①图为一家企业的冷却塔。（CFP 供图）
如果有人告诉你，因石油和化工企业的循环水冷却塔系统没有管理好，可能会引起类似SARS症状的疾病——军团菌病，你会认为这是危言耸听吗？
其实这是我们必须正视的现实。在前不久召开的2013中国水处理技术研讨会上，业内专家明确表示：军团菌的控制是石油和化工企业水处理必须面对的课题。对此，水处理单位、用水单位、卫生部门都要重视并防范。那么，军团菌从何而来？化企又该如何通过管控冷却塔来防控军团菌？记者就此进行了调研采访。
②前不久召开的2013中国水处理技术研讨会现场。（本报记者 张兴刚 摄）
军团菌从何而来
1976年7月，一批退伍老兵在费城一家饭店参加全美退伍军人会议。两天后，参会人员及饭店附近居民221人相继出现高烧、头痛、呕吐、咳嗽、浑身乏力等症状，最后共有34人因此死亡。该事件震惊美国医学界，专家经调查发现，因饭店空调冷却塔里一种不知名的细菌急剧繁殖，导致了疾病暴发。后来，根据上述会议的名称和患者症状，这种细菌被命名为嗜肺性军团菌病杆菌，简称军团菌。
时至今日，军团菌病仍时有暴发。2012年7月，加拿大魁北克暴发严重的军团菌病，两个月内出现173名病例，11人死亡；今年八九月间，德国科隆附近小镇也暴发军团菌病，155人感染；我国自1982年在南京首次证实军团菌病例以来，已有多起暴发流行及散发病例报道。
在经历了2003年的“非典”之后，我国对军团菌病的预防开始重视，卫生部也颁布了多项针对公共场所军团菌的卫生标准，规定开放式冷却塔每年清洗不得少于一次。
而石油和化工企业也面临军团菌繁殖的潜在威胁。中国化工学会工业水处理专业委员会副主任委员鲍其鼐向记者介绍，随着我国高层建筑及空调设备的增多，以及一批核电、炼油、煤化工、热电项目的投产，冷却塔数量日益增多，军团菌病暴发流行的可能性正日益增强。
据记者了解，循环水冷却塔系统是军团菌繁殖的源头。冷却水系统的沉积物、黏泥、微生物能窝藏细菌并助其生长，而生物膜则扮演了一个重要角色，军团菌往往隐藏在黏膜内层，因得到更多的死菌蛋白营养而迅速繁殖，最终随着日益增厚的黏膜的脱落，造成水体中高浓度的军团菌污染。军团菌易在生物膜中繁殖，而且生物膜能起到保护军团菌被杀生剂去除的作用。一旦军团菌清洗不及时，冷却塔散发的蒸汽和水雾就会将其带入空气，人如果呼吸到，就有可能感染军团菌病。此外，喷淋、空气洗涤等也为军团菌的传播提供了条件。
对于石油和化工企业来说，冷却塔微生物的生长繁殖会引起微生物腐蚀，污垢和黏泥增多，产生军团菌，不仅降低冷却塔和换热器的传热效率、导致管道堵塞，而且接触水处理设备的职工也可能出现军团菌病症状。据医学专家介绍，军团菌病一般多发在夏秋季，发病初期无上呼吸道症状，后期以肺变为主，患者出现高热、干咳、寒战等症状。军团菌病虽没有肺炎可怕，但其侵袭率极高，90%以上的人群可致病。因此，军团菌病的防治已成为一个重大课题。
据了解，循环水冷却塔系统是石化、煤化工等行业耗水量最大的地方，有的大型企业对冷却水系统控制较好，但对军团菌还没有检测，以至于很多人还不了解这种病菌。虽然有关军团菌病暴发的报道大多涉及商用空调冷却水系统，但实际上，炼油、煤化工、电厂等工业冷却塔系统也时有发生。据专家介绍，国外石化企业就曾发生过因污水处理系统及冷却系统管理不细致，导致员工感染军团菌病的案例，国内一些石油和化工企业的冷却塔也曾检测出来过军团菌。因此，今年3月1日，工信部颁布实施了化工行业标准《循环冷却水中军团菌的检测与计数》，以此推进军团菌的检测与防控。
③一家企业的工人正在清洗冷却塔。 （刘峰 摄）
冷却塔怎么管控
那么，石油和化工企业该如何管控好冷却塔，以防控军团菌呢？
“其实，军团菌的控制办法有不少，关键是企业要重视。”鲍其鼐认为，要降低冷却塔系统传播军团菌的风险，就要重视循环水冷却塔的设计、维护以及循环冷却水的处理。
据鲍其鼐介绍，冷却塔系统中易积累含军团菌微生物的区域是“死水”或低流速区，包括塔的填料区和收水器区。这些区域因杀生剂达不到正常运行浓度，或因沉积物累积，是军团菌最易繁殖的场所。因此，为了降低军团菌病风险，冷却塔在设计时要特别考虑采用有效的收水器，并避免死角。与此同时，冷却塔的安置应远离空气人口，远离有机物源，并处于户外公共场所的下风。
