城市污水再生处理过程中病原性原虫的去除特性

通过定期监测北京市某城市污水再生处理过程各单元出水中的隐孢子虫和贾第鞭毛虫(两虫)浓度,系统考察了污水再生处理系统对两虫的去除特性.结果表明,原污水、初沉池出水、二沉池出水、絮凝沉淀池出水和砂滤池出水中隐孢子虫的平均检出量分别为238、179、6、1、0.3个·L-1,贾第鞭毛虫的平均检出量分别为1 568、1048、22、4、0.6个·L-1.污水再生处理系统对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的总去除率分别为2.98log(99.895%)和3.46log(99.965%).一级处理工艺对污水中两虫的去除效果并不理想,去除率分别只有0.13log和0.18log.二级生物处理对两虫的去除贡献最大,去除率分别达1.50log和1.67log.污水深度处理工艺(絮凝-沉淀-砂滤)能有效提高两虫的去除效果.污水厂进水中的两虫检出量随季节变化,雨季较低,旱季较高.     

澳大利亚中东部原始汇水保护区里的表吮贾第虫Giardia和隐小孢子虫Crptosporidium

我们首次证实在澳大利亚中东部没有都市和农业污染的原始汇水保护区的偏远小溪里存在着致病的原生动物表吮贾第虫(肠兰伯氏鞭毛虫)Giardia lamblia和隐小孢子虫Cryptosporidium parvum.     

污水再生处理絮凝工艺去除病原性原虫的机制分析

通过考察在不同的絮凝剂种类、投加量、pH和温度等操作条件下隐孢子虫和贾第鞭毛虫(以下简称"两虫")的去除特性,探讨了污水深度处理絮凝工艺去除病原性原虫的作用机制.研究发现,污水经絮凝处理后,水样中胶体的平均ζ电位与2种荧光微球(两虫替代物)去除率和剩余浊度的线性相关度不高(R:0.49、0.48、0.65);而2种荧光微球之间的去除率线性相关性较高(R=0.99),并且与水样剩余浊度的变化趋势呈一定的指数相关关系(R=0.92、0.95).因此,在本研究的各种絮凝工况下.卷扫网捕是去除病原性原虫和浊度的重要作用机制.在相同操作条件下,贾第鞭毛虫的去除率大于隐孢子虫.     

水质对污水再生絮凝工艺中病原性原虫去除的影响

 采用荧光微球模拟隐孢子虫和贾第鞭毛虫(简称两虫),考察了有机物和颗粒物的浓度、组成等水质特性对污水再生处理絮凝工艺中两虫去除特性的影响.结果表明,腐殖酸浓度增加可提高水样中胶体浓度,从而提高对两虫的去除率;而酪氨酸虽然能改变胶体表面性质,但不参与絮凝过程,故对两虫的去除率无明显影响.水样初始浊度对两虫去除率影响较小;但水样中颗粒物的粒径分布,特别是1nm～100μm粒子的比例与对两虫去除效果间存在较好的相关关系.     

污水再生处理系统中隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测方法的优化

隐孢子虫和贾第鞭毛虫是2种严重危害水质安全的病原性原生动物.与USEPA1623方法相比,以膜过滤-洗脱法作为浓缩方式的检测流程回收率较高且成本较低.本研究通过对膜过滤-洗脱环节和免疫磁性分离(IMS)过程进行改进和参数优化,建立了适用于污水再生处理系统的两虫检测方法.研究发现,对滤膜进行刮擦处理后隔夜浸泡,以及洗脱前剧烈振荡等操作能够显著提高并稳定回收率.投加高岭土浊液提高水样的浊度至4NTU更加有效地提高了低浊水样的浓缩回收率.离心浓缩后洗涤沉淀并进行2次酸解离是降低IMS过程水质干扰的有效措施.采用该优化方法对不同来源水样进行检测,隐孢子虫回收率超过70%,贾第鞭毛虫回收率超过80%,明显高于1623方法的接受标准(>24%).     

操作条件对污水再生处理絮凝工艺中病原性原虫去除特性的影响

再生水中的隐孢子虫和贾第鞭毛虫会通过直接或间接的方式影响人体健康.与传统的消毒手段相比,絮凝、澄清、过滤等污水深度处理工艺能有效地控制两虫污染.本研究主要考察了絮凝剂种类、投加量、pH和温度等操作条件对污水再生处理絮凝过程中病原性原虫去除特性的影响.结果发现,污水絮凝过程中,pH为6～8时两虫的去除率较高,低温条件不利于两虫的去除.氯化铁对两虫的去除率随投加量的增加而增加;硫酸铝絮凝和聚合氯化铝的最佳投加量分别为70 mg/L和20　mg/L左右.     

