如圖（tú）1所示，製藥廠生產的藥物主要包括人用和獸用（yòng）藥物，通過人和動物的代謝後進入環境水體，帶來一係列的潛在生態環境風險。其中，人用藥物很大一（yī）部分（fèn）是通過醫院汙水（shuǐ）的形（xíng）式進（jìn）入環境水體，具體途徑包括：1）醫院汙水進入市政管網後通過滲漏直接進入環境水體;2）汙水處理廠（WWTPs）傳統的生（shēng）物（wù）處理（lǐ）技術很難完全分解汙水中的某些藥物類汙（wū）染物，尤其是痕量級別（bié）的活性藥物，導致其隨汙水處理廠出水進入環境水體。有研究表明醫院汙（wū）水對全社會藥物等新（xīn）興汙染物的貢獻高達15%～38%。

圖1：藥（yào）物類汙染源的來源和去向

近年來，新興（xìng）汙染物在中國的關（guān）注程（chéng）度日益增加（jiā），各（gè）水（shuǐ）係、流域中新興汙染物檢（jiǎn）出的報道層出不窮（qióng）。***新調查研究顯示，長三角（jiǎo）地（dì）區約40%孕婦尿液中檢（jiǎn）出抗生素，近80%兒童尿液中檢出獸用抗生素，部分檢出抗生素已在臨床中禁用，有可能嚴重損害人體免（miǎn）疫力。國家環境分析（xī）測試中心對北京（jīng）4家醫（yī）院汙水中不同種類和濃度的抗生素藥物殘留進行了測試，建立了針對我國較為常見、消耗量（liàng）較大的12種磺胺、4種喹諾酮、3種四環素以及羅紅黴（méi）素和甲氧苄氨嘧（mì）啶等21種抗生素的分析方法。這21種（zhǒng）抗生素在醫院尾水中均有檢出，質（zhì）量濃度分別（bié）為（wéi）5.9～11.9 μg/L，明顯高於中國河水和海水中的濃度水平。

醫院汙（wū）水水質受其規模大小、醫院類型、住院（yuàn）部、門診部等影響，不同醫院的汙水水質指標可能存在較大差異。醫院汙水綜合水質類似生活汙水，但成分（fèn）比生活汙水更複雜（通常（cháng）含有（yǒu）重金屬、有機溶劑（jì）、消毒劑、放射性同位素等）。因醫院人均排水量較大，其（qí）生化需氧量（BOD）和化學（xué）需氧（yǎng）量（COD）指標一般低於（yú）城市生活汙水，糞大腸菌含量與生活汙水相近。傳染病（bìng）醫院汙水中的病原性微生（shēng）物比綜合性醫院種類更多，數量更高。

醫院汙水不（bú）僅僅帶來（lái）藥（yào）物類汙染物的環境風險，同時也（yě）是病原微生物主要風險來源，尤其是在疫情爆（bào）發的特殊時期，傳染病醫療的病原微生物通過汙水途徑傳染（即糞口傳播（bō））帶來的危害會遠超正常時期。一般情況下，醫院汙（wū）水按組成可分為4類：1）傳染病菌汙水。醫療廢水中的病原微生物主要有：病原性細菌、腸（cháng）道病毒、蠕蟲卵和（hé）原蟲4類;2）一般帶病菌（jun1）汙水。主要是醫療器械的洗滌汙水及腸道病（bìng）菌汙水（shuǐ）;3）放射性廢水。該類廢水含有因醫用（yòng）途徑而產生的放射性元素;4）普通生活汙水，含（hán）醫院廚房、職工（gōng）廁所（suǒ）和（hé）盥（guàn）洗廢（fèi）水等，此類廢水中包含的特（tè）殊汙（wū）染物有藥物（wù）、消毒劑、診斷用（yòng）劑、洗滌劑、納米顆粒及放射性物質等。將未經處理的汙水澆灌於（yú）生食蔬菜（cài）上，會引起傷寒、霍亂、蛔蟲病、阿米巴痢疾、細菌性痢疾。

