COVID-19:环境工程师、科学家在遏制大流行方面发挥着重要作用
导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒如何在环境中传播仍有很多未知之处。一个主要原因是病毒的行为和特征变化很大——有些更容易通过水传播，有些则通过空气传播;有些包裹在脂肪分子层中，帮助它们避开宿主的免疫系统，而另一些则是“赤裸的”。
斯坦福大学土木与环境工程教授亚历山大·伯姆(Alexandria Boehm)和斯坦福大学土木与工程系清水客座教授克里斯塔·威根顿(Krista Wigginton)说，这使得环境工程师和科学家迫切需要合作，确定影响通过表面、空气和粪便传播的病毒和环境特征环境工程他是密歇根大学的副教授。
Boehm和Wigginton最近共同发表了一篇观点环境科学与技术呼吁采取更广泛、长期和更定量的方法来了解通过环境传播的病毒，如SARS-CoV-2。他们也是主要调查人员最近宣布了一个由国家科学基金会资助的项目，该项目研究冠状病毒在皮肤和其他材料之间的转移，紫外线和阳光对冠状病毒的影响，以及疾病爆发和疾病之间的联系病毒废水中的浓度。
下面，Boehm和Wigginton讨论了知识缺口、安全用水的潜在影响、有前途的研究途径以及与控制SARS-CoV-2等病毒有关的其他问题。
作为环境工程师，您认为在我们对SARS-CoV-2等病毒的理解和控制能力方面，最大的差距是什么?
Boehm:我们还没有很好地了解是什么病毒特征和环境因素控制着病毒在环境中的持久性——例如，在气溶胶和飞沫中，在包括皮肤在内的表面上，在包括海水在内的水中。当一种新病毒出现并对人类健康在美国，我们没有一个很好的方法来预测它在环境中的表现。
部分问题在于，从历史上看，这类研究的资金有限。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)历来没有资助过环境中病原体的研究工作，而美国国家科学基金会(National Science Foundation)对这项工作的资助也有限。此外，冠状病毒和大多数在过去十年中引起世界关注的新出现的病毒都是包膜病毒，它们被包裹在从宿主那里偷来的脂肪脂质分子的外层。包膜表面的蛋白质可以帮助这些病毒逃避被感染生物的免疫系统。关于非包膜病毒或裸病毒的命运有更多的研究，因为粪便中的大多数肠道病原体都是非包膜病毒，如诺如病毒和轮状病毒。
像SARS-CoV-2这样的病毒对我们的水源构成威胁吗?
Boehm:我们通常只担心人类通过粪便和尿液排出水中的病毒。大多数包膜病毒不会通过粪便或尿液排出体外，所以当涉及到水源时，我们通常不会想到它们。越来越多的证据表明，SARS-CoV-2病毒，或至少其基因组，会随粪便排出。如果感染病毒被排出体外，那么粪便接触可能是一种传播途径。这不太可能是主要的传播途径，但一个人可能会通过与未经处理的污染水相互作用而接触粪便物．
威金顿:我们设计的饮用水处理系统有很多处理障碍，可以去除最流行的病毒和最难去除的病毒。对类似SARS-CoV-2病毒的研究表明，它们对这些治疗方法很敏感。就病毒的浓度和持久性而言，这并不是最坏的情况。
哪些有希望或关键的研究领域可以为我们应对病毒爆发提供信息?
Boehm:如果我们能够开发模型来预测新病毒在环境中的生存，那将是一个巨大的进步。要做到这一点，我们需要从机制上了解病毒的不同特征(如大小和组成)如何影响环境因素(如温度和消毒剂)如何控制它们的存活。
还有机会更好地了解人类行为在病毒传播中的作用。例如，关于病毒如何有效地从表面转移到手上的知识应该通过人们实际接触的表面种类来提供，并且反过来可以为实际减少接触的健康行为干预提供信息。
你写的"环境科学工程研究人员应该采取更广泛、长期和更定量的方法来了解在环境中传播的病毒。”你能详细说明一下吗?
威金顿:当病毒爆发时，我们往往会非常认真地研究病毒，但一种病毒的结果并不容易推断出五年后出现的其他病毒。如果我们采取更广泛的方法来研究多种病毒，我们就能更好地理解驱动它们环境命运的特征。
Boehm:我们需要确保对环境中病毒持久性的观察是定量的，这样它们就可以扩展到了解其他环境中的病毒持久性。有时，研究人员对环境中的病毒进行定性观察，但这些病毒对他们的研究并不直接重要。例如，一些早期报告的SARS-CoV-2在粪便中被报告为每个棉签样本中病毒的基因副本数量，而没有报告棉签上的粪便质量。不幸的是，仅凭这些数据无法外推预测废水或粪便中SARS-CoV-2的浓度，许多人希望了解这一点，一方面是出于对风险的担忧，另一方面是出于将废水用作流行病学工具的兴趣。
来自不同学科的专家如何合作开展研究工作，最大限度地提高他们对公共卫生的价值?
威金顿:环境工程师和科学家主要研究宿主外部的病原体。他们正在检测环境样本中的病原体，了解它们在环境中的命运，或设计方法，如水消毒，将它们从环境中去除。与此同时，病毒学家正在研究宿主细胞内发生了什么，公共卫生科学家正在试图了解人们接触病毒的情况，以及它是如何在社区中传播的。
这些领域的研究问题和技术有时非常相似。因此，通过共同努力，我们可以更快地推进方法。跨学科的工作可以带来独立不可能实现的发现和策略。
