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闽江流域福州区段水体环境病毒污染、存活规律与灭活处理

郑耀通  
【摘要】: 针对目前国际上在复合污染水体环境中病毒生态学领域,特别是植物病毒在水体中的生态行为与环境效应缺乏系统、深入或者还没有开展研究的状况,本论文进行了以弄清复合污染水体环境中病毒特别是植物病毒的生存规律与去除、灭活机理为主要研究目的,并对当前水体环境病毒学研究领域急需了解的几个方面展开研究和探讨,取得了一些新的结果与见解,主要包括: 1、闽江流域福州过境段病毒污染状况与危险程度预测 1.1.建立了简便、快速、低成本、适用范围广、回收率高的水体病毒浓缩方法 开发了在水样中预先加入钠化高岭土吸附病毒以提高其沉降性能,并优化了用聚合氯化铝絮凝剂絮凝沉降高岭土钠的水体病毒浓缩方法。该方法对人为污染的脊髓灰质炎病毒(Polivirus 1,PV_1)、烟草花叶病毒(Tobacco mocaic virus,TMV)、大肠杆菌噬菌体(Phage of Ecoli,E.cp)在不同水质条件下者隋大于85%的回收率,说明该浓缩方法具有较广泛的适用性和应用前景。另外还探索了用金属氢氧化钙和氢氧化铝沉积修饰后的玻璃绒柱用于在水体环境自然pH条件下,低浓度病毒水样连续浓缩的可能性。结果显示,这种方法可用于河水病毒污染状况监测的现场连续浓缩以及诸如自来水等较清洁水体中病毒的浓缩。 1.2.闽不 域福州过境段病毒污染状况调查与卫生微生物学危险程度预测 分别在福州市西区水厂取水口上游文山里点设置对照断面,在解放大桥、江四闸、魁歧点设置3个污染控制断面,在闽江福州过境段下游马尾设置削减断面。自1998年11月至2000年4月,在上述5个监测点分别各取水样18次,共90个水样,分别监测了水样的动植物病毒污染状况水质理化、生物性污染指标。90个水样中肠道内病毒阳性率71.1%,阳性水样平均病毒浓度5.326pfu/l;植物病毒检出率32.2%,阳性水样平均植物病毒浓度0.3006枯斑/l,其中三个污染控制断面的肠道内病毒阳性检出率及病毒浓度显著高于对照和削减断面,揭示闽江福州段水环境病毒污染水平同福州市内河生活污水排放有直接的关系,而大腹山引水内河冲污工程的实施显然又加剧了闽江水病毒污染的程度,增加了饮用水的卫生微生物学危险陛。逐步回归分析结果显示,不同水样点的病毒浓度与一定的水质理化和生物因子间存在有显著性的线性关系,可用于水体环境病毒污染状况及危害程度的简单预测。电镜观察结果显示浓缩到的动物病毒多属肠道病毒,也有类似于甲肝病毒和轮状病毒或腺病毒等肠道内病毒大小粒体存在,还有一些较特殊的其它大小可疑病毒粒体。 2、病毒在不同水质特性水环境中的生存时间差异性 探讨了肠道病毒PV_1、植物病毒TMV及脆弱拟杆菌噬菌体B.fp在不同水体(闽江水、自来水、超纯水、生活污水及膜过滤生活污水),不同温度(低温、室温及中温)等静态条件下的灭活规律。结果显示,TMV和B.fp均比PV_1在不同水体环境及不同的温度下具有更 阵士晕桂论土 十 上 沥 至 长的存活时间和辙氏的灭活速率,预示着B.fP是一个更为合适的病毒污染指示物,而TMV 在水体环境中的长时间存活及因K晰具有的励E离传播性能则可gg#在着对农业生产的巨 大危险性。 3、复合污染水体环境中TMV的灭活规律及其对粘土矿物质的吸附机制 3.1.研究了在一个复合污染的水体环境中,影响高岭土吸附TMV的因素。结果 显示,吸附剂高岭土的浓度、水体中有机物质的存在与含量、金属阳离子的种类 与浓度、环境介质的酸碱度等因素均影响高岭土吸附病毒的效率。 3.2.TMV的灭活规律显示,影响病毒对悬浮物吸附的因素均影响病毒的存活,同 时,由可溶性盐成形的电导率在不同的环境条件下具有对病毒存活不同的影响机 理。淡水环境中存在有微生物起源的病毒灭活活性物质,其中光合性生物(尤其 是光合细菌)可能发挥着较大的作用。 4、消毒剂对动植物病毒及其指示生物的灭活和饱水金属氢氧化物修饰砂柱对病 毒的去除与灭活 4.1.不同微生物对自游氯消毒的抗性显示,大肠杆菌作为病毒污染指示物及水体 环境病原微生物危险性评估的指标己失去真正的意义,而B.fP则是一个更为合理 与科学的水体病毒污染与去除的指示物。低浓度的重金属离子同自游氯协同消毒 作用可提高消毒效果并减少自游氯的用量,这可避免因自游氯产生的衍生物对人 ’类健康的危害。 4.2.传统饮用水处理工艺中的砂过滤,去除病原微生物的效果并不理想,但天然 砂经用金属氢氧化物沉积修饰后可大大提高灭活病原微生物的效率,天然石英砂 和修饰砂两者具有明显不同的表面结构和吸附病原微生物的能力和机制,金属氢 氧化物修饰后的砂可为传统的净水工艺提供高效的病毒灭活过滤介质与途径。 5、典型废水二级生物处理过程对植物病毒的去除与灭活 研究了在典型的废水二级生物处理过程中的人工强化处理工艺一传统活性污 泥处理法和天然污水


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