污水中病毒监测背景

新冠病毒疫情已发展成“全球性大流行病”，严重威胁人类健康和社会经济发展，且近日国内部分城市疫情出现反弹现象，众多地区无症状感染者数量增加，可见防控形势具有长期性和复杂性。

至今为止，临床病毒筛查是疫情预警防控的主要手段，但是基于临床检测的预警是在已出现病例之后再对其居住社区及密切接触人员开展流行病学回溯，考虑到新冠病毒3-14天潜伏期和出现明显症状之后再去医院诊断的时间，这种预警方式具有一定的滞后性，所以当下迫切需要更多的监测途径作为疫情监测预警的补充，从而有效阻断病毒传播、降低疫情发生的损失。

污水中病毒监测意义

据《科学通报》报道，2021年6月份香港大学张彤教授团队在一栋未出现确诊者大楼的多份污水样本中检测出新冠病毒，此举为社区公共卫生防控监测提供早期预警信息, 亦成为采取后续防疫措施的重要依据；武汉疫情期间，湖北省环科院等在武汉疫区医院化粪池上层泥水和污水处理设施污泥样品中检出了病毒核酸；广州疾控中心的流行病学调查证明了粪便排泄物是新冠病毒传播的重要载体；清华大学也在北京新发地疫情暴发之前的小红门污水处理厂进水中检出了病毒核酸；国外同样已有多家研究机构在疫情爆发伊始或爆发前就在市政污水中检出新冠病毒。

由此可见，通过监测城镇污水厂进水中新冠病毒的丰度变化可以及时反映出污水处理厂服务区域人群的病毒感染情况。而且，城镇污水厂能够覆盖大部分人群，与基于临床检测的病毒预警相比，基于污水中新冠病毒监测的疫情预警覆盖面更广，时效性更强，经济社会成本更低，这对于公共部门开展防疫工作有重要意义。

1. 污水中病毒富集方法现状

由于水环境中病毒浓度较低，且病毒个体小(直径约为 50-300nm)，难于直接检测，需要经过浓缩富集等前处理后方可检出。目前，常用于水环境中病毒的富集方法主要包括过滤法、吸附法、离心法和混凝法，但在日常监测应用中，富集的成本和富集效率是更为重要的影响因素，这导致部分方法推广受限，同时，鉴于大多数病毒的致病性，如何减少检测人员与样本的高频接触，尽可能用实验室分析仪器操作代替人工操作，形成更为简单安全的富集检测流程，也是需要着重考虑的问题。

基于此种现状，中国科学院生态环境研究中心与北京华科仪通过开展深入合作，根据铝盐混凝沉淀法，结合 qPCR检测技术，建立了一种可靠、经济、便捷的病毒富集及检测方法，现已纳入WS/T 799—2022《污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》。

引自WS/T 799—2022《污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》

污水中病毒富集仪介绍

中国科学院生态环境研究中心与北京华科仪联合推出多通道水中病毒富集仪，可用于疾控中心、供水系统、环境监测、第三方检测、应急监测等领域，具有以下四大优势：

(1) 高通量处理：仪器为多通道设备，可同时处理4份样品，单次使用可处理≤16份样品，同时，自动化程度高，能实现自动连续加样，加药、搅拌混匀、调节pH、药剂不足提醒等功能，后续实验操作配合离心机、水浴锅、自动核酸提取仪、实时荧光定量核酸扩增检测(qPCR)，即可形成完整的高通量水中病毒富集浓缩检测系统，大大提升了检测效率。

(2) 防护措施完善：仪器能形成一个封闭的空间，各个功能区域都配有紫外灯照射，实验结束后可打开进行病毒灭活，进出样瓶和反应容器均有密闭处理设计，同时仪器能自动冲洗消毒相关管道及容器，在避免交叉污染的同时，最大程度降低对操作人员和环境的感染风险。

(3) 富集成本低：由于仪器基于的方法原理是通过形成絮凝体包裹病毒的同时，利用静电作用将带正电荷的铝盐离子与带负电荷的病毒吸附在一起，耗材成本低，并且该方法受样品浊度的影响小，无需多次富集，所以该方法极大地降低了富集的成本。

(4) 富集种类多：仪器可富集病毒种类主要包括：新冠病毒（SARS-CoV-2）、诺如病毒（NV）、脊髓灰质炎病毒( PV)、猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、轮状病毒(PoRV)、禽流感病毒(AIV)、猪细小病毒(PPV)、猪圆环病毒(PCV)、非洲猪瘟病毒(ASFV)等其它病毒。