饮用水中隐孢子虫qPCR检测研究

分子生物学的发展推动了分子技术在病原体检测诊断中的应用,建立成熟可靠的饮用水中隐孢子虫的分子检测方法也迫在眉睫.本研究直接提取饮用水浓缩液DNA,对隐孢子虫卵囊目的基因进行定量PCR(quantitative PCR,简称qPCR)检测,并对该体系进行了综合优化.本研究比较了不同冻融处理及不同DNA提取试剂盒对隐孢子虫卵囊DNA提取效果,结果显示,QIAamp DNA Mini kit配合冻融前处理(液氮/沸水5个循环)提取DNA含量较高,用这种方法可以提取到(4±1)个隐孢子虫卵囊DNA.本研究比较了隐孢子虫SYBR green染料法及Taqman探针法qPCR,结果显示,探针法和染料法均可以检测到10个18S rRNA基因拷贝(一个隐虫卵囊含有20个18S rRNA基因拷贝).采用该检测体系测定的去离子水和水源水中隐孢子虫的加标回收率分别达到了55%和46%;本研究提供了饮用水中隐孢子虫检测的一种可行性分子方法.     

超声灭活饮用水中隐孢子虫研究

为研究超声对饮用水中隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的灭活情况,考察了超声频率、功率、pH值和温度对灭活率的影响,通过形态学观察初步探讨了超声灭活隐孢子虫的机制,并进行了灭活动力学分析.结果表明,低频有利于隐孢子虫灭活,19.8kHz, pH7.2,温度(20±1)℃条件下超声15min灭活率可达92.5%,频率升高灭活率反而下降.在本实验条件下,超声功率103W对隐孢子虫的灭活效果与151W的相近,pH值对超声灭活隐孢子虫的影响不大,36℃超声灭活15min灭活率为95.6%,而在9℃下超声15min灭活率为88.3%,水温升高有利于灭活.灭活前后的形态学变化表明超声空化作用导致细胞膜破坏,细胞质流出从而起到灭活孢囊的效果.超声灭活隐孢子虫遵循假一级反应动力学,灭活隐孢子虫以低频率高功率的效果最好,可认为隐孢子虫的灭活以超声空化的强度为主.     

超声灭活饮用水中隐孢子虫研究

为研究超声对饮用水中隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的灭活情况,考察了超声频率、功率、pH值和温度对灭活率的影响,通过形态学观察初步探讨了超声灭活隐孢子虫的机制,并进行了灭活动力学分析.结果表明,低频有利于隐孢子虫灭活,19.8kHz,pH7.2,温度(20±1)℃条件下超声15min灭活率可达92.5%,频率升高灭活率反而下降.在本实验条件下,超声功率103W对隐孢子虫的灭活效果与151W的相近,pH值对超声灭活隐孢子虫的影响不大,36℃超声灭活15min灭活率为95.6%,而在9℃下超声15min灭活率为88.3%,水温升高有利于灭活.灭活前后的形态学变化表明超声空化作用导致细胞膜破坏,细胞质流出从而起到灭活孢囊的效果.超声灭活隐孢子虫遵循假一级反应动力学,灭活隐孢子虫以低频率高功率的效果最好,可认为隐孢子虫的灭活以超声空化的强度为主.     

应用FCM-qPCR方法定量检测水中常见病原体

以往对水体病原体的研究主要是通过监测粪大肠杆菌作为指示,然而研究表明粪大肠杆菌与水中病毒和细菌病原体呈现出较差的相关性.因此,选取水中典型病原体并对其进行定量检测是当前需要解决的技术问题.为此本研究建立了流式细胞术和定量PCR联合使用方法,用于快速获取水环境中总病毒、细菌以及几种典型病原体(大肠杆菌、军团菌、腺病毒、贾第虫和隐孢子虫等)的浓度水平,并将该方法应用到污水处理厂进出水及受纳河流上下游的病原体检测中.结果表明,该污水处理厂对总细菌和总病毒以及几种典型病原体都具有较高的去除率(93%);污水处理厂排水对受纳水体病原体浓度水平基本没有负面影响.研究为评估污水处理厂处理效果及排水对受纳水体的生态影响提供了技术支持.     

臭氧对枯草芽孢杆菌孢子的灭活研究

隐孢子虫灭活困难,给饮用水安全带来了挑战。实验以枯草芽孢杆菌孢子(ATCC6633)作为隐孢子虫的指示菌,研究了臭氧浓度、浊度、有机物、温度等因素对臭氧灭活枯草芽孢杆菌孢子的影响。研究表明,臭氧对枯草芽孢杆菌孢子的灭活与CT值相关,臭氧浓度对消毒效果影响较小;降低浊度、有机物含量,能提高臭氧对枯草芽孢杆菌孢子的灭活效率;温度降低,为保证一定的消毒效率,所需的CT值越大。研究结果为水厂合理控制运行参数提供了借鉴。     

Simultaneous Concentration of Enteric Viruses and Protozoan Parasites: A Protocol Based on Tangential Flow Filtration and Adapted to Large Volumes of Surface and Drinking Waters

