曲久辉：疫情与生态环境变化相关性的事件回顾和研究展望

2020年环境领域发生最大的事件莫过于新冠肺炎疫情的出现。疫情发生后，中国工程院院士、中国环境城市科学研究会水环境与水生态分会会长曲久辉院士领衔中国工程院的院士团队，迅速投入“新型冠状病毒感染的肺炎疫情环境风险防控”应急攻关项目中，在解析新冠病毒的环境传播特征等方面，取得全新的研究成果。在本届大会上，曲院士对重大疫情的发生与生态环境变化相关性事实案例及观点进行了回顾，并对疫情与生态环境变化相关性未来的研究方向进行了展望。

   

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回顾：生态环境破坏导致疫情的典型事件

历史上很早就有生态破坏或水污染导致严重疫情的案例：草原过度开垦导致鼠疫爆发；犰狳的捕杀导致麻风杆菌在全世界传播，进而导致麻风病爆发；水污染导致伦敦遭遇四次霍乱。这些案例均指向一个事实：一些重大疫情的发生和生态环境变化存在着某种必然的联系。

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观点：生态破坏和环境变化可能是导致疫情发生的重要因素

针对本次新冠肺炎疫情与生态环境变化相关性，主流观点认为，起因是生态破坏，即生态破坏导致动物栖息地受到干扰，进而导致病毒宿主的行为异常，之后将病毒传染给其他中间宿主，中间宿主又把病毒传染给人类。代表性观点有伦敦动物学会野生动物流行病学教授安德鲁·坎宁安提出的“人畜共疫外溢”观点和英国伦敦大学学院生态与生物多样性研究教授凯特·琼斯类似“人畜共疫外溢”观点。但是这些观点都是推测和猜测，病毒的跨屏障传输与生态环境变化之间的关系仍缺乏科学论据和和科学实证。

1. 认知：方法、机理与过程

重要问题1：如何准确识别环境介质中病毒及其变化？

核心是建立介水病原微生物检测与定性识别方法体系，主要包括：环境介质中典型病毒的准确、快速和安全的检测方法，环境介质中病毒的存活及其感染性的识别方法，病毒在环境传播的多介质、多维度和多过程的综合表达方法，等等。病毒研究仍在起步阶段，可培养的介水病原微生物占比不足1%，需要新的指示病毒，以监测水环境生物安全。如Nature报道：污水中病毒监测可以评估病毒的扩散范围，并可预警疫情的反复，以指导及时防控。

重要问题2：如何精准识别污染介质中病毒与共存污染物的交互作用？

核心是探索病毒在水环境及多介质中的传输与反应，主要包括：病毒在不同环境介质中的进化、存活与变异过程与机理，不同病毒在环境介质间的传播、转移与转化过程与机理，环境介质中病毒与共存污染物的交互作用过程与机理，典型病毒与共存污染物共暴露的生态响应过程与机理，等等。

2. 溯源：生态环境变化与病毒的关系

重要问题1：生态破坏影响病毒的进化与传播？

即假设：自然灾害或人类活动会产生胁迫，从而导致生态环境的变化、动物栖息地或者生境的破坏，随之动物的行为就会发生改变，进而做出应急响应，或者是受胁迫的适应，最后携带病毒实现了屏障跨越，并通过不同的渠道传染给人类。

重要问题2：环境污染与病毒的进化与传播有什么关系？

即假设：环境污染同时具有生态破坏效应，并且对动物产生影响，动物在污染物和生态破坏的协同作用下，会做出应急响应：一个是生态作为主导因素，另一个是环境污染作为主导因素，这样两个因素或者这两方面主导的关系怎么研究？于是曲院士团队提出了一个从起点到终点的十步方案，并画出了一张看似很完美的思路图：希望从海鲜市场找到DNA或者RNA，通过测序看看这里有什么动物、这些动物从哪来的、这些动物又和其他什么动物接触、生活在什么样的栖息地里、这些栖息地发生了什么变化、变化的原因是什么、是不是人类导致的，……，这样非常完美的研究链条，但是由于拿不到海鲜市场的数据，第一步就卡住了，所以到目前为止仍然没法继续。

3. 调控：病毒的传播控制与高效灭活

这方面的重要问题是保障环境生物安全性的原理和方法，即考虑病原微生物影响的环境与生态安全保障原理，主要包括：水、气、土、固等环境多介质中病毒转移与交互影响的控制方法，不同环境介质中病毒的高效灭活机制和关键技术，病毒及其控制过程的次生风险调控，……等等。Nature也报道：随着疫情防控措施的施行，如封城、停工、停学等，使部分建筑中水长时间停滞，有利于条件致病菌繁殖，因此在复工复产复学时，应评估水质的生物安全性。

最后一个问题，当前有不足1%的微生物可以培养，意味着超过85%的微生物不为我们所知。自1940年检测、分离出肠道病毒以后，至今已有140多种，而病毒研究仍在起步阶段，只有1%的病毒可以检测、培养，大量病毒不为人类所知。这个世界上到底有多少病原微生物、有多少病原微生物感染或者影响人类，人们现在仍然一无所知，因此，曲院士认为对环境病原微生物的调查研究是极为重要的，现在国际上也在做介水病原微生物的图库，试图通过这样的调查来实现对全球病原微生物的研究。

曲院士最后指出，这样的工作需要环境学、生态学、生物学、化学、植物学、动物学等多个学科的努力，因为环境本身就是一个多学科交叉的问题。通过多学科交叉，既考虑自然、社会、生态、人文等要素的高度融通，实现在研究过程中微观、中观和宏观的综合，对现象、机理、过程进行一体化深入探讨。曲院士认为，疫情与生态环境变化的研究要面向未来、面向前沿、面向科学、面向实际、面向安全等重大课题，归结起来就是要深刻理解和科学认知自然、环境和人之间的关系。

来源：城科会水环境与水生态分会

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