過酢酸（PAA）と低圧紫外（LP-UV）を用いた市中廃水中のコクサッキーウイルスB3（CVB3）の個別および同時不活化

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Water Res..2020 Jun;183:116048. S0043-1354(20)30585-6. doi: 10.1016/j.watres.2020.116048.Epub 2020-06-17.

過酢酸（PAA）と低圧紫外（LP-UV）を用いた市中廃水中のコクサッキーウイルスB3（CVB3）の個別および同時不活化

Peracetic acid (PAA) and low-pressure ultraviolet (LP-UV) inactivation of Coxsackievirus B3 (CVB3) in municipal wastewater individually and concurrently.

Richard Kibbee
Banu Örmeci

PMID: 32668349 DOI: 10.1016/j.watres.2020.116048.

抄録

生活排水には多くの病原性ウイルスが含まれているが，ほとんどの排水処理プロセスでは有意に低減されておらず，従来の消毒済み排水にも多く含まれている．本研究では，臨床的に重要な腸内ウイルスのサロゲートとしてコクサッキーウイルスB3（CVB3）を，消毒効果コントロールとして大腸菌（E.coli）を用いて，2種類の過酢酸（PAA）製剤（15％と22％過酢酸）と低圧紫外照射（LP-UV）を用いた二次処理排水のベンチスケール消毒効果試験を実施した．有効性試験は，中圧紫外線（MP-UV）で除染された二次廃水を用いて，廃水処理場（WWTP）で使用されている代表的なPAA用量とLP-UV照射量の下で行った．膜ろ過法を用いて、大腸菌のLogCFU削減量と組織培養感染用量50％アッセイ（TCID50）を行い、CVB3のLogTCID50削減量を測定した。その結果，CVB3はPAAに対して耐性を示し，15分接触時のLog TCID50低減率は50mg/L以下，LP-UVに対しては20mJ/cmで非常に感受性が高いことがわかった．3mg/LのPAAと20mJ/cmのLP-UVを同時に使用した場合、約4 logのTCID50低減を達成した。大腸菌の結果は、3mg/L PAAの両製剤、20mJ/cm LP-UV処理単独、および1.5mg/L PAAの両製剤との併用で、接触時間15分で5LogCFU減少を示した。大腸菌の有効性は、文献で報告されているデータと一致しており、従来の塩素消毒と同等であることが示された。CVB3の有効性データから、PAA単独では二次排水中の腸管ウイルスの低減には適さない可能性があることが示されたが、これは塩素系消毒剤でも同様である。本研究の結果、妥当な濃度（1.5mg/L）とフルエンス（20mJ/cm）でLP-UVとPAAを併用することで、PAAの使用量を大幅に削減でき、大腸菌とCVの両方の排水消毒目標を達成できることが示された。しかし、PAAとLP-UVを併用しても、排水中の消毒効果に大きな相乗効果は見られなかった。

Domestic wastewater (WW) contains a large number of pathogenic viruses that are not significantly reduced in most WW treatment processes and are found in high numbers in the effluent of conventionally disinfected WW. In this study, secondary WW effluent bench-scale disinfection efficacy experiments with two different peracetic acid (PAA) formulations (15 and 22% peracetic acid) and low-pressure ultraviolet irradiation (LP-UV) were carried out using Coxsackievirus B3 (CVB3) as a clinically relevant surrogate for enteric viruses and Escherichia coli (E. coli) as the disinfection efficacy control. Efficacy experiments were done in a test matrix of medium-pressure UV (MP-UV) decontaminated secondary WW effluent under representative PAA doses and LP-UV fluences used at wastewater treatment plants (WWTP). Membrane filtration technique was used to determine Log CFU reductions of E. coli and a tissue culture infectious dose 50% assay (TCID50) for Log TCID50 reduction of CVB3. The CVB3 proved to be quite resistant to PAA with ≤1 Log TCID50 reduction to concentrations ≤50 mg/L at a contact time of 15 min, and highly susceptible to LP-UV at 20 mJ/cm. Concurrent use of both formulations of 3 mg/L PAA with 20 mJ/cm LP-UV achieved ∼4 Log TCID50 reduction. The E. coli results showed ˃5 Log CFU reductions at a contact time of 15 min with both 3 mg/L PAA formulations, 20 mJ/cm LP-UV treatment alone, and combined with both 1.5 mg/L PAA formulations. The E. coli efficacy data were consistent with that reported in the literature and showed to be comparable to conventional chlorine disinfection. The CVB3 efficacy data has shown that PAA alone may not be suitable for the reduction of enteric viruses in secondary wastewater effluent, but this is also the case for chlorine-based disinfectants. The results from this study showed that the use of PAA with LP-UV at reasonable concentrations (1.5 mg/L) and fluence (20 mJ/cm) can significantly reduce the PAA use and meet wastewater disinfection goals for both E. coli and CVs. However, the concurrent use of PAA with LP-UV did not lead to significant synergy in disinfection efficacy in wastewater.