二氧化氯灭活水中隐孢子虫的影响因素及机理研究

以荧光活体染色法研究了ClO2浓度、灭活时间、浊度、pH值、温度、有机物含量等,对ClO2灭活隐孢子虫效果的影响,并利用扫描电镜和蛋白质实验初步探究了灭活机理.结果显示,当pH7.0,水温为25℃,浊度为1NTU时,投加3mg/L ClO2经过120min,可以达到最适消毒效果(存活率小于1%),隐孢子虫的灭活率与ClO2投加浓度、作用时间成非线性正相关.浊度是影响ClO2灭活隐孢子虫的主要因素,浊度越低,灭活效果越佳;水温(较)低,灭活效果稍差;酸性较于碱性更适宜ClO2灭活隐孢子虫;可溶性有机物一定程度上影响ClO2的灭活效果.扫描电镜和蛋白试验表明,ClO2主要破坏其细胞表面结构,从而引起隐孢子虫死亡.     

氯对紫外线灭活枯草芽孢杆菌的协同作用

以枯草芽孢杆菌为研究对象,研究了紫外线和氯单独及联合作用时的灭菌效果.结果表明,单独氯消毒时,对枯草芽孢杆菌的灭活效果很低,CT值为300(mg·min)/L时,灭活率仅为0.53个对数级;单独紫外线消毒对枯草芽孢杆菌有较好的灭活效果,紫外线剂量为40mJ/cm²时,对其有3.3个对数级的灭活效果.紫外线和氯联合消毒时,对枯草芽孢杆菌的灭活效果大大增强,当紫外线剂量为40mJ/cm²,氯的CT值为300(mg·min)/L时,对枯草芽孢杆菌的灭活率可达6.2个对数级,远高于二者单独作用效果之和.紫外线与氯的作用顺序对消毒效果有明显影响,以先紫外线照射后再加氯的效果最好.通过Berenbaum公式计算可知,紫外线与氯联合灭菌是一种协同作用,并且随着紫外线剂量及氯投量的增加,协同作用增强.     

氯气灭活饮用水中隐孢子虫的影响因素

应用荧光活体染色法研究Cl2在水体中杀灭隐孢子虫的效果,并探讨投加量、作用时间、浑浊度、pH值、温度、有机物含量等对Cl2灭活隐孢子虫效果的影响规律,找出最佳投加量和作用时间.结果显示,隐孢子虫浓度1×106个/mL,温度22℃,pH7.0,浊度为1.0NTU,氯气投加量大于6.3mg/L,反应时间360min,隐孢子虫的灭活率可以达到预期灭活效果(灭活率﹥99.0%).隐孢子虫的灭活率与氯气投加量和作用时间成正相关;灭活率随着浑浊度增加逐渐下降,浑浊度0.1~20.0NTU范围内,氯气投加量为6.3mg/L,作用时间大于900min,即可保证隐孢子虫的灭活率符合预定要求;在弱酸性条件下氯气灭活隐孢子虫能力强于碱性条件,反应温度(5.0~35.0℃)范围内,隐孢子虫的灭活率与温度成正相关;HA浓度0~10.0mg/L,作用时间为360min时,灭活率随有机物浓度增加而降低.当作用时间为900min时,水中隐孢子虫的灭活率均大于99.0%.     

臭氧灭活水中贾第虫影响因素研究

为研究O3在水体中杀灭贾第虫的效果,利用荧光活体染色法探讨了不同因素(CT值、pH值、温度、浊度、有机物含量和无机离子等)对O3灭活贾第虫效果的影响.结果表明,O3灭活贾第虫整个过程可分为指数和缓慢灭活期,指数灭活期反应速度明显快于缓慢灭活期[k1=(5.64±0.023)×10-1mg·min,k2=(2.72±0.002)×10-2mg·min,k1k2];浊度0.1～20NTU,温度5～35℃,pH值6.0～9.0,HA在0.5～10.0mg/L浓度范围内,浊度越低,灭活效果越好;随温度上升,O3灭活贾第虫的能力减弱;酸性较碱性条件下臭氧杀灭贾第虫的能力更强;有机物浓度越高,在反应体系中与贾第虫发生了竞争作用,降低了灭活率;水中阴离子对灭活率的影响次序为:NO3-NoneSO24-HCO3-,而阳离子(Ca2+、Mg2+和Cu2+)均对灭活起到一定促进作用;当臭氧CT值≥15.0min·mg/L,在饮用水消毒的浊度、温度、pH值、有机和无机杂质浓度范围内,贾第虫的灭活率均在99.0%以上.     

