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冲积砂过滤水过程中诺如病毒、埃可病毒、腺病毒、空肠弯曲杆菌和过程指示生物的减少比较
原创 发布时间:2024-01-31 浏览次数: 226 来源: 蔡伟程

核心提示:诺如病毒、埃可病毒(一种肠道病毒)、腺病毒和空肠弯曲杆菌是受污染淡水中最常检测到的肠道病原体。关于它们在沙土过滤过程中的降低效率的资料很少。


  通过冲积砂过滤水是一种具有成本效益的水净化方法,用于去除微生物病原体。它被广泛用于处理生活和工业规模的饮用水,在自然地质系统中,当水通过含水层和河岸过滤过程中,砂滤净化地下水。在通过冲积砂过滤水的过程中,微生物会被滤出,附着在砂粒表面,随着时间的推移沉淀并失去活性。

  诺如病毒、埃可病毒(一种肠道病毒)、腺病毒和空肠弯曲杆菌是受污染淡水中最常检测到的肠道病原体。关于它们在沙土过滤过程中的降低效率的资料很少。

  由于研究病原体既昂贵又困难,涉及实际病原体的研究相对较少。大多数可用信息来自对非致病性过程指示生物的研究,指示生物在砂过滤过程中的还原效率可能与病原体表现不同,因为它们的细胞表面特性和理化特性不同。因此,了解病原体和指示生物在不同环境条件下在沙滤过程中的衰减和转运行为的异同是很重要的。

  本研究旨在评价并比较在控制的实验条件下,冲积沙水过滤过程中诺如病毒、埃可病毒、腺病毒和空肠梭菌与相应的过程指示生物F-RNA噬菌体MS2 (MS2)、F-DNA噬菌体PRD1 (PRD1)和大肠杆菌的减少量。讨论了指示生物去除在病原体去除中的代表性和研究结果的意义。

  实验采用2根沙柱(长50 cm,直径10 cm)和来源于无氯未经处理地下水(pH 8.0, 1.47 mM)的市政自来水,过滤速率为1.1-1.3 m/d。采用胶体过滤理论和HYDRUS-1D 2点附着-分离模型对实验结果进行了分析。


  砂过滤过程中微生物的去除以静电相互作用为主,微生物粒径和疏水相互作用的影响不明显。尽管MS2、诺如病毒和埃可病毒的大小相似,但MS2不能充分代表沙过滤过程中诺如病毒、埃可病毒和腺病毒的减少。

  MS2低估了肠道病毒的减少量1.7-2.5 log。相比之下,PRD1的减少与这些病毒的减少相当,尽管它的运输与病毒的运输非常不同。对于给定的对数缩减,MS2所需的深度或距离将是所选病毒所需深度或距离的8 - 10倍,而PRD1仅为1.1 - 1.4倍。

  与肠道病毒相比,MS2转运具有更快的脱离率,致病性病毒可能在系统中停留更长时间,释放速度比MS2慢。

  大肠杆菌是一个稍微保守但足够的指标空肠梭菌,因为它们的减少是相似的。对于给定的对数减少,大肠杆菌和空肠梭菌所需的深度或距离将非常相似(大肠杆菌比空肠梭菌大1.03倍)。

  参考文献:

  Weaver L, Abraham P, Pang L, et al. Comparative reductions of norovirus, echovirus, adenovirus, Campylobacter jejuni and process indicator organisms during water filtration in alluvial sand[J]. Science of The Total Environment, 2023, 888: 164178.

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