智慧化生态环境保护在重大疫情防控中的应用

2023-08-23杜娟，陈阳，邓磊，刘珂

皮革制作与环保科技 2023年14期

杜娟，陈阳，邓磊，刘珂

（四川幼儿师范高等专科学校，四川绵阳 621010）

引言

随着我国经济的快速发展，人民经济状况和生活水平显著提升，幸福指数和获得感不断增强，但也时刻面临着各种不确定因素的考验，如突发公共卫生事件。近年来，我国先后经历了“非典”疫情、甲型H1N1流感疫情、禽流感疫情和新型冠状病毒肺炎疫情等多次重点重大疫情。此类重大疫情不仅给我国经济发展和社会稳定带来了严重影响和巨大挑战，也严重危害了人体健康和生命安全。

1 生态环境保护在重大疫情中的工作成效

生态环境保护是生态文明建设的基础性工作和重要支撑，也是坚守疫情防控的“最后一道防线”[1]。重大传染病疫情的爆发给我国生态环境保护工作提出了巨大挑战，生态环境主管部门主动作为，严格落实生态环境监测与监管职责，重点围绕医疗废弃物收集、转运与无害化处置、城镇污水处理厂达标排放、城市生活垃圾安全处理、生活饮用水源地安全和环境应急处置等开展了大量卓有成效的工作，确保疫情期间生态环境质量良好，避免医疗废弃物和医疗废水等引起二次感染，同时适时公开相关数据及结果，保证居民的知情权。

1.1 医疗废弃物收集、转运与无害化处置

医疗废物属于危险废物，包括感染性废物、损伤性废物、病理性废物、药物性废物和化学性废物等[2]，医疗废物可能含有大量病原微生物和有毒有害物质，危害性大，收集、转运和处置不当会对人体健康和环境造成严重危害[3]。医疗废弃物主要来源包括医院、方舱医院、隔离点和隔离酒店等。“非典”疫情前我国医疗废弃物监管和处置还不够成熟，直接推动了我国医疗废弃物收集、运输、处置和监管逐渐趋于规范化[4]，疫情期间环卫部门分工协作，各地环保部门规范医疗废弃物运送及处置流程，要求医院医疗废物消毒后就近焚烧处理[5]，无焚烧处理设施的单位环保部门尽快协助卫生部门建设医疗废物处理设施或确定临时焚烧处理单位。“非典”疫情后，与医疗废物相关的规范和技术准则不断涌现，处理设施和处理能力不断提升，2008年我国医疗废物的处理能力已达到29.49万吨（见图1）。甲型H1N1流感期间[6]，生态环境保护行政主管部门会同卫生行政主管部门重点督促和指导医疗废物产生单位及处置单位落实医疗废弃物收集、运输及处置相关人员的培训。指导医疗废物处置能力不足的地区，加快建设医疗废物处置设施，可选择送至临近地区医疗废物集中处置设施进行处置，或在本地利用备选设施处置。2010年我国医疗废物处理能力增长了33.22万吨（图1）。新冠肺炎疫情期间我国医疗废弃物收集、转运和处理流程已相当规范，生态环境部门[7]要求全国所有医疗机构及设施环境监管和服务100%全覆盖，医疗废物、废水及时有效收集转运和处理处置100%全落实。截至2021年，我国医疗废物的处理能力达到153.3万吨，医疗废物处置设施数量达到389个。

图1 2008-2021年我国医疗废弃物处置量及处置设施量

1.2 医疗废水及污水处理厂达标排放

重大疫情期间医疗废水主要来源于医院、隔离医院和方舱医院等，其中含有大量细菌、病毒、寄生虫、消毒剂和化学物质等，处理不当极易引起大面积二次传染。“非典”疫情期间我国废水处理体系不完善，根据建设统计年鉴数据，2003年全国城市污水处理厂仅612座，污水日处理能力4 252万立方米，污水处理率仅为42.39%（见图2），医疗废水处理率更低，处理设施和管理制度无法完全满足防疫要求[8]。环境保护部要求无医疗废水处理设施或废水处理能力达不到要求的医院[5]，补建污水处理罐（箱），采取加氯、过氧乙酸等杀菌灭毒措施，加氯消毒的医院必须使用加氯机，确保医疗废水不会成为二次传染源。“非典”疫情后我国医疗废水处理能力及相关技术规范与标准均得到了较好完善，并加快建设污水处理设施，大幅提升污水处理水平和能力。