紫外/超声协同灭活隐孢子虫的影响因素及机制

为研究UV/US（Ultraviolet/Ultrasonic,紫外/超声）协同对水中隐孢子虫的灭活机制,采用UV灯（功率为14 W）与US发生器（频率为20 kHz,功率为150 W）组合装置协同灭活隐孢子虫,考察pH、温度、浊度和HA（腐殖酸）对UV/US协同灭活隐孢子虫的影响,并通过SEM（扫描电镜）、蛋白质试验和琼脂糖凝胶电泳检测对灭活机制进行了探讨.结果表明:pH对UV/US杀灭隐孢子虫的影响不大,碱性条件下灭活率略高于中性和酸性条件;温度对灭活率有一定影响,5℃下灭活率较低,随温度的上升,灭活率逐渐提高,25℃下10 min灭活率可达99%以上;悬浮物抑制隐孢子虫的灭活,浊度为40 NTU时,UV/US作用25 min的灭活率仅为93.88%;HA对灭活的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制;ρ（HA）高于10 mg/L时,继续增大ρ（HA）对隐孢子虫灭活率影响不大.研究显示:UV/US协同作用对隐孢子虫的灭活机制主要是使其卵囊破裂,同时损伤了隐孢子虫胞内的DNA.      

臭氧灭活水中铜绿微囊藻影响因素研究

为研究臭氧在水体中杀灭铜绿微囊藻的效果,利用中性红染色法探讨了不同因素(臭氧投量、作用时间、pH值、温度、浑浊度、初始藻细胞密度等)对臭氧灭活铜绿微囊藻效果的影响.结果表明,随着臭氧投量和作用时间的延长,藻灭活率明显增加.当浑浊度0.5~20NTU,温度5~35℃, pH值6.0~9.0,同时浊度越低,灭活效果越好;随温度上升,臭氧灭活铜绿微囊藻能力减弱;碱性较酸性条件下臭氧杀灭铜绿微囊藻的能力更强.藻样初始浓度对杀藻效果影响较大,细胞密度增大,杀藻效果急剧下降.当初始藻细胞密度为1.0×107cells/L,臭氧投量为2.0mg/L,作用时间40min以上时,在饮用水消毒的浊度、温度、pH值范围内,铜绿微囊藻的灭活率在99.0%以上,繁殖能力降低到0.     

微波无极紫外光对自来水中微生物的灭活作用

选取大肠杆菌和枯草芽孢杆菌分别代表自来水中易被灭活和不易被灭活的微生物,研究了微波无极紫外光最佳杀菌效果的极限浊度和照射时间。在此条件下,考察了自来水中大肠杆菌和枯草芽孢杆菌杀灭情况,并与普通中压汞灯进行比较。结果表明:最佳照射时间为210s,微波无极紫外光杀菌率高达99.92%;为了获得最佳的杀菌效果,原水浊度应<8NTU,杀菌的极限浊度为40NTU;微波无极紫外光在180s时,对大肠杆菌的杀菌率达到100%;在300s时,对枯草芽孢杆菌的杀菌率达到100%,明显高于普通中压汞灯产生的紫外线杀菌效果。     

超声灭活水中隐孢子虫影响因素及机制

采用超声灭活隐孢子虫卵囊,超声频率为19.8kHz,功率为151W,温度控制在(20±1)℃, 探讨了浊度、ρ(腐殖酸)及无机离子质量浓度对超声灭活隐孢子虫的影响,并通过扫描电镜观察及动力学分析探究了超声灭活隐孢子虫的机制. 结果表明:在浊度为0~21.46NTU范围内,隐孢子虫的灭活率先升后降,浊度为1.13NTU时灭活率最高,为94.7%;隐孢子虫灭活率随ρ(腐殖酸)的增加而降低,当ρ(腐殖酸)为50.0mg/L时灭活率降至78.4%. Cu2+、Mn2+和SO₄2-对灭活率影响较小,当ρ(Cu2+)为0.5mg/L时,隐孢子虫灭活率(93.2%)比未添加Cu2+时增加了0.7%;ρ(CO₃2-)增加,隐孢子虫灭活率下降,当ρ(CO₃2-)为150mg/L时灭活率降至82.5%. 扫描电镜形态学观察表明,超声可破坏隐孢子虫细胞结构;动力学分析表明,自由基氧化作用对灭活率的贡献为15.6%,说明超声灭活隐孢子虫的主要机制为空化作用产生的机械剪切作用.      

