水务新技术 | 新方向！为供水管网开发嗜肺军团菌监测程序
微生物安全是饮用水处理过程中最为重要的指标，直接关乎饮用水安全的保障能力。但是作为前沿的微生物安全关注新热点，当前从联邦层面尚未出台有明确的指导意见，导致供水企业缺少有效的指导性意见。本文介绍的经验，是基于未明确的检测项工作开展尝试性的监测程序开发，帮助“有心”的供水企业提前探索如何有效管理输配系统重的嗜肺军团菌监测工作，对保证供水安全开展了有益的尝试。
美国国家科学与医学院在 2019 年的一份题为《供水系统中军团菌的管理》的报告中建议，供水企业应“在整个公共供水系统中保持消毒剂残留，并通过对代表供水系统的水样进行嗜肺军团菌常规监测来验证处理性能”。该建议的理由是，进入家庭和公共建筑的水应尽可能达到最高的质量水平。目前，联邦法规允许在使用地表水的供水系统中 5% 的样品检测中检测不到残留物，联邦法律也不要求地下水系统在其供水系统中保留任何消毒剂残留物。但是，暂时还没有国家指导方针来帮助供水企业制定供水系统监测计划。随着易于使用的嗜肺军团菌测试方法的出现，供水企业越来越有兴趣了解他们的处理过程是否充分管理了细菌——至少在他们控制的供水系统部分。本文中的建议基于几项在供水系统中监测嗜肺军团菌的研究，旨在帮助供水企业规划和实施自愿的嗜肺军团菌的监测计划。当然，监管机构制定的要求将优先考虑。
项目开发
设定计划目标。图 1 显示了制定嗜肺军团菌监测计划时建议的七个步骤。第一步是确定目标，以便向所有利益相关者传达一致的信息。供水企业启动嗜肺军团菌监测计划的原因多种多样，包括需要更好地了解现有处理过程是否足以控制其输配系统中的军团菌。
供水企业希望确信他们供应的水符合或超过所有州和联邦标准。监测军团菌可以让他们确信他们的处理过程足以控制这种生物。越来越多的公共建筑正在实施水管理计划以控制军团菌和其他机会性病原体，并可能联系他们的供水企业寻求帮助和信息。通过实施嗜肺军团菌监测计划，供水企业可以传达他们的工作的价值，以确保为这些客户提供高质量的水。
确定监测团队和利益相关者
表 1 列出了在制定嗜肺军团菌监测计划时需要考虑的内部（对供水企业而言）和外部利益相关者，其中高层管理人员的承诺至关重要。他们应该认为该计划最符合客户的利益和安全，并能够清楚地说明为什么监测嗜肺军团菌符合供水企业的使命和愿景。
供水企业的法律部门可能会担心在供水企业的供水系统中发现机会性病原体的可能性，因为该部门的职责是保护供水企业免受风险。但是，不了解嗜肺军团菌的风险也会带来一系列问题。有简单的监测方法，可以很容易地实施纠正措施。总体而言，通过识别和处理风险而不是忽略风险，供水企业可以得到更好的保护。
运营主管（处理和分配）应保持一致，并准备在必要时采取纠正措施。在嗜肺军团菌 监测计划之前和期间进行有效的沟通对于这项工作的成功至关重要。水研究基金会的报告《管道系统中机会性病原体的客户信息》（#4664）可以成为一项极好的资源，其中包含为各种利益相关者群体和社交媒体平台准备的材料。
实验室工作人员是嗜肺军团菌监测计划的主要利益相关者；他们将需要资源来完成分析。将人力资源部门纳入其中也是一个好主意，因为所有员工都需要了解监测计划的目标和结果。在某些组织中，这项任务可能由内部沟通来处理。员工是供水企业面向社区的大使，应该熟悉监测工作及其影响。
建议通过正常的组织沟通渠道定期向员工提供最新信息。环境监管机构可能对军团菌监测研究的结果感兴趣，但也担心必须快速解释和/或对研究结果做出反应——监管机构可能不准备这样做。分享监测目标和对阳性检测结果做出反应的指导方针，并确保获得对反应的认可。准备好沟通计划，以防环境监管机构想知道数据将如何报告。
与环境监管机构一样，获得公共卫生机构的支持也很重要；他们可能担心必须解释结果或采取行动保护公众健康。分享响应指南并获得机构的同意。在供水企业进行监测的同时，让公共卫生机构监测社区中的军团病病例将很有用。
将监测计划、公用事业响应和沟通通知该群体有助于建立对供水企业的信任和支持。此外，建议尽早让媒体参与进来。首先邀请他们参观处理厂和实验室（特别是如果他们以前从未这样做过）。没有单一的正确方法来开发嗜肺军团菌监测计划。因为这样的计划是自愿的，所以关键是要满足内部目标。下面介绍了开发监测计划的四种方法：
使用已经获得州政府批准的代表性的输配系统的总大肠菌群规则 (TCR) 采样计划。供水企业已经拥有一个广泛的水质数据库，可以从中评估任何水质偏差。
