本书围绕城市水系统公共卫生安全技术体系的构建,以水源性病原体的微生物特性与水系统分布特征的研究成果为基础,提出城市水系统重大公共卫生事件应急总体策略及示例;从污染源头控制、病毒的过程逐级去除效能保障和终端安全消毒等环节入手,从医疗涉疫污水、城市排水、城市供水、城市水体等方面出发,提出介水病原微生物污染风险控制应急需要考虑的诸多因素和具体防控技术、措施建议、总结相关技术应用于相关城市的成果;分别以武汉市和湖北省的主要水体为对象,开展污水流行病学实证评估与预警,以及不同策略下城市水系统、流域水体的暴露风险评估,并提出调控对策。本书还围绕应对未来公共卫生事件挑战的科学研究、应急能力建设等问题提出建议。
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哈工大博士毕业中国市政工程中南设计研究总院共发表论文47篇,作为通讯作者、第一作者发表论文14篇,其中CSCD核心期刊9篇,出版过3本著作,科研与实际应用联系紧密,科研成果已在火神山应急医院、雷神山应急医院等多项工程生产中实际应用。
目录
第1章 城市水系统与突发公共卫生事件 1
1.1 城市水系统概述 1
1.1.1 城市和城市水系统的范畴 1
1.1.2 城市供水、排水的发展与城市水系统概念的萌芽 4
1.1.3 新时代的挑战与应对 7
1.1.4 新时代城市水系统的架构与特征 12
1.2 国内外水源性突发公共卫生事件应急 16
1.2.1 突发公共卫生事件概述 16
1.2.2 应急处理技术研究进展 18
1.2.3 城市水系统的影响与冲击 19
1.3 本书主要研究内容与技术路线 20
第2章 介水传播病原微生物特性与消杀技术 21
2.1 介水传播病原微生物概况 21
2.1.1 介水传播病原微生物指标 21
2.1.2 介水传播病原微生物的赋存状态与传播途径 22
2.1.3 临床症状 24
2.2 介水传播病原微生物特性:以类SARS冠状病毒为例 25
2.2.1 人冠状病毒特性 25
2.2.2 类SARS冠状病毒存活特性 27
2.2.3 类SARS冠状病毒的涉水病毒载量与传播途径 29
2.3 介水病毒灭杀技术 31
2.3.1 介水病毒的消毒与灭活效果 31
2.3.2 消毒建议指标 35
第3章 介水传播病原微生物在城市水系统中的分布特性 40
3.1 介水传播病原体在城市水系统中的时间和空间分布特性 40
3.1.1 初始调度与衰减 40
3.1.2 时间分布特性 41
3.1.3 空间分布特性 42
3.2 介水传播病原体在医院水系统中的分布特性 43
3.2.1 传染病相关医疗机构和处理设施 43
3.2.2 传染病定点医院的污水系统分布特性 44
3.2.3 方舱医院的污水系统分布特性 44
3.2.4 集中隔离观察点的污水系统分布特性 45
3.2.5 医院系统总体分布 46
3.3 介水传播病原体在市政排水系统中的分布特性 46
3.3.1 排水收集系统 46
3.3.2 污水处理厂 48
3.3.3 再生利用 49
3.4 介水传播病原体在城市生活饮用水系统中的分布特性 49
3.4.1 饮用水水源 49
3.4.2 饮用水处理系统 50
3.4.3 配水系统和二次供水 52
3.5 介水传播病原体在城市水系统污泥系统中的分布特性 52
3.5.1 污泥中的病毒滴度 52
3.5.2 污泥中病毒的存活与释放 53
3.5.3 污泥处理与处置 53
第4章 城市水系统突发公共卫生事件应急总体策略 54
4.1 城市水系统的风险要点和应急管控 54
4.1.1 典型城市水系统概要 54
4.1.2 风险要点与对策 57
4.1.3 应急规定与参考程序要求 58
4.2 武汉城市水系统的总体策略与部署 62
4.2.1 基本原则 63
4.2.2 技术措施和组织措施 65
4.2.3 外部协调与后续工作衔接 67
4.3 城市供水排水系统的应急预案与响应 68
4.3.1 排水系统应急预案与响应 68
4.3.2 供水系统应急预案与响应 73
第5章 医疗污水安全处理技术 77
5.1 医疗污水处理标准体系 77
5.1.1 医疗污水排放主体 77