此外（wài），醫院汙水中常被忽視的汙染物是用（yòng）於X射線觀察的碘製造影劑。如圖2所示，醫院汙水中的主要成分是造（zào）影劑，包（bāo）括碘普羅胺、碘美普（pǔ）爾和碘必樂等，其濃度達到了（le）醫院汙水出水汙染物的98.677%，其餘成分主要為藥物類汙（wū）染物，占比較大的包括止痛/消（xiāo）炎（yán）藥物、抗生素（sù）和酶抑製劑等。

圖2：醫院汙水（shuǐ）中汙染物種類及比例（lì）

碘化物（wù）造影劑具有很強極性，在水溶液中（zhōng）穩定性強，是汙水中可吸附（fù）有機（jī）鹵素（AOX）的主要（yào）來源，AOX在天然水體中很難被降解。有研究表明，去除水中的碘化物造影劑主要有生物降解法和***氧化技術（shù）法，處理汙水中的痕量碘化物造影依（yī）然還有很大的研究空間。在（zài）汙水處理過程中，碘化物（wù）造影劑易與消毒劑產（chǎn）生副產物，如碘代三鹵甲烷（iodo-THM）和碘酸消毒副產物（iodo-DBPs），這兩類副（fù）產（chǎn）物對哺乳動物具有很高的遺傳毒性和細胞毒性。其中，醫（yī）院用量***多的碘普羅胺和碘美（měi）普爾等造影（yǐng）劑通過***氧化技術處理後亦難得到有效降解（jiě），其降解（jiě）中間產物極其複雜（zá）。鈷活化過一硫酸鹽（Co/PMS）係統對碘美普（pǔ）爾（ěr）的降解主要通過脫碘、脫氫反應（yīng）、酰（xiān）胺水解、氨基氧（yǎng）化、羥基取代、烷基（jī）芳香族酰（xiān）胺轉化為芳香族氨基甲酰、脫水、氧化伯醇生成羧酸（suān）鹽等8個途徑。由此可見，在醫院治療活（huó）動中使用量（liàng）較大（dà）的造影劑是醫院（yuàn）汙水（shuǐ）中（zhōng）的主要成分，而且造影劑結構非常穩（wěn）定（dìng），屬（shǔ）於難降解有機汙染物（wù），在（zài）一般的醫院汙水處理係統（tǒng）中基本無法去除（chú）。因此，亟需（xū）開發***的選擇性吸附或降解技術對醫院汙水中含量***高的造影劑類汙（wū）染物進行有效處理。

發達國家對醫院汙水的深度處理技術和工藝（yì）已有廣泛（fàn）研究（jiū）。如圖3所示，Kovalova等對瑞（ruì）士Baden鎮醫（yī）院（346個床位，水量為240 m3/d）進行水質分析（xī）和連續一年的中試處理研究。從該醫院汙水中定性定量分析到56種藥物、10種代謝（xiè）產物和2種防腐劑（jì），其中，抗（kàng）生素環丙沙星濃度高達32 μg/L（比市政汙水中的濃度高約70倍），X射線造影劑的濃度高達（dá）約2 600 μg/L（比市政汙水（shuǐ）中的濃度（dù）高（gāo）數百倍），造影劑含量（liàng）達到汙水中汙染（rǎn）物總量的約80%。中試研究采用（yòng）膜生物反應器（MBR）工藝（平板膜、汙（wū）泥濃度2 g/L，泥齡30～50 d，DO為1～5 mg/L），經過連續一（yī）年的（de）運行和研究，發現汙水中僅有16種藥物的去除（chú）率達到80%，並且總（zǒng）藥物和代（dài）謝（xiè）產物的去除率僅為22%。即傳統的生物法對醫（yī）院汙水的藥物類汙染物（wù）降解能力非常有限（xiàn），研究發現MBR出水中95%的汙染物（wù）為碘化物造影（yǐng）劑。在此基礎上對比研究了O3、O3/H2O2、PAC、UV/TiO2等技術對MBR出水的（de）深（shēn）度處理效果。增加後（hòu）續臭氧化深度處理，醫（yī）院汙水中藥物和（hé）代謝物（wù）的去除能夠達（dá）到90%以上，但其對造影劑的深度處理效率仍然較差（去除效率僅能達到約60%）。因此，迫切需要開發經濟***的醫院（yuàn）汙水深度處理技術，如以強氧（yǎng）化（huà）性自由（yóu）基攻擊為核心的***氧化技術（類（lèi）芬頓技（jì）術、催化臭氧技術等）。

