水中病毒分析方法及水处理过程病毒去除特性研究

发布时间：2020-08-19 17:46

【摘要】：全球范围内由病毒污染环境水体而引起疾病暴发事件不断发生,严重威胁着水质安全和人类健康,建立水环境中感染性病毒快速分析方法,综合分析水处理过程对病毒的去除特性,对预防控制病毒暴发、保障水质安全及防范健康风险具有重要的意义。本研究建立了轮状病毒(Rotavirus,RV)和腺病毒(Adenovirus,Ad)定量PCR(qPCR)方法,检测限约为102 copies/反应(约0.2 PFU/反应),定量区间为10~2-10~8 copies/反应;建立了细胞培养与qPCR相结合(ICC-RT-qPCR)方法测定感染性RV,最低检测限为0.2 PFU/mL,定量区间为0.2-200 PFU/mL(R~20.95);研究建立了利用荧光计数细胞(Fluorescence-activated cell sorting,FACS)方法快速检测感染性Ad,最低检测限为1 PFU/mL Ad,定量区间为1-10~4 PFU/mL(R~2 0.95)。ICC-RT-qPCR和FACS方法将传统空斑法检测感染性病毒的时间从7-14天缩短至2-3天,且灵敏性有所提高。采用ICC-RT-qPCR评价不同消毒方法效果结果表明,在紫外线剂量为360 mJ/cm~2和初始氯浓度为20 mg/L时(接触60 min),仍能检测出具有感染性的RV和其基因片段。由于该方法比空斑法灵敏,与空斑法评价结果相比,达到相同的灭活率,紫外线剂量需要由42 mJ/cm~2增加到117 mJ/cm2(4 log10),初始氯浓度由1 mg/L增加至5 mg/L(接触60 min)(1.7 log10)。不同初始氯浓度下,自由氯与病毒反应的主要部位不同,浓度低时主要是病毒衣壳蛋白,浓度高时主要是病毒核酸,浓度中等时,是两者共同与氯反应导致病毒灭活。研究中对北京市三个污水处理厂进出水进行一年(2007.05-2008.04)的监测。结果表明,污水中RV秋冬季浓度高,夏季浓度低,污水一级和二级处理出水中感染性RV冬季平均浓度分别为:288-689 PFU/L和0.6-2.9 PFU/L;不同处理工艺对RV的去除率从高到低依次是:二级处理工艺:A~2/O(2.65-2.83 log10)传统活性污泥法(2.22 log10),三级处理工艺:反渗透(1.29 log10)膜过滤(0.91 log10)砂滤系统(0.78 log10)。本研究在雨季对美国洛杉矶Segundo海湾某海水淡化厂进出水进行检测,结果表明降雨对海水中Ad污染无明显影响。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703

【参考文献】