图2 2001-2021年全国污水处理数量及污水处理率

甲流疫情期间[9]环境保护部加强对医院污水处理设施的监督和检查。禽流感疫情期间环境保护部监督畜禽养殖单位做好畜禽尸体、粪便等废弃物和废水的处置工作，严防畜禽尸体、粪便和废水等污染水体。

经过多年的发展，我国处理设施相当规范，2021年我国城市污水处理厂数量达到2 827座，较2003年增长了3.6倍，污水处理率达到了97.89%，污水日处理能力20 767.22万立方米，日处理能力较2003年增长了3.9倍，同时各大污水处理厂均建有智慧化自动监测设备，实现了污水实时监测与监管。新冠肺炎疫情期间，我国对医疗废水形成三道防线，分别是源头控制，传染病医院（病房）达标排放和城镇污水处理厂集中处置达标后消毒排放[10]，病房内的污、废水首先全部收集到医院的污水处理设施进行初处理，从源头做好防控，各级医院针对传染病房建设专门医疗废水污水处理设施，医院污水处理达到标准后再通过城镇污水管网进入污水处理厂，处理废水需经紫外线消毒、加氯或过氧乙酸等消毒[11]，水质满足排放标准后才能外排。疫情期间生态环境主管部门注重医疗废水和城镇污水收集、处理、消毒等关键环节的监督管理，特别是进水和出水水质的余氯指标，各污水处理厂新增余氯自动监测设备，监测数据实时上传。另外，生态环境监测部门也定期对污水处理厂出水余氯的含量进行监测，实现手工监测和自动监测多重守护，确保余氯达标排放。

1.3 饮用水源地水质安全

新冠肺炎疫情病毒主要通过气溶胶传播，也有研究发现污水[12]、患者粪便、尿液中存在新冠病毒，说明可能存在粪-口等传播途径。城镇污水处理厂包括医疗废水均按现有废水处理技术规范达标后排入河流，达标后的水体汇入河流后流向多为下游城市的饮用水源地，这给我国饮用水源地保护和水质安全带来巨大挑战。目前，现行污水处理技术规范仅对部分指标进行监测，未强制性要求对特定病毒进行分析，可能存在病毒经污水进入市政管网，再通过污水处理厂最终回到水环境的潜在传播与暴露途径。另外，新冠肺炎疫情期间，污水处理厂为了保证消毒效果和出水水质达标，定点医院和污水处理厂均过量使用了含氯消毒剂，余氯不仅影响受纳水体，而且可能影响地表水和地下水的水环境质量。

新冠肺炎疫情防控期间，饮用水源地的潜在风险包括污水处理厂处置后达标排放的废水及疫情防控喷洒的消毒剂[14]。目前饮用水源地基本建设有智慧化监测系统，包括水质自动监测站和取水口自动视频监控系统。生态环境主管部门要求各地疫情期间[11]做好水质监测，确保饮用水水源不受污染，在饮用水水源地常规监测的基础上，增加余氯和生物毒性等自动监测指标，若出现异常需及时开展加密监测，并开展排查，消除影响。通过自动监测数据显示，新冠肺炎疫情期间各饮用水源地水环境质量良好，未受影响。

1.4 城市生活垃圾安全处置

新冠肺炎疫情期间为避免病毒大面积扩散和感染，城市可采用全城静态管控或部分区域动态封控（管控）措施，封控区域内人们多居家办公或生活，大面积居家生活会引起生活垃圾中塑料、餐厨垃圾产生量骤增。同时，封控区域多存在确诊病例或密切接触者，产生的生活垃圾可能携带、传播或扩散病毒[15]。已有研究表明新冠病毒在塑料、气溶胶和纸板等环境介质中均具有较强的生存能力[16]，被病毒污染的物体表面在环境介质中可能存在病毒隐匿传播及交叉传染的次生风险[17]。全城静态管控会对城市生活垃圾的收集和转运造成影响，疫情期间各社区或小区均定期加大了对生活垃圾临时堆放点、垃圾堆积点和卫生死角的消毒力度，特别是小区垃圾堆积点，同时每日实现小区垃圾堆积点日产日清。另外，为防止疫情扩散，武汉市潜在病毒性/病毒性垃圾由专人、专车、直收、直运系统，运输至生活垃圾焚烧厂处理[18]。上海市要求居家隔离民众产生的防疫品直接与生活垃圾消毒装袋，由专人负责收集并即时焚烧处理[19]。