圖3：瑞士（shì）Baden鎮醫院汙水（shuǐ）處理工藝及概（gài）況

在PILLS項目的背景下，2011年7月建成的德國瑪麗安醫院汙水處理廠（醫院有1 200名職工，每年病人約7.5萬人（rén），汙水量約200 m3/d）是歐洲***個重點關注（zhù）醫院汙（wū）水（shuǐ）中（zhōng）微汙染物去除的汙水處理廠。采用了“膜生物反應器+催（cuī）化臭（chòu）氧+粉末活性炭吸附”（MBR+O3+PAC）的組合處理工藝，其中，催化臭氧和粉（fěn）末活性炭是作（zuò）為（wéi）物理化學深度處理單元（yuán），重點深度去除汙水中的藥物類汙染（rǎn）物。該（gāi）工程（chéng）項目的實施，對於去除醫院汙水中的藥物類汙染物具有重要意義和推廣（guǎng）價值。

雖然，歐洲在醫院汙水中藥物類（lèi）汙染物深（shēn）度處理（lǐ）方麵做（zuò）了大量工作，但並未重點關注（zhù）醫（yī）院汙水中病原微（wēi）生物的有效消殺處（chù）理（lǐ）。尤其遇到重大疫情特殊時（shí）期，殺滅醫院汙水中的病原微生物是首要任務，防止病原微生物通過（guò）汙水途徑傳染（即糞口傳播（bō））能夠有效（xiào）地（dì）控製疫情的發展速度。因此，開發醫院汙水中典型藥物和病原微生物同步消（xiāo）毒降（jiàng）解深度處理技術是未來研究的一個重要方向。

長期以來，醫院汙水處理一直是（shì）中國水汙染防治工作（zuò）的薄弱環節，處理水平整體較低。但中國也在醫院（yuàn）汙水處（chù）理方麵逐步（bù）進行了新的嚐試，如針對傳（chuán）染病通過（guò）汙（wū）水傳播已經建（jiàn）立了三級防護體（tǐ）係（xì）：1）病房內病人的排泄物進行消毒處理（lǐ）後，再與其他廢物一起，進入醫院危險廢物處理體係;2）在各級醫院，特別是傳染病醫院均（jun1）建立（lì）了醫院（yuàn）汙水（shuǐ）處理係統;3）醫院汙水由城市下水道（dào）進入城市汙水處（chù）理（lǐ）廠，城市汙水處理廠根據標準（zhǔn）均設（shè）置（zhì）了不同類型的消毒設施。根據《醫院汙水處理工程技術規範》（HJ 2029—2013）的設計要求，醫（yī）院汙水（shuǐ）處理設施根據傳染病醫院和非傳染（rǎn）病醫院汙水性質的（de）不同（tóng）可分為兩類工藝流程（chéng）。一般常規的工藝流程包括格柵（shān）、調節池、水解池、生化（huà）反應處理池、二沉池和（hé）消（xiāo）毒池等。但隨著目（mù）前對出水水質要求的不斷提高，特別是針對醫院汙水中藥物殘留、耐藥病原微生物等的同步去除需求，後端（duān）的（de）深（shēn）度處理工藝顯得（dé）尤為重要。開發具備同（tóng）步降解藥物類汙染物和殺滅病原微（wēi）生物的（de）深度（dù）處理技術和裝備能夠滿足出水（shuǐ）水質要（yào）求不斷提高的需求，特別是（shì）以***氧化為基礎的深度處理（lǐ）技術，是未（wèi）來醫院汙水處理科研工作研究的重點方向。