A filtration system, based on tangential flow filtration (TFF) followed by ultracentrifugation was developed in order to concentrate simultaneously viruses and parasites from large volumes of water. For TFF, no pre-treatment of the membrane is performed but a post-rinsing step using high pH-beef extract-based eluant. Applying our protocol to 20 l of surface waters spiked with vaccinal poliovirus-1, ϕX174 and MS2 bacteriophages resulted in an averaged viral recovery of 75% by TFF and 91% by ultracentrifugation (total viral recovery of 70%). Our protocol was further applied to 31 environmental samples including surface, ground and drinking waters from the Grand Duchy of Luxembourg in order to assess the occurrence of protozoan parasites (Cryptosporidium parvum and Giardia lamblia (oo)cysts), pathogenic viruses (enterovirus, norovirus and adenovirus) and infectious bacteriophages (somatic coliphages and F-specific phages) in these samples. High viral recovery rates of > 70% were confirmed concentrating environmental strains of somatic and F-specific coliphages from non-spiked surface waters. Parasites and enteric viruses were detected in 86 and 40% of the surface waters used for drinking water production, respectively. Infectious bacteriophages were isolated from all surface waters and in two out of seven (29%) groundwaters revealing a susceptibility of the corresponding wells to viral pollution. TFF-based method proved to be efficient for surveying the occurrence of non-bacterial pathogens such as enteric viruses and protozoan parasites in large volumes of environmental waters.     

水处理中膜分离技术种类及特性研究

随着时代进步,科技发展,中国的环境问题尤其是水污染日益严重,而饮用水质量紧密关系着人们的健康,所以保证饮用水的水质安全,是给水厂重要的使命与责任.膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征具有自身独特的优势.给水厂的常规处理工艺已然不能满足水质的要求,深度处理虽能大大提高水质,但是国内逐渐发展起来的超滤技术在去除水中致病微生物方面效果显著.简要介绍膜分离技术的种类及在给水处理中的应用.     

水源性贾弟虫病(giardiasis)研究进展

贾弟虫(Giardia)是一种世界性分布的体内寄生原生动物,可感染家畜、野生动物和人类。该虫可通过饮用水源等水体传播,其所导致的贾弟虫病(giardiasis)是最频发的水源性疾病之一,典型症状是腹泻、腹痛、反胃、呕吐、胃胀和发烧。本文综述了贾弟虫的分类、流行病学和检测方法等,目的是提出疾病预警系统,建立快速响应机制,以防止饮用水中贾弟虫病爆发。     

饮用水源地生态防护与水质改善的研究

分析了当前饮用水水源地的水质状况,介绍了3种水源地生态防护与水质改善的方法：生态护坡、人工介质富集微生物、水生植物型人工湿地．并展望了它们的应用前号。     

利用深层地下水防治大骨节病分析

大骨节病是一种骨关节变形地方性慢性病。该病病因复杂,以生物地球化学和地球化学生态学理论为指导,在研究区进行水文地质环境调查,并对饮水水样分析对比,发现病区饮水水源低矿化度、高腐殖酸是大骨节病患病的重要因素,据此在病区开展改水工程,探讨利用深层地下水改善病区饮水水质和提高居民生活水平的有效性,为大骨节病致病水源假说提供相关的理论依据,同时为病区综合防治大骨节病提供相关经验。     

Risk assessment of Giardia in rivers of southern China based on continuous monitoring

The occurrence and risks of Giardia in China have been unclear to date, which has made it difficult to properly manage source water as well as to create reasonable drinking water standards. The levels of Giardia in river networks of several cities in Zhejiang Province, China were found to be in the range of 0-5 oocysts/10 L in the rainy season in 2008. The mortality due to Giardia infection for people in this region was calculated to be from 0 to 1.95 × 10^-8 persons using a conditional probability equation. Based on multiple unboiled water intake routes, the disability-adjusted life years (DALYs) due to Giardia infection for people who consumed conventionally treated water was 0.625 (95% CI: 0.137-2.05) per 10⁵ persons, with the symptom of hospitalization making the highest contribution to total DALYs (0.56 per 10⁵ persons; 95% CI: 0.122-1.84). The DALYs decreased to 0.425 (95% CI: 0.137-2.05) per 10⁵ persons per year for those consuming water treated with advanced technology. These values were lower than the acceptable risk (1.97 × 10^-5 DALYs per year). This study revealed the risk of Giardia infection to the people in river networks of Zhejiang Province for the first time, and provides a method to evaluate the risk of Giardia infection. The results are useful for the modification of drinking water quality standards based on cost-benefit analysis.     

反渗透膜在分散型农村饮用水深度处理中开发应用研究

以反渗透膜为主,综合集成超滤、微滤、砂滤、活性碳吸附、紫外线消毒等技术措施．设计安装了适合农村自来水、井水、河水不同饮用水源深度净化处理的3套设备。运行结果表明,设备对于饮用水源中的有机物、微生物、色味臭,以及自来水中的余氯,处理效果非常明显。研究成果为解决分散型农村安全饮用水问题．提供了比较好的技术方案。