【點新聞報道】過去三年,面對來勢洶洶的前後五波新冠肺炎疫情,香港都挺了過來。回顧防疫之戰,污水監測亦為關鍵一招。這次我們請來香港特別行政區政府環境保護署署長、徐浩光教授,為大家詳細介紹本港的污水監測系統,以及三年來特區政府取得的有益經驗,探討日後面對此類大型公共衞生危機時應當如何應對。
生活污水或含新冠病毒 污水監測有國際先例
新冠疫情期間,除了患者呼吸道排出的飛沫含有病毒顆粒外,病毒亦可能經腸道由糞便夾帶排出。如果新冠肺炎患者咳痰、嘔吐、大便中存有新冠病毒,洗滌和沖廁時所產生及排出生活污水,便帶有活病毒或其遺傳物質(RNA)。
通過採集生活污水,來分析判斷病毒因子其實並非香港首創,在歐美國家如荷蘭、英國等都有先例。徐浩光認為,疫情期間污水監測主要起到三方面的作用:一是提供疫情預警,即通過數據分析等手段,對疫情的發展變化進行預測;二是監察感染區域,找出隱性患者(指新冠檢測呈陽性,但無明顯症狀),從而及時採取措施阻斷傳播鏈。三是追蹤社區疫情,準確推算確診數、檢視疫情防控需要。
污水監測系統強大 為疫情爆發提供預警
徐浩光認為,香港的污水監測系統在追蹤疫情方面具有獨特優勢。
一些國家的通常做法是在污水處理廠提取樣本,進行分析後得出新冠病毒的發展現狀。但由於污水處理廠流量大,往往同時會處理包括生活污水、工商業污水等多種污水,因此採出的樣本存在較大誤差。
擁有740萬人口的香港(2021年數據)同樣有六間大型污水處理廠,每天要處理10萬至200萬立方米的污水,如果照搬國外的做法,病毒測試的誤差就很容易被大流量的污水處理廠所影響。「因此我們的做法,是在香港不同位置的污水井(沙井)抽取樣本。這樣可以更準確地尋找到哪個地方會有隱性的患者,及精準地預測下一個階段疫情會如何發展,應該如何應對。」
比起臨床個案發現陽性病例,污水監測往往更加有效。例如2021年6月,與環保署合作的港大研究團隊就通過新研發的檢測方法,成功在大埔常規採樣點的污水樣本中測出delta變異病毒的陽性信號。這比利用確診個案的病毒基因排序確認變種類型,提前了三天。團隊向特區政府發出預警後,政府隨即發布強制檢測公告,提早為阻斷這條傳播鏈作出部署。
全港疫情高峰有154個定點監測站 污水是怎樣採集的?
現時,香港的公共污水收集系統為約93%的人口提供服務。這個系統大致包括總長超過1800公里的污水收集系統網絡,以及約300座污水泵房處理設施。
環境保護署每天會根據疫情趨勢,選定病毒傳播風險較高、需監測的地區進行渠網分析和取樣策劃。與之配合,渠務署負責採樣技術及行動支援,包括揀選污水井、安排承辦商採樣,並在完成採樣後清潔消毒現場等。
因應住戶的生活習慣(上廁所等),一般在早上7時至10時左右採樣,每隔15分鐘一次,合共抽取12個樣本,確保樣本符合隨機性。
完成採樣後,樣本會被送往實驗室,首先去除雜質,然後進行滅活處理、離心濃縮、核酸提取、基因檢測和數據分析。團隊會根據檢測結果中的病毒含量,向建議政府採取風險為本的跟進行動如「圍封強檢行動」、強制檢測公告或派發快速檢測套裝,務求盡早找出隱性患者。
自2020年10月開始,在全港設立了26個定點監測站,,藉以定期抽取污水樣本進行新型冠狀病毒的基因測試,監測污水中病毒的情況。而到了疫情高峰期,特別是最為嚴峻的第五波疫情期間,全港共設有154個監測站,大約覆蓋600萬人口,每隔兩日進行一次採樣。同時在高風險位置設置2000個監測站,以追蹤隱性患者。
徐浩光表示,在過去的兩年時間裏,他們一共拿到了5萬多個樣本,這些資料每日都會被錄入環境保護署自行開發的地理資訊系統(GIS),實時和其他政府部門分享,協調抗疫工作。
世界首例,香港率先利用污水監測找出隱性個案
特區政府早在2020年初(本港第一波新冠疫情期間)就已經開展新冠病毒污水監測工作。
2020年初本港爆發第一波疫情,為了確保員工的工作安全,渠務署首先與香港大學的張彤教授合作,研究可否以污水分析方法監測新型冠狀病毒在污水泵房和污水處理廠的狀況。
其後,港大獲得當時環境局資助繼續進行污水監測工作,而當時的食物及衞生局醫療衞生研究基金(HMRF)亦提供經費進行名為「污水中SARS-CoV-2網格監測和社區爆發的預警」的研究項目,並由渠務署連同環保署提供技術及行動支援。
徐浩光表示,整個團隊有400人左右,渠務署主要負責污水網絡的管理和採樣,而環保署負責數據分析和監測規劃,而香港大學的研究團隊主要幫助研發如何在污水中驗出新冠病毒。
2020年末,本港出現第四波疫情,染疫人數也比前三波有所增加。環保署適時調整監測計劃,與渠務署、港大研究團隊一起,在一些出現感染群組的大廈、屋苑以至地區進行採樣及分析,協助政府相關部門評估當區疫情。