醫院汙水處理係統中***重要的工（gōng）藝（yì）是消毒池。在處理醫院汙水（shuǐ）中比（bǐ）較常用的消毒技術主要包括氯製劑消毒、臭氧消毒和紫外消毒3種，3種（zhǒng）方式各有利弊。目前，在廢水消毒領域應用得***多的消毒方式仍然（rán）是（shì）氯製劑消毒，主要采用的氯製劑為液氯、二氧化氯和次氯酸鈉3種。以消毒效果***佳為目標，可以按以下順序確定消毒方式：臭氧消毒>二氧化氯消毒>液氯（lǜ）消毒>次氯酸鹽消毒。如以（yǐ）時間進度和操作方便為目標，則（zé）可以按以下順序確（què）定消毒方式：次氯酸鈉消（xiāo）毒>液氯（lǜ）消毒>二氧化氯消毒>臭氧消毒。但近年來由於消毒耐受菌（jun1）的出現，以及上述消毒工藝對原蟲（chóng）類（lèi）致（zhì）病微生物殺滅效果欠（qiàn）佳，逐漸開發出了一係列組合（hé）式消毒工藝用於醫院汙水的（de）消毒（dú）。目前，研究較多的主要包括超聲紫外聯合消毒技術、超（chāo）聲臭氧聯合消毒技術和紫外過硫酸鹽聯合消（xiāo）毒技（jì）術。其中，由於紫外過硫酸鹽聯合消毒技（jì）術能夠產生具有強（qiáng）氧化性的羥基自由基和（hé）硫酸根自由基，在殺（shā）滅病原微生物方麵有著（zhe）良好的發展前途。當過硫酸鹽與紫外連用時，可以對致病菌孢子實現***滅活。此外，異相催（cuī）化（huà）劑的使用也能提高過硫酸鹽同步殺菌和去除（chú）汙染物的能力。

液氯能夠有效殺菌，但是殺（shā）滅病毒效果（guǒ）較差（chà）具有持續消毒作用，工藝簡單，技術成熟，操作（zuò）簡單產生三致氯化物，處理水有氯味，處理出水有氯味，氯（lǜ）氣腐（fǔ）蝕性強遠離人口聚居區的規模較大的醫院汙水處理係統次氯（lǜ）酸鈉（nà）能夠有效殺菌，但是殺滅病毒效果較差無（wú）毒，運行管理無危險性 產生三致（zhì）氯化物，使（shǐ）出（chū）水pH升高規模小於300床的經濟欠發達地區醫院汙水處理係統二氧化氯較Cl2殺菌效果好不產（chǎn）生有機氯化物，投加方便，不（bú）受pH影響運行管理（lǐ）有一定的危險性，隻能就地產生和（hé）使用，操作管理要（yào）求高適用於各種規模醫院汙水的消毒處理，管理水平（píng）要求較高臭氧殺菌和殺（shā）滅病毒的效果都很好有強氧化能力，接觸時間短（duǎn），不產生有機氯（lǜ）化（huà）物，不受pH影響運行管理有一定的危險性，操作複雜，電能消耗大，基建投資大，運行成（chéng）本高傳染病醫院汙水優先采用臭氧消毒，處理出水再生回用（yòng）或排（pái）入水體對水（shuǐ）體和環境（jìng）造成不良影響時應***臭氧消毒紫外線效果好（hǎo），但對但對懸浮物濃度要求無有害殘餘物質，操作（zuò）簡單，運行管理和維修費用低電耗大，對處理水的水質要求（qiú）較高，無後續殺（shā）菌（jun1）作用特（tè）殊（shū）條件下可采用紫（zǐ）外消毒方式過硫酸鹽氧化性強，殺菌和殺滅病毒（dú）效果較好投（tóu）加方（fāng）式（shì）靈活，用量少，無殘餘，可結合紫外或（huò）催化劑提高消毒效果成本高，使出水pH降低大型醫院或對餘氯要求較高的醫院汙水處理係統此外，不同的消毒方式對（duì）醫院汙（wū）水中的細菌（jun1）與病毒產生的效果也有所差別。液氯、二氧化氯、漂白粉、次氯酸鈉等消（xiāo）毒劑較為常用（yòng），也有少（shǎo）數醫院汙水采用臭氧、紫外線等消毒方（fāng）式。二氧化氯與病（bìng）原（yuán）體接觸時，會先吸附在細胞壁（bì）上，再透過細胞壁（bì），通過氧化還原反應使得胞內氨基酸分解而（ér）被（bèi）破（pò）壞，使（shǐ）蛋白質變性，從而達到滅菌（jun1）的目的。臭氧可以通過吸附在細菌璧表麵，擴散到胞內，再通過（guò）氧化胞內物質的方式達（dá）到殺菌的效果，因臭氧的氧化性僅次於（yú）氟氣（qì）和羥基自由基，其消毒效果優於二氧化氯，對生命力較強的病原體（tǐ）（如病毒）有更好的滅活作用。革（gé）蘭氏陽性菌較革蘭氏陰性菌具有（yǒu）更厚而致密細胞壁，因此，當化學（xué）消（xiāo）毒劑通過細胞（bāo）壁擴散作用滅菌時，革蘭氏陽性菌具有更強（qiáng）的抵抗性，需要更大的劑量或（huò）者（zhě）更長的時間。紫外線消毒與化學消毒的原理不同，主要是通過紫外光子（zǐ）產生的（de）輻（fú）射達到殺菌效果（guǒ）。細菌的核酸物質對紫外波（bō）段有特別強的吸收，紫外光可以直接裂解細菌核酸，從而（ér）使（shǐ）細（xì）菌失活。

