冲洗作为军团菌控制措施的有效性评估：水龄、氯胺消毒与高温的协同影响

《Environmental Science & Technology》：Flushing as a Control Measure for Legionella spp.: Impacts of Water Age, Chloramine Disinfection, and Elevated Temperature

本研究通过中试实验系统评估了热水温度（49°C/60°C）、氯胺消毒（1 mg/L Cl2）及管材（铜/PE-Xa）对冲洗（16 L/min×5 min）与淋浴（7 L/min×8 min）控制建筑给水系统中总细菌、军团菌属（Legionella spp.）及 Vermamoeba vermiformis 的效果。结果表明，两种干预均可暂时降低水体中浮游生物量，但总细菌在1–4天内反弹；氯胺虽在数小时内衰减，却能显著抑制军团菌属增殖超过10天。高温冲洗对军团菌的控制效果有限，而冲洗比淋浴更有效清除生物膜中的军团菌。研究强调了定期水流更新与消毒剂残留对抑制军团菌的关键作用。

　　

引言

军团菌属（Legionella spp.）是引发军团菌病和庞蒂亚克热的条件致病菌，其感染发病率在全球呈上升趋势。建筑给水系统中水温适宜（20–50°C）、水流停滞、消毒剂残留不足等因素可促进军团菌在生物膜或原生动物宿主内增殖。冲洗作为常见的控制措施，但其操作参数（如温度、频率）对效果的影响尚缺乏系统评估。

材料与方法

研究采用位于挪威特隆赫姆的中试建筑给水系统，对比铜管与交联聚乙烯（PE-Xa）管在两种热水温度（49°C/60°C）及氯胺（1 mg/L Cl₂）存在与否条件下，高强度冲洗与常规淋浴对微生物的动态影响。水体与生物膜样本通过qPCR定量总细菌（16S rRNA基因）、军团菌属（ssrA基因）、嗜肺军团菌（L. pneumophila，mip基因）和V. vermiformis（18S rRNA基因），并分析氯胺衰减动力学。

结果

1. 1.
   水质参数：氯胺在管道内衰减速率（热水3.76 h^–1，冷水1.16 h^–1）显著高于玻璃瓶对照组（0.01–0.03 h^–1），表明管壁生物膜加速消毒剂消耗。
2. 2.
   微生物动态：无氯胺时，冲洗可使水体中军团菌属暂时降低2 log₁₀，但7天内反弹；氯胺能将抑制时间延长至10天以上。总细菌在1–4天内恢复至停滞期水平（8.8–9.3 log₁₀[copies/L]），且不受消毒剂影响。
3. 3.
   干预方式对比：冲洗与淋浴对水体微生物的即时清除效果无显著差异，但冲洗能更有效减少生物膜中军团菌属（p=0.046）。
4. 4.
   温度与管材效应：60°C热水可延缓军团菌增殖，但无法完全抑制；管材对微生物浓度影响有限，仅PE-Xa管在长期停滞（>3周）后出现军团菌显著再生。

讨论

定期水流更新（如日常淋浴）与消毒剂残留的协同作用比高强度冲洗更能持久控制军团菌风险。氯胺的持久抑菌能力优于游离氯，但可能引发微生物适应性进化。高温（60°C）可延长军团菌增殖滞后期，但需警惕热耐受菌株的选择性增殖。研究为建筑水系统风险管理提供了基于实证的优化策略。