5.1.2 涉病原体污染的医疗污水相关标准 79
5.2 医疗污水及污泥安全控制指标 82
5.2.1 医疗污水的控制指标 82
5.2.2 医疗机构污泥的控制指标 86
5.3 医疗机构污水常态与应急处理技术 86
5.3.1 污水处理特征 86
5.3.2 规模与水质 89
5.3.3 污水处理 92
5.3.4 污泥处理 95
5.4 典型案例 96
5.4.1 雷神山医院病区污水应急处理 96
5.4.2 火神山医院病区污水应急处理 100
5.4.3 案例分析与总结 103
第6章 城市排水系统与再生利用应急处理技术 105
6.1 城市排水系统与再生利用标准 105
6.1.1 政策法律法规 105
6.1.2 水质标准 105
6.1.3 建设标准 106
6.2 排水系统应急消毒与应急的解除 106
6.2.1 应急消毒和消毒剂管控 107
6.2.2 早期疫情暴发点终末消毒 108
6.2.3 应急消毒的调整与解除 110
6.3 排水系统溢流的生物安全性调控 110
6.3.1 排水系统溢流与生物安全性风险 110
6.3.2 排水系统溢流控制与病原微生物的协同去除 115
6.3.3 应急疏浚与应急调度 117
6.4 污水处理厂安全运行与应急处理 119
6.4.1 水质水量特征与工艺运行调控 119
6.4.2 进水消毒剂影响及污水处理厂消毒效能 122
6.4.3 应急期间武汉市污水处理厂污泥处理与处置 123
6.5 污水再生利用 125
第7章 城市供水系统突发公共卫生事件安全保障技术 129
7.1 供水系统安全保障技术体系与供水目标 129
7.1.1 供水目标与应对风险 129
7.1.2 技术评估方法和供水水质、水量多级屏障体系 130
7.1.3 应急供水的水质水量目标 131
7.1.4 应急供水的水量目标 133
7.2 水源工程安全保障 134
7.2.1 水源工程水质安全保障 134
7.2.2 水源工程水量安全保障 136
7.3 水处理工程安全保障 137
7.3.1 水处理工程水质安全保障 137
7.3.2 水处理工程中的水量安全保障 139
7.4 输配水工程安全保障与应急储备、应急救援 140
7.4.1 输配水管网常态安全保障 140
7.4.2 应急输配供水与救援 142
第8章 城市水体安全保障技术 144
8.1 消毒剂及副产物的迁移与源头控制 144
8.1.1 消毒剂与消毒副产物的迁移路径 144
8.1.2 消毒剂的源头控制 145
8.1.3 消毒副产物的源头控制 147
8.2 应急期间的消毒剂及消毒副产物排放对水体的影响与控制 148
8.2.1 消毒剂与消毒副产物的环境影响与分布特征 148
8.2.2 消毒剂对水体生态的影响 152
8.2.3 城市水体消毒剂与消毒副产物控制对策 154
8.3 城市水体生态修复与维护 156
8.3.1 武汉城市水体基本情况与生态定位 156
8.3.2 城市水体生态系统多稳态理论与受损修复 158
8.3.3 受损城市水体生态修复技术 161
8.3.4 城市水体生态长效治理与维护 165
8.4 武汉市典型水体实证生态监测与影响评价 167
8.4.1 监测方法与采样点布设 167
8.4.2 理化指标 168
8.4.3 浮游生物指标 169
第9章 城市水系统及流域安全动态评估技术与应用 171
9.1 污水流行病学评估方法与预警技术 171
9.1.1 污水流行病学及应用 171
9.1.2 武汉市城市水系统WBE样本采集、处理与检测 175
9.1.3 基于WBE的实证评估与预警 181
9.2 城市水系统风险评估与预警 182
9.2.1 新冠病毒暴露风险定量评估模型 182
9.2.2 城市涉水病毒暴露风险分级和参考安全限值 186
9.3 流域水体暴露风险的模拟分析与安全保障技术 191
9.3.1 流域水体概况和风险分析基础 191
9.3.2 流域水体的用水暴露风险与敏感因子分析 193
9.3.3 模拟压力测试与安全保障 197
第10章 结论与展望 203
10.1 主要结论 203
10.2 主要科学问题及对策 210
10.3 展望 215
参考文献 216