武漢火神山和雷神山醫院作為疫情特殊時期專門收治確診新冠病毒肺炎患者的定點醫院（yuàn），其廢水（shuǐ）處（chù）理設施和技術也具有更高要求，以充（chōng）分保證出（chū）水水質達標和新冠病（bìng）毒的殺滅。火（huǒ）神山和雷神山醫院的汙水處理（lǐ）工藝較為（wéi）相似。以雷神山為例，雷（léi）神山醫院汙（wū）水來源複雜（zá），含有活性藥物（wù）、化學藥劑（如造影劑等（děng））、新冠（guàn）病毒（dú）、細菌及（jí）常規有機（jī）汙染物等。院區（qū）汙水經專用管網收（shōu）集後（hòu），需經過預消毒池、化糞池、提升泵站、調節（jiē）池、移動床生物膜（mó）工藝消毒（MBBR）池（chí）、***混凝沉澱池和折流消毒池7道嚴格的處理工序。其核心工序為折（shé）流消毒池，消毒工（gōng）藝中除加大投藥量外，還將停留時間從《醫療機構水汙染物排放標準》（GB 18466—2005）中規（guī）定的1.5 h提升到（dào）4.5～5 h，確保新（xīn）冠病毒的***滅活。再者，預消毒和折流消毒的兩級強化消毒措施（shī），也能保障新冠病毒和其（qí）他致病微生物的***殺滅。此外，MBBR池不同於傳統（tǒng）的MBR工藝，該反應池通（tōng）過向（xiàng）生化反應（yīng）器中（zhōng）投加（jiā）一（yī）定量的懸浮載體，可有效增加池中微生物（好氧、兼性好氧和（hé）厭氧菌（jun1））的生物量和種（zhǒng）群（qún）豐度，從而提高反應器的處理效率，實現多種（zhǒng）有機物和活性（xìng）藥物的有效去除。此外，火神（shén）山醫（yī）院病區汙水處理構築物按兩組並聯（lián）設計（jì）。每組處理（lǐ）規模為40 m3/h，兩組並聯設計處（chù）理水量為80 m3/h，***高日（rì）汙水處理（lǐ）量（liàng）為1 920 m3/d[37]。武漢火神山和雷神山醫院汙（wū）水（shuǐ）處理按照傳染病醫院的相關標準，要求出水達到《醫療機構水汙染物排（pái）放標準》（GB 18466—2005）中傳染病醫院的相關規定（dìng），腸道致病菌、腸道病毒（dú）、結核杆菌等病（bìng）原體不得檢出，才（cái）能排入市政管網，汙水處理過程中產生的（de）汙泥經濃縮脫水後由危（wēi）廢處理（lǐ）公司集中處理。