發(fā)布時(shí)間：2020-09-07 13:03

　　 污水中存在的病毒類(lèi)型眾多,不同病毒甚至同一病毒不同型別間的致病性及抵抗力均有所差別,由此所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)也不同。而再生水以污水作為原水,當(dāng)其處理不充分或存儲(chǔ)不當(dāng)時(shí),也會(huì)增加人體的暴露風(fēng)險(xiǎn)。但是目前并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水中的病毒性污染進(jìn)行評(píng)價(jià),因此,更全面的了解污水及再生水中病毒的賦存及分布特性對(duì)控制預(yù)防病毒性污染、保障水質(zhì)安全及降低人類(lèi)健康風(fēng)險(xiǎn)都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于核酸檢測(cè)的PCR方法及其衍生技術(shù)具有檢測(cè)周期短、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已在環(huán)境病毒學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用。本研究應(yīng)用這些先進(jìn)方法進(jìn)行病毒檢測(cè),以快速分析樣品中病毒的來(lái)源、分布及變化規(guī)律。本論文是國(guó)家自然科學(xué)基金重大國(guó)際合作項(xiàng)目的部分研究?jī)?nèi)容,以水質(zhì)衛(wèi)生安全保障為出發(fā)點(diǎn),以揭示污水與再生水中的病毒性污染為目標(biāo),選取腸道病毒(包含手足口病病毒)、腸胃炎病毒等作為水中典型病毒,建立了適用于城市污水水樣檢測(cè)的病毒濃縮方法、腸道病毒PCR-DGGE檢測(cè)方法及用于分析典型腸胃炎病毒與手足口病主要病毒分布特征的分子生物學(xué)檢測(cè)方法;將建立的方法用于實(shí)際污水和再生水的檢測(cè),證明了方法的適用性;針對(duì)污水處理和再生過(guò)程,分析了水中典型病毒的賦存、分布及變化情況;通過(guò)腸道病毒示蹤劑實(shí)驗(yàn)研究了不同處理過(guò)程中病毒核酸及感染性的變化。論文的主要工作和成果如下:(1)以建立適用于城市污水水樣的病毒濃縮方法為目的,進(jìn)行了三種病毒濃縮方法的比較和分析。研究不同水樣對(duì)病毒回收率的影響,結(jié)果表明PEG濃縮法對(duì)懸浮顆粒較多的污水處理廠原污水及二級(jí)處理水中的病毒具有較高的回收率;而膜吸附洗脫法則對(duì)低濁度的湖水中的病毒具有較好的回收效果,同時(shí)需要與PEG濃縮法連用進(jìn)行病毒二次回收以提高檢測(cè)靈敏度;Si O2吸附法對(duì)各種水樣的病毒回收效果均較差。(2)以研究典型病毒在水中的賦存和分布為目的,建立了適用于水中腸道病毒的PCR-DGGE檢測(cè)法及典型腸胃炎病毒的(半)巢式PCR檢測(cè)法。運(yùn)用建立的方法對(duì)污水處理和回用系統(tǒng)進(jìn)行考察,結(jié)果表明,利用擴(kuò)增位點(diǎn)位于腸道病毒5’UTR中部的通用引物A和變性劑梯度范圍為10%~40%的10%聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行PCR-DGGE檢測(cè),能有效分離不同型別的腸道病毒。結(jié)合腸道病毒與典型腸胃炎病毒的檢測(cè),結(jié)果表明:污水中病毒的來(lái)源廣泛,病毒強(qiáng)度在生化反應(yīng)階段有一定程度降低,在后續(xù)膜生物反應(yīng)器(MBR)中能得到大幅度去除,最終通過(guò)氯消毒得到徹底滅活。但再生水進(jìn)入人工湖后又有病毒檢出,表明其受到一定的面源污染。腸胃炎病毒的檢出易受時(shí)間、地域及感染人群等因素影響,而腸道病毒的檢出頻度高,型別相對(duì)穩(wěn)定,其中PV1穩(wěn)定存在于消毒以外的各個(gè)處理單元中。因此,腸道病毒更適合作為病毒性污染的指示物。(3)以腸道病毒中可能引發(fā)手足口病的EV71、CVA16及CVA10三種病毒為切入點(diǎn),建立了相應(yīng)的PCR檢測(cè)方法,考察了城市污水中手足口病病毒的出現(xiàn)情況、構(gòu)成及其與腸道病毒、常規(guī)污染指標(biāo)的關(guān)系。以RNA 5’UTR至VP2區(qū)核酸序列為擴(kuò)增點(diǎn)位設(shè)計(jì)通用引物,并優(yōu)化PCR反應(yīng)條件,建立了手足口病病毒的半巢式PCR檢測(cè)方法。對(duì)污水處理廠進(jìn)水和出水進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果表明:三種手足口病病毒在4~7月份檢出率較高,與手足口病頻發(fā)的季節(jié)相一致;CVA10是采樣期污水中主要存在的手足口病病原體。手足口病病毒的檢出與腸道病毒的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng),但與進(jìn)水常規(guī)水質(zhì)指標(biāo),尤其是SS顯著正相關(guān)。(4)以考察污水處理不同階段中病毒核酸及感染性的變化為目的,進(jìn)行了腸道病毒示蹤劑實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:病毒核酸與感染性的變化規(guī)律有一定差異;無(wú)機(jī)顆粒可導(dǎo)致病毒核酸及感染性的降低,最大降低率約為0.8~0.9-log;活性污泥導(dǎo)致病毒感染性的降低率(~1.7-log)大于核酸的降低率(~1.2-log),說(shuō)明污泥中微生物作用會(huì)導(dǎo)致病毒活性降低;膜過(guò)濾對(duì)病毒的去除作用受膜孔徑影響明顯,對(duì)一定孔徑的膜而言,病毒感染性的去除率與核酸的去除率基本相當(dāng);次氯酸鈉與紫外線(xiàn)消毒對(duì)病毒的去除取決于Ct值,一定Ct值的條件下,感染性的喪失略慢于核酸的破壞;在自然條件下,病毒更易在低溫下存活,且病毒感染性的降低略低于核酸。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類(lèi)】：X703
【部分圖文】：

