冷却塔水军团菌影响因素分析

冷却塔水军团菌影响因素分析

【摘要】 目的 对冷却塔水军团菌污染的影响因素作初步分析，为军团菌防控工作提供依据。 方法 对冷却塔水中军团菌及相对特异的指标水温、pH 、浑浊度、铁等进行检测，并结合场所和季节因素对冷却塔水军团菌污染的影响因素作初步分析。 结果 冷却塔水温较一般自来水高，为（29.20±3.33）℃；pH 偏碱，为7.86±0.35；铁含量为（0.40±0.29）mg/L，浑浊度为（3.85±4.49）度，均超出自来水标准；水温因素对军团菌的影响差异有统计学意义，其优势比为1.288, 即水温每升高1度, 军团菌阳性危险增加1.288倍。 结论 冷却塔军团菌的影响因素复杂多变，从公共卫生防控角度上对冷却塔水军团菌污染的控制最重要的还是从源头上把关。

【关键词】 军团菌 冷却塔 影响因素 预防控制

军团菌是一类水生菌群，属于革兰氏阴性条件致病菌，已发现的有34个菌种，53个血清型，以嗜肺军团菌最常见。近20多年来，军团菌在世界各地被频繁报道。中央空调冷却塔水是军团菌一个特殊的生存环境。国内外几个大城市的调查也表明空调冷却塔水中军团菌的污染相当严重。根据相关文献报道［1］，军团菌生长繁殖的影响因素包括水温、铁含量、pH 和藻类、生物黏泥的存在，本文选择冷却塔水中相对特异的指标水温、pH 、浑浊度、铁等进行检测，并结合场所和季节因素对冷却塔水军团菌污染的影响因素作初步分析。 1 材料和方法

1.1 研究对象 大型公共场所（3星级以上酒店及5 000m2以上商场、展览馆等），广州一、二号线地铁站，医院和其他小型公共场所（3星以下酒店和5 000m2以下商场、展览馆等）的冷却塔48个，分别在春、夏、秋、冬季节进行采样检测。

1.2 检测项目 军团菌、水温、浑浊度、铁、pH 。

1.3 采样方法 使用500ml 无菌玻璃瓶，高温消毒后备用。离冷却塔壁20cm ，水深10cm 处采样1瓶，现场检测冷却塔水温。即时送检，24h 内进行检测。

1.4 检验方法

1.4.1 军团菌培养方法 按照卫生部《卫生部集中空调通风系统卫生规范》附录B“空调系统军团菌的检验分析方法”进行。

1.4.2 理化指标检测 pH ： 采用《GB/T6920-86-玻璃电极法》进行检测。水 温：采用《GB13195-91温度计检测方法》，使用SUMMIT310数显温度计现场检测。浑浊度：按《WS/T206-2001 光散射法》进行检测。铁含量：采用《GB11911-89 火焰原子吸收分光光法》进行检测。

1.5 军团菌评价标准 参照卫生部颁布《公共场所集中空调通风系统规范》：凡水中检出军团菌则判断为阳性。

1.6 数据分析 应用SPSS13.0软件包将获得的数据进行统计分析。

2 结果

2.1 一般情况

2.1.1 军团菌检出情况 调查结果显示：共采集公共场所冷却塔水156宗，阳性结果54宗，阳性率为34.5%，与国内其他地区相近［2,3］。

2.1.2 理化指标情况 结果显示：水温较高，为（29.20±3.33）℃；pH 偏碱，为7.86±0.35；铁含量为（0.40±0.29）mg/L，浑浊度为（3.85±4.49）度，均超出生活饮用水水质（自来水）卫生标准。而且样品之间浑浊度变化很大，这和清洗情况或生物膜的突然脱落有密切关系。详见表1。

表1 冷却塔水的理化指标检测结果（略）

2.2 不同环境状态下军团菌检测结果的比较分析

2.2.1 不同水温状态的比较 将所收集的冷却水温度分为5个区间统计阳性率，然后进行非校正Pearson χ2检验，χ2＝16.186，P ＝0.008

表2 不同水温范围冷却塔水军团菌检测结果（略）

注:χ2＝16.186，P ＝0.008

2.2.2 不同pH 状态的比较 将调查所得pH 值分为3个区间统计阳性率，进行非校正Pearson χ2检验，χ2＝0.908，P ＝0.635>0.05，差异没有统计学意义。可以认为在军团菌生长适宜的偏碱的pH 范围内，pH 的变化与军团菌的阳性率没有呈现相关趋势，详见表3。 表3 不同pH 范围冷却塔水军团菌检测结果（略）

注:χ2＝0.908，P ＝0.635>0.05。

2.2.3 不同浑浊度状态的比较 将浑浊度分为4个区间分别统计阳性率，其范围在25.00%～54.55%之间。阳性率进行似然比χ2检验，χ2＝6.134，P=0.293>0.05，差异没有统计学意义。详见表4。

表4 不同浑浊度范围冷却塔水军团菌检测结果（略）

注:χ2＝6.134，P=0.293>0.05。

2.2.4 不同铁含量状态的比较 将不同铁含量分为4个区间，分别统计军团菌的阳性率，进行似然比χ2检验，χ2＝1.920，P=0.589>0.05，阳性率差异没有统计学意义。详见表5。

表5 不同铁含量范围冷却塔水军团菌检测结果（略）

注:χ2=1.920，P=0.589>0.05。

2.3 各环境因素对军团菌影响的回归分析

2.3.1 各环境因素的单因素分析 用季节、场所、水温、pH 、浑浊度、铁等与冷却塔水军团菌的阳性率进行单因素分析，发现差异有统计学意义的是水温因素。其回归系数是0.188，经Wald χ2检验，χ2=10.831，P=0.001