监测计划可以针对储存设施，因为较长的滞留时间、低周转率和沉积物堆积可以为 嗜肺军团菌的生长提供机会。
监测策略可以针对可能存在脆弱人群的场所，包括医院、疗养院、老年中心等附近的地点。采样还可以针对系统中任何已知的水停滞或已知消毒剂残留物会消散的点。
可以从指定的消毒剂副产品监测位置收集样本，因为这些位置可以更好地代表输配系统中的高水龄。
采样频率将取决于实验室资源的可用性和供水企业对嗜肺军团菌监测计划的目标。但是，样本收集和分析的频率应该足以评估趋势并确定水质随时间的变化。每月或每季度取样可能是合适的；但是，取样可以限制在温水期（>15°C）或在此期间更频繁地取样。
除了评估样品中是否存在嗜肺军团菌外，收集额外的水质数据可以帮助将监测结果置于上下文中（表 2）。收集的数据类型可以与常规总大肠菌群监测相同，也可以为这项特殊研究收集额外的数据。在所有情况下，供水企业都应遵循其既定的程序和质量控制协议进行这些分析。
一旦确定了嗜肺乳杆菌监测计划的范围，就可以编制样品的时间表，并对负责样品收集的人员进行适当的采样方法培训，使用适当的含有硫代硫酸钠的样品瓶。理想情况下，应从专用采样站（直接连接到主干道）采集样本，以避免服务线和内部管道的影响。如果在客户水龙头处采集样本，应使用与 TCR 监测相同的程序（例如，选择合适的水龙头、拆除曝气器、在采集样本前冲洗水龙头 3-5 分钟）。
目前市场上有适合水务实验室使用的嗜肺军团菌检测试剂。IDEXX 的 Legiolert是一种基于培养的检测试剂，可通过培养基的颜色变化检测嗜肺军团菌，并使用样品中微生物的最大可能数 (MPN)（相当于菌落形成单位 (CFU)）进行量化。该检测试剂可在 100 mL 水中检测出 1 个嗜肺军团菌，结果可在 7 天内得出。大量研究发现，Legiolert 检测试剂的表现与传统方法相同或更好，对饮用水和非饮用水中的嗜肺军团菌具有更高的特异性。Legiolert 检测试剂的分析技术与总大肠菌群 Colilert 检测试剂类似，因此水务实验室对该过程很熟悉。
制定响应和沟通计划
传统的水处理方法无法生产出无菌水，即使在最好的供水中也可能偶尔出现低水平的 嗜肺军团菌。因此，制定主动沟通计划非常重要，因为即使在运行良好的系统中也可以检测到嗜肺军团菌。供水企业的既定目标应该是实现输配系统中的嗜肺军团菌为零。为此，系统将强调在整个系统中保持有效的消毒剂残留、适当的维护和基础设施更新。尽管做出了这些努力，但研究表明，即使在正确操作的系统中，偶尔也会检测到低浓度的嗜肺军团菌。
<0.1 CFU 或 MPN 至 1.0/mL。嗜肺军团菌在输配系统中处于这些水平可能是暂时的，重复取样通常为阴性。如果其他常规水质数据和系统运行正常，在这些水平上偶尔检测到嗜肺军团菌可能并不是什么大问题。
>20% 的发生率。发生频率的确定取决于每次监测事件收集的样本数量。假设收集了 10 个样本，如果在任何特定取样事件中有两个以上呈阳性，这将是进行系统评估的机会。
CFU 或 MPN 至 10/mL。嗜肺军团菌在此范围内的水平表明系统中的条件可能有利于生物体的生长。应采取措施纠正任何低消毒剂残留、水停滞或其他可能导致系统中细菌增殖的情况。这是一个通知环境和公共卫生监管机构并进行系统评估的机会。如果发现任何缺陷，则可以进行纠正。
>10 CFU/mL。嗜肺军团菌水平在此范围内表明条件有利于生物体的生长，建议立即采取行动降低细菌水平。应增加消毒剂残留量并冲洗系统的阳性区域，直到达到较高的消毒剂残留量。在咨询环境和公共卫生监管机构后，考虑向公众发出通知。
安全支持测试和报告
在制定了采样、方法、质量保证和质量控制 (QA/QC) 和沟通计划的细节后，最好与监管机构审查和讨论这些计划。一些州的公共卫生部门负责监管水系统；然而，在许多州，环境法规和公共卫生职责属于不同的机构。让两个部门都参与进来，可以一次开会，也可以分别开会。理想情况下，这次会议不是这些机构第一次听说供水企业监测嗜肺军团菌的计划，因为供水企业应该已经通过提前沟通（信函、电话或面对面会议）奠定了基础，说明其监测意图和目标。预计需要通过提供背景信息来教育这些机构，例如供水企业嗜肺军团菌监测计划先前的出版物。
许多公共卫生和环境机构将支持供水企业监测嗜肺军团菌的愿望，但可能对实施该计划以及在供水中检测到该生物后将采取的行动有所顾虑。从利益相关者共同的目标开始，即更好地保护公众健康和更好地为公众服务。概述监测计划、质量保证/质量控制计划以及如何共享和传达结果。
