生活污水中肠道病毒分布特性的定量PCR研究

为了明确污水中肠道病毒的分布及去除规律,采用定量PCR方法对西安市3个污水厂进行了为期一年的监测。结果表明,肠道病毒和人类肠道病毒在进水和二级出水中呈较高浓度,约分布在102~105copies/m L和102~104copies/m L范围内。肠道病毒和人类肠道病毒浓度呈现季节性变化,秋季浓度最高,冬季次之,春夏最低。经统计学分析发现,肠道病毒和人类肠道病毒浓度在3个水厂间无显著差异性(p0.05)且肠道病毒和人类肠道病毒很好地服从对数正态分布。通过病毒的检测数据及分布特性,明确了函数参数并确定人类肠道病毒占肠道病毒的39%。经过常规二级处理,肠道病毒可去除1.12 log左右,与人类肠道病毒去除率相近,且不同水厂对病毒的去除率也相近。     

铜银负载沸石基质雨水滞留池的除菌性能

针对城市水体的病原微生物污染问题,设计了以铜银负载沸石为基质的雨水滞留池模拟柱,用于去除合流制溢流水中的以大肠菌群为指示菌的病原微生物;通过静态实验考察了制备的载铜和载银沸石的铜、银的流失量和除菌效果,并用模拟柱进行了含不同大肠杆菌浓度的进水及合流制溢流水的除菌实验。结果表明:载铜沸石的Cu~(2+)流失量相对于载银沸石的Ag~+流失量更小;在10~5～10~7 CFU·L~(-1)的进水大肠杆菌浓度下,2种沸石柱的除菌率均在90%以上;在连续18 d的运行过程中,2种沸石实验柱对大肠杆菌浓度为10~6 CFU·L~(-1)的合流制溢流水的除菌率也保持在90%以上,且未受到水中的COD、TN、TP的影响。载铜和载银沸石基质滞留池可以有效地降低雨水中的病原微生物风险。     

指示水体病原污染的微生物及其检测

受粪便污染的水体可能含有严重威胁人类和动物健康的致病微生物,由于病原微生物在水环境中往往数量较少、检测比较困难,通常采用检测与病原微生物具有密切关系的指示微生物来指示和估计病原污染.指示微生物包括总大肠菌群及其替代微生物,已被广泛应用于水体污染程度检测等方面.总结了各种指示微生物的特性、应用范围以及检测方法等方面的最新研究进展.初步介绍了指示微生物和水环境之间的关系,着重介绍了判断病原微生物污染来源的指示微生物及其最新检测方法.     

水中肠道病毒检测方法的分析评价

采用Hep-2细胞分离培养水中的肠道病毒,根据肠道病毒5’-UTR核酸的保守区,建立了一种细胞培养与实时荧光定量PCR(ICC-RT-q PCR)联合检测感染性肠道病毒的方法。对RT-q PCR、TCID50和ICC-RT-q PCR 3种检测方法进行灵敏度、相关性分析,评价RT-q PCR、ICC-RT-q PCR用于估计水中感染性病毒含量的可行性。结果表明,RT-q PCR方法高估了水中病毒的感染性。肠道病毒低浓度(4.4×10-1~4.4×103TCID50/m L)时TCID50与ICC-RT-q PCR线性关系良好,相关系数R2=0.99。水样经浓缩,ICC-RT-q PCR检测病毒含量为1.0×103~3.2×104copies/L,估计含量为3~30 TCID50/L,与病毒感染性11~29 TCID50/L结果相近,检出率为83.3%。高于TCID50的检测结果(33.3%)。因此,ICC-RT-q PCR方法快速、灵敏,可对水中感染性肠道病毒进行准确的定量分析。     

三峡水库万州段沉积土粪便污染分析

为了探究三峡水库沉积土粪便污染情况,以万州段为例,在蓄水期采集了9个采样点的沉积土,分析了理化性质和微生物指标。结果发现,三峡水库万州段沉积土的pH为6.24～7.01,含水率为9.00%～25.70%,有机质质量分数为1.90%～3.70%,细菌总数为1.30×10~6～9.37×10~8 cfu/g,真菌总数为1.12×10~3～1.44×10~5 cfu/g,放线菌总数为8.33×10~4～8.85×10~8 cfu/g,总大肠菌群数为120～3 500MPN/g,耐热大肠菌群数为20～790MPN/g,大肠埃希氏菌数为20～210MPN/g。结果表明,三峡水库万州段沉积土受到了不同程度的粪便污染。总体而言,属于干流回水区或支流且位于江北、城市排污口下游的沉积土粪便污染较属于干流且位于江南、周围无排污口的沉积土严重。沉积土的理化性质与微生物指标基本没有相关性。但微生物指标之间基本可以相互印证,指示沉积土的粪便污染情况。     

