下水処理場の汚泥や海底の汚泥からヒト腸管ウイルスが検出される。以下に水中でよく見られる四大ウイルスについて解説する。
一、エンテロウイルス
エンテロウイルス（Enterovirus）はピコマウイルス科（Picomaviridae）に属し、ポリオウイルス（Poliovirus）、コクサッキーウイルスA（Coxsackievirus A）、コクサッキーウイルスB（Coxsackievirus B）、およびエコーウイルス（Enteric Cytopathogenic Human Orphan virus、略称ECHOウイルス）を含む。腸管ウイルスは水環境で最も一般的であり、水ウイルス学研究で最も多く研究されているウイルス群です。水のウイルス学的安全性を研究する際、腸管ウイルスが代表として用いられることが多いのは、この種のウイルス感染症患者は排毒量が多く排毒期間が長く、腸管ウイルスは外部環境に対する抵抗力が強く生存時間が比較的長く、水以外の経路でも伝播可能であり、かつ他のウイルスよりも検出が容易であるためです。
腸管ウイルスには以下の共通特性がある：①ウイルス粒子は球形で、エンベロープは20面体立体対称、直径22～39nm、エンベロープなし；②核酸は一本鎖正鎖RNA；③腸管ウイルスはエーテル耐性、酸耐性（pH3～5）を有し、胆汁や70%アルコール、5%リソゾールなどの一般的な消毒剤に対して抵抗性がある；酸化剤（1%過マンガン酸カリウム、1%過酸化水素水、塩素系消毒剤）には比較的敏感。さらに高温、乾燥、紫外線に弱く、56℃で30分間加熱すると不活化される。ウイルスは糞便や汚水中で数ヶ月生存可能。④いずれも腸管内で増殖し、血液に侵入してウイルス血症を引き起こし、様々な臨床症候群を誘発する。
1、ポリオウイルス
本ウイルスは直径8～30nmの球形微小ウイルスで、エンテロウイルス属に分類される。ポリオは急性伝染病であり、発症後は発熱や四肢痛を伴い、主な病変は神経系に生じるため、一部の患者では麻痺を引き起こし、重症例では麻痺の後遺症が残る。本病は小児に多く見られるため、小児麻痺とも呼ばれる。
感染者の鼻咽頭分泌物や糞便から本ウイルスが排出される。食物や水が糞便により汚染される可能性があるため、経口摂取が主な感染経路である。水源が汚染されると大規模な流行を引き起こす恐れがある。
このウイルスは体外での生存力が非常に強く、水や糞便中で数ヶ月生存し、低温下では長期保存が可能だが、高温や乾燥には比較的弱い。60℃での加熱や紫外線照射により0.5～1時間で不活化される。各種塩素系消毒剤、2%ヨードチンキ、ホルムアルデヒド、水銀製剤などにも一定の消毒効果がある。0.3～0.5mg/Lの残留塩素で1時間接触消毒すると不活化できる。
2、その他の腸管ウイルス
ポリオウイルス以外に、腸管ウイルスにはコクサッキーウイルスとエコーウイルスがある。これらも世界的に広く分布し、主に小児を侵す。一般的に夏秋に流行しやすい。いずれも一時的にヒト腸管に定着する特徴を持つ。これらのウイルスは比較的小さく、直径は通常30nm未満で、耐性が強く、エーテル、70%エタノール、5%カリムフェノール石鹸液に耐えるが、酸化剤には非常に敏感である。
これらウイルスが引き起こす臨床症状は複雑で多様であり、同一型ウイルスでも異なる症候群を引き起こす一方、異なる型ウイルスが類似した臨床症状を示す場合もある。主な症状は以下の通り：無菌性髄膜炎、脳炎；急性心筋炎および心膜炎；流行性胸痛；ヘルペス性咽頭峡部炎；発疹性疾患；呼吸器感染症；小児下痢症など。
二、肝炎ウイルス
ウイルス性肝炎は一般にA型肝炎（伝染性肝炎または短潜伏期肝炎）とB型肝炎（血清性肝炎または潜伏期肝炎）に分類され、両者の病理変化と臨床症状は基本的に同一である。主な臨床症状は食欲減退、悪心、上腹部不快感（または肝区痛）、倦怠感などであり、一部の患者では黄疸や発熱を伴う。多くの場合、肝腫大と肝機能障害が認められる。