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.     

Investigation of UV-TiO2 photocatalysis and its mechanism in Bacillus subtilis spore inactivation

The inactivation levels of Bacillus subtilis spores for various disinfection processes （ultraviolet （UV）, TiO2 and UV-TiO2） were compared. The results showed that the inactivation effect of B. subtilis spores by UV treatment alone was far below that for bacteria without endospores. TiO2 alone in the dark, as a control experiment, exhibited almost no inactivation effect. Compared with UV treatment alone, the inactivation effect increased significantly with the addition of TiO2. Increases of the UV irradiance and Ti02 concentration both contributed to the increase of the inactivation effect. Lipid peroxidation was found to be the underlying mechanism of inactivation. Malondialdehyde （MDA）, the degradation product of lipid peroxidation, was used as an index to determine the extent of the reaction. The MDA concentration surged surprisingly to 3.24 nmol/mg dry cell with the combination disinfection for 600 see （0.10 mW/cm2 irradiance and 10 mg/L TiO2）. In contrast, for UV alone or TiO2 in the dark, the MDA concentration was 0.38 and 0.25 nmol/mg dry cell, respectively, under the same conditions. This indicated that both UV and TiO2 were essential for lipid peroxidation. Changes in cell ultrastructure were observed by transmission electron microscopy. The cell membrane was heavily damaged and cellular contents were completely lysed with the UV-TiO2 process, suggesting that lipid peroxidation was the root of the enhancement in inactivation efficiency.     

臭氧水杀灭模式微生物效果的试验研究

臭氧水对所选择的模式生物(大肠杆菌、不动杆菌)均有很强的杀灭作用。随着施加臭氧水剂量(浓度)的上升,模式生物的灭活率显著上升;在1 mL的大肠杆菌菌液中滴加2 500μL臭氧水就可以将浓度约为106 CFU/mL的大肠杆菌全部杀灭;在1mL的不动杆菌菌液中滴加1 750μL臭氧水就可以将浓度约为106CFU/mL的不动杆菌全部杀灭,而且杀灭细菌效果持久,均无细菌再生现象。大肠杆菌对于高浓度臭氧水的抗性大于不动杆菌,其灭活速率K值分别为0.192 min-1、0.279 9 min-1,Chick一级反应动力学模型能够体现出大肠杆菌、不动杆菌的灭活特性,所得结论与实验结果一致。     

Effects of UV/Ag-TiO2/O3 advanced oxidation on unicellular green alga Dunaliella salina: Implications for removal of invasive species from ballast water

The UV/Ag-TiO2/O3 process was investigated for ballast water treatment using Dunaliella salina as an indicator. Inactivation curves were obtained, and the toxicity of e uent was determined. Compared with individual unit processes using ozone or UV/Ag-TiO2, the inactivation e ciency of D. salina by the combined UV/Ag-TiO2/O3 process was enhanced. The presence of ozone caused an immediate decrease in chlorophyll a (chl-a) concentration. Inactivation e ciency and chl-a removal e ciency were positively correlated with ozone dose and ultraviolet intensity. The initial total residual oxidant (TRO) concentration of e uent increased with increasing ozone dose, and persistence of TRO resulted in an extended period of toxicity. The results suggest that UV/Ag-TiO2/O3 has potential for ballast water treatment.     

紫外灭活水中3种致病性曲霉的效能及其光复活控制

以饮用水中常见的3种曲霉（黑曲霉 Aspergillus niger、黄曲霉 Aspergillus flavus、烟曲霉 Aspergillus fumigatus）为研究对象,紫外线作为消毒手段,研究其灭活效能与机制及紫外控制曲霉光复活的效果.结果表明,由于孢子尺寸、孢子色素、疏水性的不同,灭活结果存在差异,3种曲霉孢子对紫外的抗性为：黄曲霉>黑曲霉>烟曲霉.三者的灭活速率常数（k）符合Chick-Watson模型,黑曲霉,黄曲霉,烟曲霉的k值分别为0.027,0.026,0.031cm²/mJ,大小顺序与灭活难度一致.紫外线通过穿透真菌孢子的细胞壁和细胞膜,阻断DNA复制和转录,最终造成细胞膜损伤以及胞内ROS水平的升高,灭活后的孢子呈现出明显凹陷并且表面表现出褶皱.3种曲霉孢子的光复活率和最大存活率：黑曲霉>黄曲霉>烟曲霉,其光复活差异是由于胞内的光解酶的数量和活性差异引起.     

