周杰 任光輝 湯義虎 喻鑫玲 李廣平 夏蒙 羅志紅*

我國血吸蟲病主要流行于長江中下游十二個省、直轄市(自治區(qū))，湖南省是我國血吸蟲病流行的重要疫區(qū)之一，控制人畜糞便污染是消除血吸蟲病的關鍵，糞便無害化處理是控制血吸蟲病的重要公共衛(wèi)生措施。2004年以來，湖南省實施了“以控制傳染源為主”的綜合防治策略，尤其是2016年以后洞庭湖區(qū)實施淘汰牛羊等家畜傳染源，血吸蟲病疫情下降到歷史最低時期，但是隨著家畜傳染源得以控制，人群傳染源尤其是重點人群漁船民傳染源在血吸蟲病流行與傳播中的權重將會提升，如何控制漁船民糞便已經成為當前血防工作的重要內容。本文旨在通過介紹一種基于血吸蟲病防控的漁船民糞便無害化衛(wèi)生設施，實現(xiàn)漁船民糞便的無害化處理，為控制與消除漁船民傳染源提供一種實用性工具。

材料與方法

一、無害化衛(wèi)生設施的設計

該套裝置按照國際海事組織海上環(huán)境保護委員會《國際防止船舶造成污染公約》、《修訂的船舶機器處所生活污水防污染設備指南和技術條件》(MEPC159(55)號決議)和中華人民共和國海事局《國內航行海上船舶法定檢驗技術規(guī)則》(2011)、《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則》(2011)、《糞便無害化衛(wèi)生要求》(GB7959-2012)進行設計、生產、檢驗。設計單位由湖南省血吸蟲病防治所與沅江市精一科技機械制造有限公司承擔。

二、實驗室檢測與設備現(xiàn)場檢測

1.蟲卵準備：健康新西蘭大白兔30只，2.5～3.5 kg，雄性，(購自湖南斯萊克實驗動物有限責任公司，日本血吸蟲陽性釘螺購自江蘇省寄生蟲病研究所)。每只兔定量感染1 000～1 200條尾蚴。感染42 d后剖殺10只兔，取肝臟，加適量1.2% NaCl，置DS-1型高速組織搗碎機連續(xù)搗碎制成勻漿液。勻漿液先后過50目、100目、200目分樣篩，收集最后濾液經260目尼龍紗絹集卵，加1.2% NaCl洗滌沉淀，經3～5次反復離心分層并除去肝渣，直至呈現(xiàn)金黃色純凈蟲卵。用1.2% NaCl將蟲卵稀釋成100個/ml，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2.室內分組實驗：調節(jié)室溫至25℃，取10 ml已計數蟲卵液(100個/ml)，復溫30 min。60℃(5、10、15 min)進行加熱殺卵實驗，每個溫度每個時間作10個樣瓶，同時以25℃作平行對照。每隔2 h(共7 h)收集已孵化毛蚴進行鏡下計數，計算每瓶的毛蚴孵化數。

3.設備現(xiàn)場試驗：以陰性牛糞模擬人糞，按重量分50 g、100 g、200 g、400 g四組，每組平行做10份(瓶)，每瓶加入新鮮活成熟蟲卵液10 ml(100個/ml)?；靹蚝髮⑴＜S放入用260孔/25.4 mm尼龍絹包裹并用棉線嚴密捆扎。將糞包投入已調至60℃大型糞污處理器中，計時10 min。取出糞包，尼龍篩過篩，集卵，于25℃光照培養(yǎng)箱孵化。同時，作未處理的對照(洗凈NaCl)和1.2% NaCl對照，每隔2 h(共7 h)收集已孵化毛蚴進行鏡下計數，計算每瓶的毛蚴孵化數。