浊度与微生物指标在污水再生处理系统中的去除特性及相关性

本研究考察了污水再生处理系统对颗粒物(包括浊度和粒径分布)和微生物指标(包括隐孢子虫、贾第鞭毛虫、粪大肠菌群和SC噬菌体)的去除特性以及不同指标间的相关关系。研究结果表明,污水再生处理系统对浊度的平均去除率为3.53-log,其中二级生化处理及砂滤对浊度的去除率较高,分别为1.52-log和1.35-log。粒径分析结果表明,絮凝沉淀后粒径均值达到最大值223.2μm;而再生水中粒径均值最小,仅为5.8μm。污水再生处理系统对各微生物指标的去除率为2.96-log~4.11-log。各处理单元中,二级生化处理单元对粪大肠菌群和SC噬菌体的去除率较高,分别为2.81-log及2.14-log;而砂滤对SC噬菌体去除效果较差,仅为0.18-log。从再生处理工艺整体上看,水样浊度、粪大肠菌群、SC噬菌体和两虫浓度具有显著相关性。而对于单个取样点,除污水厂进水中SC噬菌体和两虫浓度表现出一定相关性外,其他情况下各指标与两虫浓度间均无显著相关关系。     

城市污水处理工艺对宿主特异性标记物和肠道病原菌的去除效果

采用自制小型反应器模拟实验和实时荧光定量PCR检测方法,针对指示人类、犬类粪便污染的宿主特异性标记物,以及病原性大肠埃希氏菌、沙门氏菌和志贺氏菌等典型的肠道病原菌,分别考察了序批式活性污泥法(SBR)、混凝、过滤工艺对它们的去除效果。研究结果表明,SBR工艺的去除效果优于混凝和过滤工艺,对标记物和病原菌毒力基因的去除率都在93.5%以上。SBR工艺中初期短时间的搅拌即可去除大部分标记物和病原菌。在这3种处理工艺中,宿主特异性标记物与肠道病原菌毒力基因的去除率具有显著相关性,这说明宿主特异性标记物能够在一定程度上反映污水处理过程中肠道病原菌的含量。     

基于寡培养可视化的铀污染检测的微生物组合

为了评估监测铀污染对环境影响程度,为环境治理提供参考依据,本研究通过筛选获得对铀胁迫敏感和抗性的2类微生物,用以响应土壤或水体的铀污染,并考察其对铀污染响应灵敏度。实验筛选得到的红色敏感菌与粉色抗性菌经鉴定分别为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)和玫瑰色考克氏菌(Kocuria rosea),明显的菌落特征实现了微生物检测的可视化与简单化。通过寡培养基的应用,成功地以粘质沙雷氏菌:玫瑰色考克氏菌为1∶2的比例构建了微生物检测体系。经验证,该体系在水体中能够检测出铀的最低浓度约为5 mg·L~(-1),在土壤中能检出的铀浓度高于10 mg·kg~(-1)才有明显效果,表明本微生物组合对于监测水体和土壤铀污染是有效的。该体系为水体和土壤铀污染的微生物监测提供了前期技术基础。同时,寡培养方式的使用为外界因素对微生物的影响的"效果保真培养"提供了一定的参考。     

基于污水厂尾水的人工湿地系统中水体氮的水流方向分布特征及污染评价

天津临港人工湿地是以污水厂尾水为水源的组合人工湿地,为探究其水体形态氮的分布特征和污染状况,以该湿地系统为研究对象,采集并分析了湿地水样,基于GIS克里格插值法,对湿地水体形态氮和典型理化性质的分布和污染特征进行了研究,结合单因子污染指数法评价了水体污染程度。结果表明:湿地水体TN浓度为0.657～5.576 mg·L~(-1),其中NO_3~--N(0.095～3.920 mg·L~(-1))浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、NO_3~--N和NO_2~--N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;NH_4~+-N的分布相对复杂,在潜流和表流湿地下游与景观湖交汇处浓度最高,表流湿地浓度最低;pH和EC分别对NH_4~+-N和NO_3~--N的分布特征具有较大的影响作用。根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标(P_i1),调节塘TN污染最为严重,调节塘可作为TN优控区。以上结果有助于深入认识以污水厂尾水为水源的组合人工湿地中氮污染物的赋存形态及分布特征。     

凹形基底自然湿地中理化指标的分布特征

对凹形基底自然湿地中的底泥和不同水深的水体进行采样,研究了自然湿地中理化指标的分布特征,并初步分析其形成机制。结果表明:水体中总氮(TN)、总磷(TP)的分层现象明显,且TN、TP浓度随水深增加呈现先下降后上升的趋势;在水深为30~50cm处,TN、TP浓度最低;底泥中TN、TP浓度随水深增加而上升;在水深为30~50cm处,底泥中微生物数量最高。对降雨径流进入湿地及水流在湿地中的速度分布进行模拟分析,得出水流形态是导致湿地水体和底泥中TN、TP分布变化的重要因素,而水流形态又受基底形态的影响。