2020年12月,團隊在彩雲邨進行污水監測時,連續4、5日都檢出陽性信號,經過分析後決定進行強制檢測,最終成功在彩雲(二)邨找到10個感染個案。這是特區政府首次嘗試利用污水監測結合強制檢測尋找感染個案,也成為全球利用污水病毒監測結合強制檢測在社區成功找出感染個案的首例。
談到當時的首次「強檢」,徐浩光表示大家當時都很有壓力,擔心在給當區市民造成不便的同時找不到隱性患者。「但是我們都跟自己說,我們都要相信自己。我們信不信自己的數字?我們信,那我們就去做。」這次的成功也堅定了團隊通過污水監測輔助對抗新冠疫情的信心。
首次因污水陽性「圍封強檢」,署長直言壓力大
隨着疫情擴散到一些舊區,團隊再次調整策略,集中在油麻地、深水埗、佐敦等地區進行污水監測,找出有病毒存在的街區,協助醫務衞生局發出強制檢測令及其他跟進行動。
2021年1日至20日,特區政府在早前於油麻地至佐敦劃定的指定區域內發現162宗2019冠狀病毒病確診個案,涉及56幢大廈,而且區域內多幢大廈的污水樣本對病毒的檢測結果呈陽性。
因此,政府決定引用香港法例第599J章《預防及控制疾病(對若干人士強制檢測)規例》,實施留在原處所檢測令。於2021年1月23日凌晨4時,宣布圍封九龍佐敦的指定區域,禁止居民外出,區內居民須進行強制檢測。
這是香港爆發疫情以來首次進行封區檢測,回憶這個「首次」,徐浩光認為比彩雲邨那次壓力更大。「整整16個街區的人差不多封閉了48小時,花了足足兩天的時間,圍封之前我們就在想,市民會否支持我們這樣呢?」
不過鑒於「受限區域」早有錄得個案,再加上區域內部分大廈的污水樣本對病毒呈陽性比例較其他區域高,盡快找出陽性個案以阻斷傳播鏈刻不容緩。這次行動最終也取得了成果,在7000人中檢出13宗陽性個案,污水檢測呈陽性街區也與相關確診個案完全吻合。
應對第五波疫情衝擊,團隊不眠不休
到了2022年上半年,香港爆發第五波疫情,防疫形勢嚴峻,每天新增個案一度高達7萬多宗,徐浩光率領的環保署團隊的擔子也越發重了起來。「通常實驗室晚上10點才能有檢測結果,資料交到環保署後,我們還要做大量的數據分析和研討,當時整個團隊每天只能睡5至6個小時。」
通宵工作實在是難免的,因為所有政府其他部門都需要在第二天拿到分析數據,進而開展下一階段的工作。
面對新形勢,配合地理資訊系統(GIS),團隊將污水監測呈陽性的城區劃分為三類,高風險區域進行圍封強檢、中風險區域進行強制檢測、低風險區域只派發檢測包,讓市民自行檢測,避免人群排隊檢測產生聚集、降低傳播風險。除了仍然要找出潛在的隱性個案,環保署對採集數據進行的統計分析也為預測疫情未來發展、特區政府適時調整防疫政策發揮了關鍵作用。
當時很多人覺得,既然每日新增那麼多,還有必要進行污水監測和核酸檢測嗎?在徐浩光看來,這一做法依然有必要。第五波疫情期間,特區政府一共做了306次圍封強檢,總檢測人口達到39萬,共找到26700宗隱形個案,發出44,800,000套「快速測試包」。「這個數字大家可能覺得不是很多,但這等於一共斬斷了兩萬多條傳播鏈。」另外,這些工作(強檢、派發快測包)也能起到宣傳作用,提高大家的防疫意識。」
也有聲音質疑污水監測的花費大,徐浩光博士解釋說,雖然整體來看開支較大,但若平均到每個市民,每人每日只需要2毫左右,這其實是一項很有必要的投資。
污水監測有助於未來對抗傳染病 相關成果獲國際大獎
團隊研發的新型冠狀病毒污水監測系統,於2021年曾獲得日內瓦國際發明展金獎。團隊亦曾獲行政長官嘉許、2022年公務員優質服務獎勵計劃、及2023年香港工程師學會年度大獎等榮譽和獎項。
據徐浩光了解,在社區的污水網路進行採樣監測,進而配合強制檢測從而找出隱形患者的方法是香港獨有的,而這一方法在與國際學者進行交流期間也得到了他們的肯定,「都覺得我們香港做得很好」。因為在其他國家,即使進行了強制檢測,通常也只會在一些大學或宿舍進行,很少能如香港這樣幾乎覆蓋到整個社區。「(海外)一般都只在污水處理廠進行檢測,然後告訴大家病毒含量是高了還是低了,難以準確預測現在有多少人染疫、未來可能有多少人染疫,以及接下來應該要做什麼。」
而在今年6月和內地專家交流期間,有專家也透露國內很多省市也陸續開始進行污水監測的工作,足見這一方法的認可度。
2003年沙士的時候,香港市民學會了要戴口罩,避免去做接觸。而談到抗疫這3年,徐浩光覺得香港學到了污水監測。「配合大數據以及地理資訊系統,我們可以準確地找到社區內的隱形患者,迅速地斬斷傳播鏈。相信在日後應對傳染病時我們同樣可以採用類似的辦法,平穩地度過疫情。」
記者:梁濤、樊征
拍攝:星鳴、思明
剪輯:星鳴