冷却塔还需保持空气过滤器干燥，定期检修、更换收水器，检查整个水塔生物污垢情况。企业应特别注意塔的表面和填料，检查塔的收水器部分，看有没有微生物黏泥；收集可疑的微生物黏泥，观察是否有变形虫和有纤毛的原生动物，如果沉积物中有大量的原生动物，就意味着军团菌快速繁殖的危险增加。鲍其鼐指出，保持冷却塔系统的清洁，对降低冷却水系统传播军团菌的风险最重要。
众所周知，冷却水处理要面对腐蚀、结垢、微生物三大问题。鲍其鼐表示，从表面上看，军团菌病仅与微生物污垢有关，需要对微生物进行重点控制，但事实上，腐蚀、结垢、微生物之间是相互影响的。要降低冷却水系统感染军团菌的风险，就必须用合理优化的方案解决好腐蚀、结垢、微生物三大问题，使它们得到全面控制，保持系统清洁。鲍其鼐建议，要保持系统清洁，可采用氧化性杀生剂为主，结合非氧化性杀生剂的微生物控制方法，还需定期检测冷却水系统中军团菌的数量，当异养菌总数大于100000个/ml、军团菌数大于l00个/ml时，就要采取在线消毒。
“企业在进行冷却水处理时，过去仅重视设备，只要不结垢、不腐蚀就可以，对军团菌的控制与处理没重视，特别是对其给人带来的危害没有重视。”鲍其鼐认为，今后企业要重视与冷却水处理有关的员工培训与保护。他表示，循环水冷却塔操作人员进塔操作时，更容易接触带有军团菌的雾沫，因此，企业要对经常接触冷却水的员工进行培训，使他们了解有关军团菌及军团菌病的基本知识，更重视冷却水系统中的微生物污垢问题，以保证用水安全、保护员工健康。
“国外不少大型公司要求冷却水处理员工在进行系统清洁、维护或排污等操作时，必须使用带有滤筒的空气净化呼吸面罩，必须佩戴橡胶手套、护目镜，穿工作服和高筒靴，以免皮肤和眼睛受伤害。对循环冷却水处理的目的是保护设备，但更需要保护人。” 鲍其鼐强调。
④显微镜下的军团菌。（资料图）
杀生剂亟待改进
说起军团菌控制，就不得不谈及杀生剂，这是对冷却塔进行消毒的有效手段之一。
所谓杀生剂，是指用于控制或杀灭水中的细菌、藻类和真菌等微生物的一类水处理药剂。按照作用机理，杀生剂可分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂两大类。对于冷却塔来说，使用杀生剂的目的除了保证用水安全和员工健康外，还有一个目的是保护设备。
据了解，在循环冷却水系统中，由于水源、空气、生产中的物料泄漏等因素，在充足的溶解氧、适宜的温度条件下，微生物如铁细菌、军团菌、硝化细菌等很容易生长繁殖，产生酸性环境，引起腐蚀。微生物及其产生的黏液与其他有机物和无机物混杂在一起，粘附在物体表面，会阻止缓蚀剂和阻垢剂发挥作用，降低冷却塔和换热器的传热效率，甚至导致管道腐蚀穿孔或机械强度降低。因此，对循环水中的微生物进行控制和处理，不仅能控制水质变坏，还能减少能耗，延长设备的使用寿命，是循环冷却水处理的关键。通过非药剂手段可以改变循环水中微生物的生长环境，降低其生长速度，但最终还是要通过投加杀生剂来杀死微生物。
近年来，由于阻垢分散剂和阻垢缓蚀剂的不断开发和应用，循环冷却水系统的腐蚀和结垢问题已经逐步得到解决，但我国杀生剂的研究和开发还远远落后于其他水处理药剂。目前，我国用于防治微生物的杀生剂还面临处理效果不佳，长期使用会产生抗药性、影响杀生效果的难题。此外，有的石油和化工企业为了有效控制微生物和生物黏泥，只好加大药剂用量和频繁交替使用多种杀生剂，以致有企业抱怨杀生剂种类太少。
对此，同济大学环境科学与工程学院副院长李凤亭表示，目前我国具有独立知识产权的新型杀生剂很少，多数都是引进或改进国外技术。“中国具有庞大的水处理市场，因此独立掌握生物膜控制的关键技术意义重大。研发单位应当研究和开发广谱、高效、低毒、可生物降解、性价比高的杀生剂，研究开发具有协同作用的多种成分的复配型杀生剂，开发pH值适应范围广，兼具缓蚀、阻垢、杀菌和黏泥剥离等多重功能的水处理药剂。”李凤亭说。
此外，专家还表示，最早用于冷却水系统的氧化性杀生剂，应开发出效率高而负面影响小的品种；对于非氧化性杀生剂来说，复配求增效是近年开发与应用的主流；两种药剂复配后的杀生能力，应大于单个药剂杀生能力之和。
⑤水处理药剂专业生产商——山东省泰和水处理有限公司的样品室。 （本报记者 张兴刚 摄）