几种常见氧化剂对水中摇蚊幼虫氧化杀灭效能的试验研究

进行了几种水处理氧化剂———氯气、二氧化氯、臭氧对水体中摇蚊幼虫灭活效果的试验研究,并对原水中摇蚊幼虫经二氧化氯预氧化、混凝沉淀后的灭活效果进行了考察.结果表明,二氧化氯对摇蚊幼虫的灭活效果受水体pH值、有机物含量和藻类含量影响较小,与其它2种氧化剂相比,二氧化氯对原水中摇蚊幼虫具有更好的灭活作用;混凝烧杯实验证实,原水中的摇蚊幼虫经混凝沉淀后,与矾花沉降,不会对沉后的水产生影响;并且二氧化氯投加量1.0mg·L-1时,摇蚊幼虫在24h内死亡,投加量2.0mg·L-1时,死亡时间为6h;采用预投二氧化氯的水处理工艺可以起到控制摇蚊幼虫在沉淀池中孳生的作用.     

O3/H2O2法灭活水中剑水蚤类浮游动物

为解决水源水中孳生的水蚤类浮游动物难以被常规的水处理工艺有效地去除,困扰水厂正常生产运行的问题,进行了O2氧化、H2O2氧化和O3／H2O2高级氧化对水体中剑水蚤类浮游动物灭活效果的试验研究．发现3种方法中,O3／H2O2联合时除蚤效果最佳,在蒸馏水中投量为031．0mg／L、H2O24mg／L时,接触30min达到100％的灭蚤率;单独O3氧化效果也较好,投加1．0mg／L的灭蚤率为80％;H2O2氧化效果不理想,投加4mg／L几乎无灭蚤效果。进而考察确定了03／H2O2灭活剑水蚤的最佳工艺条件为：先加O3后加H2O2,投加间隔时间30～60s为宜;并探讨了H2O2投量、水体pH值以及有机物含量对O3／H2O2系统灭活剑水蚤效果的影响。试验中发现H2O2投量在4～10mg／L之间效果无较大变化,有机物含量对灭蚤影响较大,pH值的影响则较小。最后对O3／H2O2预氧化与水处理混凝沉淀工艺的协同除蚤效能进行了考察。结果表明,O3／H2O2预氧化与水处理混凝沉淀工艺的协同作用将会进一步提高除蚤的效果。     

产α-淀粉酶菌株液体培养条件的探讨

目的是探讨在液体培养条件下枯草芽胞杆菌(B.subtilis HY-02)降解淀粉的影响因素。方法是设0、0.5%、1%、1.75%四种淀粉浓度的培养基,接种细菌后,在32℃的温箱、水浴、振荡三种条件下培养,连续检测α-淀粉酶活性及淀粉浓度。结果为温箱、水浴培养:96h后,1%淀粉瓶α-淀粉酶活性、分解淀粉最明显,1.75%淀粉瓶存在抑制酶活性的现象。振荡培养:1.75%淀粉瓶优于其他组。结论是初始淀粉浓度、培养方式对枯草芽胞杆菌α-淀粉酶活性影响较大,也直接影响了淀粉的分解。     

氯灭活地下水源中3种优势真菌的效能与机制

地下水源中真菌大量繁殖会产生嗅味,引发毒性反应以及产生大量肉眼可见的絮状物,严重影响供水水质.以地下水源中3种优势真菌木霉属、青霉属、枝孢属为研究对象,以氯为消毒剂,通过研究真菌孢子胞内物质泄漏,胞外三磷酸腺苷(ATP),脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质增加及孢子形态变化,探明了氯灭活3种真菌孢子的效能与机制.结果表明,氯灭活真菌孢子符合一级动力学,满足Chick模型,3种真菌的耐氯性为:木霉属青霉属枝孢属,真菌孢子尺寸越大,亲水性越强,灭活效果越好.氯灭活后,胞内物质泄漏,胞外特征物质(ATP、DNA、蛋白质)显著增加;氯对细胞表面破坏严重,灭活后真菌孢子凹陷,表面褶皱.综上所述,氯首先作用于孢子表面,降低孢子的可培养性,进一步作用使细胞的通透性屏障受损,导致胞内特征物质释放,以致孢子死亡.