表6 冷却塔水军团菌影响因素的单因素分析结果（略）

注：*环境因素分析参数赋值说明:X1为场所类型, 其中X1（0）为小型公共场所、X1（1）为医院、X1（2）为地铁、X1（3）为大型公共场所;X2为水温度;X3为pH;X4为浑浊度;X5为铁含量;X6为季节, 其中X6（0）为冬、X6（1）为春、X6（2）为夏、X6（3）为秋。

2.3.2 各环境因素的Logistic 回归分析 应用Logistic 向前逐步回归法进行多因素分析，逐步引入危险因素，筛除混杂因素，变量进入模型的标准为P0.1。结果发现冷却塔水的水温是影响冷却塔水军团菌阳性检出率的主要因素，水温指标的回归系数为0.253，经Wald χ2检验，χ2=5.686，P=0.017

注:*见表6说明。

3 讨论

调查结果表明，冷却塔水虽然由市政自来水供水补充，但经过不断的循环蒸发，水质已发生恶化。表现为：水温较一般自来水高，为（29.20±3.33）℃；pH 偏碱，为7.86±0.35；铁含量为（0.40±0.29）mg/L，浑浊度为（3.85±4.49）度，均超出自来水标准。对可能影响军团菌生长繁殖的主要因素场所、季节、水温、pH 、浑浊度、铁等6个因素分别与军团菌的阳性率进行分类资料的χ2检验和Logistic 回归分析。χ2检验的结果显示：①不同季节冷却塔水军团菌的阳性率有差异，阳性率与季节的温度有关，气温高的季节军团菌的阳性率也随之呈增高趋势；②不同水温范围的军团菌阳性率有差异，水温高军团菌的阳性率也高；③其他指标间，军团菌阳性率没有显著差异，即其他指标对军团菌阳性率没有明显的影响。Logistic 回归分析结果进一步指出：冷却水的水温指标是影响军团菌生长繁殖的最主要因素，在适宜的水温范围内，随着水温的增加，冷却塔水军团菌的阳性检出率增高。另一方面，季节因素所产生的差异影响，最终也是体现在冷却塔水温的变化上：气温高的季节，空调使用频繁，产热多，冷却塔工作负荷增加，冷却水温度增高；另一方面，由于气温高，冷却塔散热困难，一边产热增多，一边散热困难，导致冷却塔水温升高，军团菌生长繁殖活跃。所以，通过综合分析判断：冷却水温度是影响军团菌的主要因素，而水温的高低受季节温度和冷却塔的运行负荷影响。国内外的研究均证明了高水温是军团菌生长繁殖的有利因素，军团菌在自然界水体中广泛存在，但在江河湖泊等自然水体中含量不高或处于不可培养态，往往不易检出；但在20～60℃的水中，特别是30～40℃的水中，军团菌最为活跃。而30～40℃的水温范围是冷却塔的普遍水温范围，并且不断循环使用，疏于清洗导致水质恶化，

因此人工冷却塔不可避免地成为军团菌污染的主要水体。由于冷却塔的功能特性，设想用改变温度的方式进行防控目前还难以做到。目前采取加强清洗，投放消毒剂，消毒杀菌的方式进行处理，力图减少冷却塔水中军团菌的含量，但这种做法由于各种因素的影响，如生物膜［4］的保护作用，军团菌藏身生物膜中，能抵御不良环境条件如消毒剂、不良的温度、酸碱度等的损伤和破坏；自由生活的阿米巴是军团菌的宿主，军团菌在阿米巴等原虫细胞内［5］的寄生增强了其在环境中的存活能力、传播能力和致病性，此外，军团菌还可在原虫细胞内增殖，使对军团菌检测和控制的难度增大，导致效果反复，不彻底。冷却塔军团菌的影响因素复杂多变，从防控角度上对公共场所冷却塔水军团菌污染的控制最重要的还是从源头上把关，建议在新、改、扩建公共场所时或作环境影响评价时将军团菌的危害考虑进去。第一、在建设设计阶段，就要考虑可不建的尽量不建；可使用集中供冷的尽量采用集中供冷方式；第二、注意冷却塔的选址，尽量远离人群，远离建筑物新风口，避免在建筑物的上风侧设立冷却塔，冷却塔周围环境应有利于散热、清洗和设置防护设施；第三、冷却塔的设计应进一步改良，尤以防止生成气雾及扩散为重。目前，这些建议已应用到广州地区医疗机构和其他公共场所新、扩建环境影响评价中，首次在设计阶段，对冷却塔选址和设计提出规范要求。

【参考文献】

［1］ United States Environment Protection Agency,1999, EPA-822-R-99-001,Legionella:Human Health Criteria Document［R ］.

［2］ 朱佩云，陈悦，沈健民，等. 上海部分地铁站空调冷却塔水军团菌污染状况调查［J ］. 环境与职业医学，2002，19（5）:313～314.

［3］ 张然，陈桂冰，石晓路，等. 深圳市空调冷却塔水军团菌污染状况调查［J ］. 中国热带医学，2005,5（3）：426～427.

［4］ 徐锡权. 现代水传播病学［M ］. 北京：军事医学科学出版社，2002,184～194.

［5］ Fields BS, Benson RF, Besser RE. Legionella and Legionnaires' disease:25 years of investigation［J ］. Clin Microbiol Rev,2002,15（3）:506～526.