会议的目的是开启对话并征求意见。欢迎提出建设性的想法，但如果任何异议无法解决，则可能需要额外的规划和开发。如果提出异议，请询问利益相关者需要什么来解决这些异议。获得公共卫生和环境监管机构的支持并采纳他们的相关意见。
就监测计划期间将发生哪些沟通达成一致。这可能是供水企业定期向监管机构更新信息，或者只是在达到某些行动水平时提供信息的协议。在与其他利益相关者（例如政治、社区团体、媒体）的任何后续讨论中争取监管机构的支持。
员工是社区中供水公司的形象大使。因此，他们需要了解监测计划的目标并了解水中的军团菌。在之前的案例研究中，有关军团菌检测结果的唯一疑问来自那些想要向邻居和朋友解释该计划的员工。应通过正常的组织沟通渠道定期向员工提供计划更新信息。
应为客户服务代理准备额外的培训和谈话要点，以便他们能够处理日常客户咨询。如果供水企业有面向大型商业、工业和机构 (CII) 客户的外展计划，则该培训可以包括有关客户可以实施的水管理计划的信息，以管理建筑供水系统中的军团菌问题。研究表明，供水企业的外展活动可以促使 CII 客户考虑实施水管理计划，从而在供水企业与其 CII 客户之间建立牢固的伙伴关系。
这些讨论可以采用“告知和建议”的形式，其主要目的是向利益相关者通报监测计划。这种沟通可以从有关水中军团菌的一般信息和实施水管理计划的重要性开始。供水企业需要愿意听取和回应利益相关者表达的担忧；毕竟，这是互动的总体原因。
考虑参与的顺序，在与媒体讨论之前先联系政治、商业和客户倡导者。它向媒体发出有力的声明，表明供水企业、监管机构、政界人士、企业和倡导者一致支持一项自愿、主动的保护公众健康的计划。此外，这样的计划还向建筑业主发出了积极的信息，要求他们解决其场所内的军团菌问题。
进行一轮试点测试并审查结果。完成所有准备工作后，就该实施嗜肺军团菌监测计划了。
订购所有必需品并检查现有材料的有效期，以确保所有材料均可使用。
考虑在几个地点进行采样和分析方法的试运行，以确保采样员和分析员熟悉协议。
确保所有采样地点均可进入，采样水龙头适合细菌采样（例如双手柄、可拆卸曝气器、短颈水龙头）。这对于不属于常规 TCR 采样计划的地点可能尤为重要。在所有情况下，请选择距离水管不太远的采样水龙头，尽管在医院等大型建筑中这可能很困难。提出此建议的原因是为了尽量减少建筑管道生物膜对采样结果的影响。
如果有专用采样站，请选择这些位置以尽量减少建筑管道生物膜对采样结果的影响。如果使用混合采样点，请在数据库中记录这些区别（例如，专用、建筑）。
注意采样点附近的任何建筑或配送系统活动，因为这些活动的干扰可能会使生物膜脱落并影响嗜肺军团菌的结果。
以有助于最终数据分析的方式准备数据表。将单个采样点的所有数据收集到数据表的一行中。避免在数据中使用“小于”或“大于”符号。将未检测结果记录为“0”（零），将“大于”结果记录为最高值。遵循与监管机构商定的沟通计划中制定的嗜肺军团菌报告准则。考虑在当地、地区和国家水行业会议和研讨会上介绍所学知识。分享您在设置和实施监测计划方面的经验将有助于其他水务公司走上同样的道路。这将展示您的供水企业的行业领导地位。
记录更新监测计划的过程。在任何项目中，进行事后研究分析以审查哪些进展顺利、哪些没有奏效以及哪些项目可以做得更好都很重要。审查的领域可以包括规划、沟通、取样、分析、记录和持续改进。此外，应包括操作变化，例如最低消毒剂残留量、水箱周转、冲洗和腐蚀控制，以将学习融入供水企业的日常活动中。
根据嗜肺军团菌监测计划中了解到的新信息更新分布图和数据库。更新消毒剂残留量低或长时间滞留的区域的数据库。这些区域可能计划定期冲洗和/或改善腐蚀控制。如果尚未记录，请更新监测计划，其中包含潜在脆弱人群的信息，包括医院、疗养院、老年中心和其他关键位置。
迈向成功的步骤
尽管建议水务公司定期监测嗜肺军团菌，但关于如何实现这一目标的指导却很少。本文概述了水务公司可以规划和实施此类监测计划的全面流程。该指导基于通过先前研究获得的经验以及来自多个州公共卫生当局的意见。七步流程（图 1）指导供水企业考虑计划目标、关键的内部和外部利益相关者、监测协议和培训、沟通、测试和报告支持、试点测试和计划文档。
目前有针对嗜肺军团菌的商业测试，尽管其中一些测试比其他测试更受第三方实体的评估。在所有情况下，供水企业都需要考虑如何传达计划结果，并征求相关利益相关者对该流程的意见。最后，鼓励制定计划文档并与公众和其他供水企业分享结果，以展示行业领导力并帮助其他水务公司找到制定监测计划的道路。