三、統(tǒng)計與分析

收集所有數據錄入Excel 2007及SPSS 18.0，采用配對t檢驗對實驗結果孵化率進行分析。

結 果

一、流行區(qū)域背景

洞庭湖位于湖南省北部，是典型的湖沼型血吸蟲病流行區(qū)[1,2]，同時也是我國著名的魚米之鄉(xiāng)。洞庭湖現(xiàn)有湖面面積2 740平方公里，魚類113種，每年漁獲量1.5～3萬噸，由于漁業(yè)資源豐富，每年開漁期(7～10月)均聚集了大量的漁民在湖區(qū)從事捕撈作業(yè)，據湖南省畜牧水產局統(tǒng)計，湖區(qū)專業(yè)捕撈漁民有13 344戶、44 982人(其中來自江蘇、山東、安徽、湖北、四川等外省的漁民863戶，3 128人)。漁民由于職業(yè)及生產生活習慣等原因，居住、捕撈均在船上，其血吸蟲病感染率明顯高于當地居民[3]，發(fā)放糞便收容器及在漁民聚集點建立公廁在一定時期內起到了減少污染源的作用，但是由于措施落實過程中存在不方便及不衛(wèi)生的原因，公廁離?？奎c太遠，上岸使用不方便，以及管理缺失，導致公廁形同虛設，漁民依然保持糞便直接入水的習慣(見圖1)，造成洞庭湖區(qū)水域污染嚴重[4,5]。

圖1 洞庭湖漁船民直排廁所

二、無害化衛(wèi)生設施設計原理

1.有機物降解：以好氧菌為主的活性污泥菌在充氧的條件下消解有機物質變成無害的二氧化碳和水。

2.膜組過濾：利用MBR膜生化法的糞便無害化衛(wèi)生設施(生活污水處理器)，因MBR膜的膜孔平均膜孔徑0.20 μm，而血吸蟲蟲卵個體遠遠大于膜的孔徑，故血吸蟲蟲卵都被截流污水處理器內。

3.紫外線及高溫滅殺：采用紫外線照射與高溫將活性污泥排放周期內排放的污水(可能含血吸蟲蟲卵等有害蟲卵)先通過船用多功能生活污水高溫滅菌箱進行高溫滅殺后(60℃，10 min)，再向河湖排放，達到血吸蟲蟲卵等有害蟲卵的零排放標準。

三、糞便無害化處理流程(見圖2)

圖2 糞便無害化處理流程圖

1.糞水、污水有機物降解。在一級曝氣柜內以好氧菌為主的活性污泥菌團形成象棉絮狀帶有粘性的絮體吸附有機物質，在充氧的條件下消解有機物質變成無害的二氧化碳和水，同時活性污泥得到繁殖，在作為菌膠團營養(yǎng)的有機污染物質減少時細菌成饑餓狀態(tài)以致死亡，死亡的細菌就成為附著在活性污泥中的原生物和后生動物的食物被吞噬，糞便污水中95%以上是易消解的有機物質，完全被氧化。

2.過濾消毒清潔。沉淀柜內沉淀后的上清液流入膜柜，為膜組創(chuàng)造了良好的運行條件。膜柜內置有浸沒式膜組，同時也通過曝氣參與生化反應，所以又稱膜生物反應器(MBR)。該設備采用HF-MBR-10-PVDF中空纖維超濾材料(膜孔徑<0.2 μm)，由真空泵抽吸滲過膜的清水，所過濾水再經過紫外線消毒殺菌，就可達到排放標準，排放至舷外，或船上清水艙。所排放的水質達到國際海事組織MEPC.159(55)決議標準：(1)耐熱大腸桿菌排放標準為100/100 ml；(2)懸浮固體總量排放標準為35 mg/L；(3)5天生活需氧量(BOD5)排放標準為25 mg/L；(4)化學需氧量排放標準為125 mg/L；(5)PH值排放標準為6～8.5。

3.污泥高溫滅菌后排放。污泥排放周期視污水水質和負荷而定，一般6～9個月左右排放一次多余污泥是適當的。在正常運行狀態(tài)下，從取樣口用100 ml量筒取出含有懸浮物的液體，靜置半小時后，如沉淀物界面超過60%時，此時應將污泥放至舷外或排入船廠提供的溢流柜。所有污泥排放前進入高溫滅菌箱，采用60℃加熱10 min滅殺大腸桿菌及血吸蟲卵等寄生蟲卵，再進行排放。

四、無害化衛(wèi)生設施設計圖(見圖3～圖5)