1.5 环境应急处置及监测工作

我国已经建成较为完整的智慧化生态环境监测网络，包括水质自动监测和环境空气自动监测，实时为我国环境质量提供数据支撑。重大疫情期间除因疫情防控需要导致交通出行不便的地区外，各级生态环境部门均协调做好空气、地表水环境质量自动监测运维保障工作，充分发挥自动站监测数据的应急预警作用，确保疫情防控期间的环境质量安全。各地优化自动监测网络监测模式，减轻疫情防控对自动站点的影响，发挥监测网络的预警作用。将饮用水水源地环境质量作为重点进行监控，增加余氯和生物毒性等疫情特征指标[20]。

2 生态环保智慧化的构建与应用

经历了反复的疫情影响，科技的重要性更加凸显。我国更加注重数字化建设工作，《国务院关于加强数字政府建设的指导意见》要求，2035年基本建成智能精准、公平普惠的数字政府。为全面推动生态环境保护的数字化转型，实现生态环境治理体系和治理能力的现代化水平，我国生态环保工作更加注重推动物联网+、区块链、人工智能、5G通信等新技术的应用，实现污染物治理可测、可见、可管和可控。

2.1 完善和丰富现代化生态环境监测体系

《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》中明确，要建立健全基于现代感知技术和大数据技术的生态环境监测网络，优化监测站网络布局，实现环境质量、生态质量、污染源监测全覆盖。污染源方面，各城镇污水处理厂、焚烧发电厂已建立了智慧化自动监测体系，监测数据实时联网并传输，焚烧发电厂数据也对公众发布。生态环境质量方面，生态环境部《关于推进生态环境监测体系与监测能力现代化的若干意见》明确3～5年基本建成陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测网络。目前地面监测、卫星遥感、无人机航拍和垂直探测等构成的“天-地-空”一体化监测体系已基本形成，各种监测手段能相互补充，相互佐证，准确提供环境质量信息，支撑政府决策。同时，为了满足日益丰富的监测需求，需要不断丰富和完善生态环境监测指标，尤其是新冠肺炎疫情后，余氯、粪大肠菌群等自动监测指标需不断补充和加强。随着物联网、大数据和人工智能等技术的不断应用，我国生态环境监测逐渐向智慧监测发展，今后需面向更加灵敏、快速和准确的智能化、自动化和小型化监测仪器设备，监测精度方面趋于痕量和超痕量分析。污染源方面，需大力开发应用如智能一体化污水净化系统、移动式医疗废物处置设施，当出现重大传染病疫情时能够更精准、更快速响应，实现污染物就地无害化处置。

2.2 构建智慧化应用平台，开展大数据分析

“十四五”生态环境监测规划要求，推进大数据、人工智能等新技术的深度应用，提升网络感知能力和智慧分析能力。按照“闭环管理、定点定向、全程追溯”的原则，加快推进医疗废物信息化体系建设工作，充分利用互联网+、5G等新型技术建设医疗废物信息化平台，覆盖医疗机构、医疗废物集中贮存点和医疗废物集中处置单位，将产生医疗废物的点位、类别和数量、收集及处理等基本信息进行全流程信息化监控，建立医疗废弃物全生命周期监管制度，充分利用二维码等信息化技术手段，实现医疗废物的分类收集、转移及处理全过程跟踪和监管。同时要实时上传医疗废物处置状态，通过人工智能、大数据等进行动态分析，便于突发疫情下医疗废物处置动态管控和处置能力的合理调配，避免部分地区医疗废物处置设施超负荷、高负荷运行。城镇污水处理厂自动监测数据和焚烧发电厂自动监测数据目前已实时上传，实现了信息化监管，并建设了大数据综合分析平台，可以通过大数据分析模型，对物联网采集的监测数据进行整合利用并实现动态管控。

2.3 构建环境应急处置信息化平台，快速高效响应

目前，生态环保系统都是独立成体系，仪器设备和人才资源为本地服务，而部分应急设备或试剂耗材长期不用会造成浪费，若不备应急时又无法开展工作。为保证资源和人才的合理调配和调度，建立环境应急处置信息化平台，将各地生态环境应急监测设备和人才等进行备案登记。当出现重大环境应急事故时能实现全局统筹，合理调配资源和人才，保证应急事故能够及时得到制止，减轻环境危害。同时，重大环境应急事故发生后，从接手环境应急事故处置后平台将进行全流程处置过程上传，环境应急事故处理结束后经汇总、梳理和总结，最终形成案例汇编，当再次出现相似污染事件时，可提供应急事故处置依据和案例。通过建立严格的环境监测与管理体系，可以在出现重大污染事故时，能高效地与其他部门联动工作。