.8 腸胃炎病毒檢出樣本數(shù)月分布圖 （A）原污水-FS；（B）A2O 出水-AO；（C）湖水-LWFig 3.8 Monthly variation of occurrence of gastroenteritis viruses(A) raw sewage (FS) (B) A2O effluent (AO) (C) lake water (LW)對(duì)于不同采樣時(shí)間而言，如圖 3.8 所示，可以看出 4~6 月份病毒陽(yáng)性率相對(duì)較表明這一段時(shí)間典型腸胃炎病毒在系統(tǒng)中較為流行。典型腸胃炎病毒的流行與年份、氣候、地理環(huán)境、易感染人等都有密切的聯(lián)系，而本研究中污水處統(tǒng)主要接納學(xué)校污水，故學(xué)生在校期間，可能感染人群相對(duì)增多，病毒檢出較高。但是若要準(zhǔn)確識(shí)別腸胃炎病毒在本地區(qū)的流行季節(jié)，仍需后續(xù)進(jìn)行定測(cè)分析。對(duì)于不同腸胃炎病毒而言，其檢出率各不相同。其中，HuNoV 的檢出頻率最為 52.1%（50/96）；HRV 次之，為 32.3%（31/96）；HuSaV 的檢出率略低于V，為 31.1%（30/96）；HAstV 的檢出率最低，為 15.6%（15/96）。這與先前西區(qū)病毒性腸胃炎流行病原學(xué)調(diào)查結(jié)果相似[152]。在以往的腸胃炎病毒監(jiān)測(cè)研究

有針對(duì)性的對(duì)某一特定致病類(lèi)別的腸道病毒進(jìn)行檢測(cè)，尤其是對(duì)其分析檢測(cè)的報(bào)道還并不多見(jiàn)。認(rèn)為，污水處理過(guò)程中格柵等物理方法對(duì)病毒的影響甚微，故本研出水表征原污水（進(jìn)水），二沉池出水表征二級(jí)處理水（出水）。通的 HFMD 病毒半巢式 PCR 方法對(duì)細(xì)格柵出水及二沉池出水進(jìn)行為期測(cè)，結(jié)果表明：83.8%（25/30）的細(xì)格柵出水樣品及 36.7%（11/30水樣品顯示為 HFMD 病毒陽(yáng)性。由此可推測(cè)該地區(qū) HFMD 病毒長(zhǎng)期水中，甚至是二級(jí)出水中。如圖 4.7 所示，表明了采樣期間樣品陽(yáng)性況。對(duì)于細(xì)格柵出水而言，在 2010 年 12 月，2011 年 3、4、5、6 毒陽(yáng)性率均為 100%（3/3），而在其余檢測(cè)月份，陽(yáng)性率為 66.7%（2池出水，在 2010 年 11 月，2011 年 5、6、7 月，HFMD 病毒陽(yáng)性率為 6在 2010 年 12 月與 2011 年 3、8 月，HFMD 病毒陽(yáng)性率為 33.4%（1/均未檢出 HFMD 病毒。細(xì)格柵出水 二沉池出水

西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文020406080100CVA 10 CVA16 EV71HFMD 病毒性率陽(yáng)%()細(xì)格柵出水 二沉池出水圖 4.8 HFMD 病毒在細(xì)格柵出及二沉池出水中的陽(yáng)性率Fig 4.8 Positive rate for HFMD pathogens in raw sewage and treated wastewater（A）細(xì)格柵出水

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本文編號(hào)：2813379