五、實驗室檢測結果

在實驗室評價中，60℃(5、10、15 min)加熱后孵化實驗顯示毛蚴孵化數均為0，對照組的平均孵化數為434.0±76.1，對照組與實驗組采用配對樣本t檢驗進行比較，差異有統(tǒng)計學意義(t=18.01，P均<0.05)(見表1)。血吸蟲卵經過60℃加熱5 min后毛蚴無法孵出。

圖3 船用無害化衛(wèi)生設施(帶MBR膜、紫外滅菌箱)系統(tǒng)設計圖

圖4 船用無害化衛(wèi)生設施(帶高溫滅殺蟲卵箱)坐便器設計圖

圖5 漁船民糞便無害化衛(wèi)生設施外觀

六、設備現(xiàn)場評價結果

現(xiàn)場評價中，采用了溫度計對高溫滅殺設備進行現(xiàn)場水溫測定，所測水溫穩(wěn)定后浮動在(60±1)℃，符合產品溫度設計。在設備中，對不同蟲卵負荷糞便采用了60℃，10 min加熱后，所取出的糞包經25℃光照培養(yǎng)箱孵化7 h后均未發(fā)現(xiàn)有毛蚴孵出，而對照組孵化平均數為489.4±91.7，按照配對t檢驗進行分析，差異有統(tǒng)計學意義(t=16.841，P均<0.05)(見表2)，說明設備現(xiàn)場應用水溫穩(wěn)定，設備滅殺血吸蟲卵達到了預期效果。

表1 實驗室中60℃下不同加熱時間毛蚴孵化情況與室溫毛蚴孵化情況對比表

注：t=18.01，P<0.05

表2 現(xiàn)場設備測試中不同蟲卵負荷糞便毛蚴情況與常溫孵化情況對比表

注：t=16.841，P<0.05

討 論

血吸蟲病是一種人畜共患疾病，是嚴重危害人民身體健康、影響與制約社會經濟發(fā)展的重大傳染病，主要流行于全球76個國家和地區(qū)，在我國流行已有2100多年的歷史[6,7]。經過60多年的努力，我國血防工作取得了巨大的成就[8]。特別是近十年實施“以控制傳染源為主”的綜合防治策略以后，血吸蟲病流行范圍也大幅度縮小，疫情進一步減輕[9]，2015年全國達到血吸蟲病傳播控制標準。但是我國感染人群和高危人群的數量并沒有減少，仍面臨嚴峻的疫情反彈風險[10]。據統(tǒng)計，2016年全國尚有血吸蟲病人5.5萬[11]，主要受威脅人群達2.3億人[12]。其中湖南省尚有血吸蟲病患者2萬余人，占全國病人數的36.4%。許多研究證明在湖沼型血吸蟲病流行區(qū)傳染源主要是牛及漁船民，牛及漁船民的糞便管理是控制血吸蟲病流行的關鍵[13～15]，漁船民生產生活方式明顯不同于其他人群，其感染率遠超過血吸蟲病傳播控制標準，是洞庭湖區(qū)血吸蟲病防控的難點及重點[16]。

洞庭湖漁民傳染源的控制始于20世紀70年代，目前針對漁民傳染源的主要的防控措施有健康教育、大規(guī)模人群化療、發(fā)放糞便收容器、建立漁民聚集點公廁所、及捕魚期間發(fā)放防護膏藥等綜合防治措施，但是當前的漁民傳染源的綜合防治措施未能從根本上突破原有的防治模式，很難發(fā)揮出理想的作用[17]。專業(yè)漁民出行困難，且流動性大，難以普及義務教育，整體文化程度低，40%的漁民只有小學及以下文憑。漁民對血防知識的知曉率、血防態(tài)度正確率和血防價值觀正確率均不高[18]。文化程度低已成為制約漁船民提高血吸蟲病防治知識、意識和接受措施的重要因素[4]，發(fā)放糞便收容器及在漁民聚集點建立公廁在一定時期內起到了減少污染源的作用，但是由于措施落實過程中存在不方便及不衛(wèi)生的原因，公廁離停靠點太遠，上岸使用不方便，以及管理缺失，導致公廁形同虛設，漁民依然保持糞便直接入水的習慣，造成洞庭湖區(qū)水域污染嚴重[4,5]。

