 0.01）. 此外, 诺如病毒GI和诺如病毒GII的浓度与ORP之间存在极显著负相关（P < 0.05）. 一项针对2016~2019年的韩国胃肠炎疾病（包括细菌性和病毒性）的检出与气候因素的相关性研究发现, 每个月的空气中的相对湿度与轮状病毒、诺如病毒和流感病毒之间存在显著的负相关[50]. 另一项研究揭示了在污水中肠杆菌噬菌体的含量与平均气温存在显著的正相关性, 表明气温对水环境中的病毒具有重要影响[3]. 本研究也发现诺如病毒、星状病毒与水温的变化之间存在显著相关性（P < 0.05）, 暗示着水温可能会影响腹泻病毒的含量变化. Assis等[45]发现河水的浊度与轮状病毒的检出率之间存在显著正相关性（P < 0.05）, 高浓度的氯与轮状病毒的浓度之间也存在正相关性, 而与pH、溶解氧等理化指标与轮状病毒浓度之间则没有显著相关性（P > 0.05）, 这表明河水中的污染物和理化指标与轮状病毒的浓度存在一定的相关性. 其他研究亦指出, 腺病毒的浓度在季节上与水温、浊度等存在一定的相关性, 在春季和冬季, 水温与腺病毒的检出率之间存在显著的正相关性（P < 0.05）, 而秋季, 浊度与腺病毒的检出率之间存在正相关性（P < 0.05）, 这表明水温和浊度可能是影响腺病毒的检出的重要环境理化因子[51]. 综上所述, 腹泻病毒的检出与环境理化指标间存在一定的相关性, 为污水治理及腹泻病毒流行预警提供了一定理论依据.
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1为沙坡病毒, 2为星状病毒, 3为甲肝病毒, 4为诺如病毒GI, 5为诺如病毒GII, 6为腺病毒, 7为轮状病毒, 8为肠病毒；9为氧化还原电位, 10为水温, 11为pH, 12为溶解氧, 13为电导率, 14为可溶性固体颗粒物, 15盐度；矩形大小表示腹泻病毒与理化指标的相关性大小, * 表示P < 0.05, **表示P < 0.01, ***表示P < 0.001 图 6 两个污水厂中7种人类病毒浓度与理化指标之间的相关性分析 Fig. 6 Correlation analysis between the concentrations of seven human viruses and physiochemical parameters in two wastewater treatment plants (WWTPs) |
市政污水中的腹泻病毒主要来源于临床患者及一些潜在的隐匿携带者. 已有研究证实, 污水中的病毒与临床病例之间存在一定的关联[12, 16, 33]. 如一项有关天津市2008~2009年为期2 a的临床腹泻病例调查显示, 诺如病毒感染在11月出现峰值[52]；而2019~2021年的天津市诺如病毒疫情分析数据显示, 腹泻病毒感染亦在冬春季节高发[53], 这与本研究2021年天津市政污水环境中诺如病毒（NoV GII）的最高检出率出现12月的结果相符, 表明市政污水监测数据可以有效补充临床上腹泻病毒的监测. 此外, 一项关于甲肝病毒的污水流行病学调查研究发现, 污水中甲肝病毒的检出率与临床上调查的甲肝病毒的阳性病例一致[35]. Sovová等[54]对捷克2020~2022年的污水中新冠病毒进行监测亦显示, 污水中的新冠病毒与污水厂覆盖的医院中收集的新冠病毒阳性病例存在显著的正相关性. 综上可知, 污水中的腹泻病毒的检出与临床病例密切相关, 可以通过污水中的病毒的赋存特征评估临床病毒的发生与流行规律.
3 结论本研究对天津市两大典型市政污水厂的污水进行了7种腹泻病毒的全年跟踪监测. 结果显示, 市政污水中腺病毒含量较高, 且其在两个市政污水厂间没有显著差异；而星状病毒、轮状病毒和肠病毒则存在明显的季节性差异. 两个典型市政污水厂中检测腹泻病毒的含量没有明显差异；同时, 发现pH值与诺如病毒（NoV GI）存在显著的正相关性（P < 0.05）, 而溶解氧（DO）与星状病毒存在极显著的负相关（P < 0.01）, 这表明污水病毒的赋存水平与环境因素具有一定关联. 此外, 诺如病毒与肠病毒及星状病毒之间存在显著的正相关性（P < 0.05）；腺病毒与肠病毒间亦呈现正相关性（P < 0.05）, 这表明不同病毒之间也存在一定的相关性. 总体来说, 本文揭示了市政污水中典型腹泻病毒的周年流行规律及其动态变化, 为市政污水的治理及其腹泻病毒流行病预警提供理论依据.
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