A型肝炎ウイルス（hepatitis A virus, HAV）は形態上、同族の他のメンバーとは著しく異なる小型RNAウイルスである。1981年にエンテロウイルス属72型に分類された。近年、多くの特徴がエンテロウイルスと異なることから、ヘパマウイルス科（Hepamavirus）に再分類されている。
A型肝炎ウイルスは主に糞便から排出され、経口感染する。水源や食品が汚染されると、集団発生を引き起こす可能性がある。
肝炎ウイルスは一般的な化学消毒剤に対する耐性が強く、乾燥または凍結環境下で数ヶ月から数年生存する。紫外線照射1時間または蒸煮30分以上で不活化される。塩素消毒にも一定の不活化効果がある。
三、ロタウイルス
ロタウイルス（Rotavirus）はレオウイルス科（Reoviridae）ロタウイルス属（Rotavirus）に分類される。1973年にオーストラリアのBishopらが下痢患者の十二指腸上皮細胞から初めて発見した。ロタウイルスのウイルス粒子は球形で、二重のエンベロープを持ち、各層は二十面体構造を呈する。内殻の殻粒子はウイルス体縁に沿って放射状に配列し、車輪のスポークに似ている。完全なウイルスの大きさは約70～75nm、外殻のない粗粒型粒子は50～60nmである。二重殻を持つウイルス体が感染性を有する。
ロタウイルスは世界中の小児急性下痢症の最も一般的な原因の一つであり、推定では世界中で年間1億4000万人以上の小児がロタウイルス胃腸炎に罹患し、数十万人の小児が死亡している。流行のピークは主に秋から冬にかけてであるため、しばしば「秋の下痢」と呼ばれる。
ロタウイルスは様々な物理化学的因子に対して強い耐性を示し、糞便中で数日から数ヶ月生存する。ウイルスはエーテル、クロロホルム、反復凍結融解、超音波処理、37℃1時間または室温(25℃)24時間などの処理後も感染性を保持する。本ウイルスは酸・アルカリに耐性があり、pH3.5～10.0の範囲で感染性を維持する。95%エタノールによる不活化が最も有効であり、56℃で30分間加熱してもウイルスを不活化できる。
ロタウイルスは主に経口-糞便経路で伝播し、汚染された飲料水や食物の摂取、あるいは汚染された物体への接触によって感染する。1981年に米国コロラド州で発生したロタウイルス感染症の大流行は、水道水の汚染に関連していた。1982年以降、中国では数百人が感染するB型ロタウイルスの大規模な流行が数回発生しており、その原因は飲料水が汚水で汚染されたことにある。
四、SARSコロナウイルス（SARS-CoV）
2002年末、中国広東省で最初の重症急性呼吸器症候群（Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS、俗称非典型肺炎）患者が確認された。2003年6月までにSARSは380の国と地域に拡大し、総発症者数は8000例以上、死者数は800人以上に達した。初期症状として38℃以上の発熱と悪寒、頭痛・倦怠感・筋肉痛が現れ、後期には痰を伴わない乾性咳嗽や呼吸困難を呈する。感染経路は飛沫感染が主だが、気道分泌物に汚染された手から口・鼻・眼への接触感染も確認されている。
これまでの研究結果から、SARSの病原微生物はSARSコロナウイルスであり、ネクロウイルス目コロナウイルス科に分類される一本鎖RNAウイルスであることが判明している。ウイルス直径は80～140nmである。
未処理の汚水中に存在する100種類以上のウイルスが、人間の排泄物から検出されたことがある。ヒトの排泄物1グラムあたり100万個以上のウイルスが排出され、汚水中の感染性ウイルス粒子の濃度は1リットルあたり50万個に達することもある。これらのウイルスはすべて疾病発生の根源である。発症率を低下させるには、個人の衛生管理や食品衛生に注意するだけでなく、より重要なのは根源から対策し、水質を浄化し、生活排水や工業廃水の流入を削減することである。