漁民由于職業(yè)及生產生活習慣等原因，居住、捕撈均在船上，其血吸蟲病感染率明顯高于當地居民[3]，漁船民流動性大，反復感染，化療難以到位，糞便直接排入湖中，污染洲灘，是湖區(qū)血吸蟲病傳播的重要傳染源[19～23]。吳昭武[20]報道1985年洞庭湖流動漁船民感染率為46.1%；蘇業(yè)群[21]等報道，1989年東洞庭湖水系居民的血吸蟲病感染率為21.6%；曾慶仁和李岳生[3,8]報道，2001年東洞庭湖區(qū)專業(yè)漁民血吸蟲病流行情況呈現(xiàn)“三高一低”現(xiàn)象，感染率高(68.9%)、感染度高(Geo-EPG為66.5±4.4)、肝、脾受損率高(58.5%和19.8%)，化療率低(23.3%)。2004年全國血吸蟲病流行病學調查顯示，湖南水上流動人員的血吸蟲感染率為37.3%[6]，2009年周杰報道，洞庭湖區(qū)重點區(qū)域專業(yè)漁民的血吸蟲病感染率仍在40%左右，該結果表明，漁民血吸蟲病感染率依然保持在一個很高的水平[24～27]。另外在洞庭湖沿岸如湘陰、沅江、岳陽樓區(qū)等城鎮(zhèn)、湖島地區(qū)如青山島、明朗山島等有螺洲灘，無牛羊等敞放家畜，但常是漁船?？考盎顒訄鏊瑵O民是這些洲灘的主要傳染源[17]，漁民在血吸蟲病傳播的作用不可低估，是除了牛等家畜的另一主要傳染源。近年來，洞庭湖漁民這個“特殊困難群體”[28]的生產生活問題引起了湖南省委省政府的高度重視，2008年開始，省政府撥專款籌建漁民定居點，鼓勵漁民上岸、轉產，并實行洞庭湖休漁期制度，這些舉措對于保護洞庭湖生態(tài)環(huán)境，保護漁業(yè)資源，改善漁民生存狀態(tài)，減輕湖州糞便污染，控制人群感染均起到了一定的積極作用[29]。另外，最近幾年農村合作醫(yī)療的普及與晚期血吸蟲病項目救助的開展，對于減輕漁民經濟負擔及提高其治療血吸蟲病的積極性起到了一定的效果，加上三峽建壩運行后，洞庭湖水位持續(xù)偏低，水淹洲灘時間推遲，退水時間偏早，對釘螺生態(tài)及漁民血吸蟲感染機會均產生影響[30]，自2010年起，我省漁船民血吸蟲病感染率出現(xiàn)了一定程度的下降，但湖區(qū)漁船民仍然是湖南省血吸蟲病重要傳染源，隨著洞庭湖區(qū)環(huán)境保護封洲禁牧與家畜傳染源的淘汰，湖南省漁民在洞庭湖區(qū)的血吸蟲病傳播中作用將可能上升[16]。

此次研發(fā)的基于血吸蟲病防控中漁船民糞便無害化衛(wèi)生設施，經過實驗室驗證、現(xiàn)場實驗設備驗證的方法進行評估，結果顯示：所研發(fā)的漁船民糞便無害化衛(wèi)生設施分別采用降解、過濾、消毒、高溫滅殺的方式殺滅血吸蟲卵具有顯著的效果，實驗室與現(xiàn)場實驗均證明實驗組(60℃，10 min)具有完全滅殺血吸蟲卵的效果，該設備的研發(fā)填補了湖南省乃至全國漁船“廁所革命”的空白，在湖南省及我國漁船民血吸蟲病防控中具有開創(chuàng)性意義，為其他同類行業(yè)衛(wèi)生廁所研發(fā)提供了可借鑒的經驗，對洞庭湖區(qū)乃至長江流域漁船民改廁工作具有推廣應用價值，對控制湖區(qū)血吸蟲病傳染源與推進湖南省消除血吸蟲病進程具有重要意義。