本文關鍵詞：人工回灌條件下病毒在飽和多孔介質中的遷移規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：修建地下水庫,利用人工回灌的方法儲存汛期多余水量,是緩解日益嚴峻的水資源供需矛盾的重要措施。然而,在回灌過程中,由于病毒污染而引起的水質安全風險嚴重制約著這一技術的發(fā)展和普及。在天然水體中存在的病原微生物當中,病毒是威脅最大的一類。由于病毒具有更小的體積,其在孔隙介質中往往能遷移至距排放源更遠的含水層中,對地下水的污染概率和對人類健康產(chǎn)生的威脅遠大于細菌和原生動物。本次研究選擇大腸桿菌噬菌體作為地下水中指示性病毒,研究在人工回灌條件下大腸桿菌噬菌體在不同水動力條件及不同水化學條件下的遷移過程,以期為指導回灌工作提供基礎數(shù)據(jù),為保障地下水環(huán)境安全提供必要的理論依據(jù)和技術支持。結合地下水人工回灌特點以往研究成果,本次選擇地下水中p H(酸性/中性/堿性)、離子強度(IS=0.01M、0.05M)、離子種類(Ca2+/Na+/磷酸鹽緩沖液)、天然膠體、介質類型(玻璃珠/細沙介質)及水動力條件(0.17ml/min、0.34ml/min)等作為主要影響因子,探討了大腸桿菌噬菌體在含水介質中的沉積、釋放等環(huán)境行為特征。以室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)為支撐,采用COMSOL Multiphysics軟件,通過建立大腸桿菌噬菌體在地下水中的對流、彌散、沉積、釋放等耦合遷移模型,對大腸桿菌噬菌體(病毒膠體)在飽和多孔介質中的遷移過程進行了量化表達,獲得了表征大腸桿菌噬菌體在遷移過程中的重要參數(shù)(單收集器吸附效率、沉積速率常數(shù)等),為后續(xù)模擬預測地下水中病毒的遷移過程提供了必要的參數(shù)支持。實驗結果顯示:1、水化學、水動力條件對病毒遷移的影響:地下水中H+的增加,會使病毒膠體的DLVO勢壘降低,從而增加病毒膠體的吸附;磷酸鹽緩沖液濃度的稀釋會影響病毒懸浮液的穩(wěn)定性,不有利于病毒膠體遷移的;不論Na+還是Ca2+,提高離子強度,均會形成不利于病毒膠體遷移的條件。特別是在高離子強度條件下,較高的Ca2+濃度會促使病毒膠體的吸附變?yōu)橛欣麠l件下的吸附。離子強度的改變對膠體的吸附和解吸行為影響更大。同時,二價離子對病毒膠體的影響大于一價離子。地下水中有天然膠體存在時,能夠明顯改善病毒懸浮液的穩(wěn)定性,有效促進病毒膠體的遷移良好的水動力條件,能夠提高病毒膠體的穿透率,提高病毒的釋放量,同時,減少了病毒在含水介質中的滯留。流速增大,病毒顆粒所受的轉動力矩增大,使病毒顆粒不易于吸附,而更易于釋放。在低流速條件下,病毒顆粒在介質中長時間停留,病毒顆粒與介質顆粒的碰撞數(shù)量增大,增加了病毒的吸附量。2.含水介質對病毒遷移的影響同玻璃珠介質相比,石英砂十分不規(guī)則,會形成病毒膠體不能通過的小孔隙,病毒膠體只穿過能夠通過的大孔隙,遷移路徑變短,穿過介質的時間變短,遷移速度變快。在相同的達西流速條件下,孔隙度略小的石英砂介質中孔隙流速更大,病毒膠體在石英砂介質中遷移所受的剪切力更大,導致雖然石英砂的表面電勢更低,但在石英砂和玻璃珠中病毒膠體的吸附量相近。同時,石英砂和石英砂表面的突起超過納米級,這對病毒膠體的吸附并不能產(chǎn)生決定性影響,這也是在兩種介質中病毒膠體的吸附量相近的原因之一。但受較低勢壘的影響,在石英砂中,吸附于初級勢阱中的病毒膠體數(shù)量較多,造成在釋放階,病毒膠體的回收率遠低于在玻璃珠中。數(shù)值模擬結果顯示:1.地下水中二價離子Ca2+對病毒膠體沉積速率常數(shù)的影響最大。數(shù)值模擬求得的沉積速率常數(shù)顯示,在高流速條件下,病毒膠體的沉積速率常數(shù)高于低流速條件下。同時,水流速度的增加使病毒膠體所受的剪切力增加,病毒膠體會隨水流滾動甚至脫離吸附,從而使病毒釋放增多,從而促使高流速條件下病毒膠體的質量回收率極高。介質對沉積速率常數(shù)影響并不是很大,這和膠體過濾理論的假設條件相關。2.在病毒膠體吸附極大的條件下,計算取得的沉積速率常數(shù)與模擬結果相差較大,在高Ca2+濃度和低pH條件下的計算結果小于模擬結果4倍多,這在實際應用中應加以注意。
【關鍵詞】：病毒 生物膠體 地下水 遷移規(guī)律 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P641.2;R123
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 選題依據(jù)11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 病毒遷移基礎理論研究13-18
• 1.2.2 水源性病毒在含水層中的遷移研究18-21
• 1.3 研究內(nèi)容、方法及技術路線21-24
• 1.3.1 研究目標與主要研究內(nèi)容21-22
• 1.3.2 研究思路與技術路線22-24
• 第2章 回灌場地概況24-28
• 2.1 自然地理概況24
• 2.2 地質與水文地質條件24-26
• 2.2.1 地質條件24-26
• 2.2.2 水文地質條件26
• 2.3 回灌工程簡介26-28
• 2.3.1 回灌暗渠簡介26-27
• 2.3.2 回灌水水質27-28
• 第3章 病毒、天然膠體的獲取及其理化性質28-46
• 3.1 病毒的培養(yǎng)與理化性質28-38
• 3.1.1 病毒的培養(yǎng)28
• 3.1.2 病毒的理化性質28-35
• 3.1.3 病毒樣品的測試35-38
• 3.2 天然膠體的提取與理化性質38-46
• 3.2.1 天然膠體的提取39-42
• 3.2.2 天然膠體的理化性質42-45
• 3.2.3 天然膠體的定量表征45-46
• 第4章 病毒在飽和多孔介質中的遷移實驗研究46-76
• 4.1 實驗材料與方法46-56
• 4.1.1 實驗儀器與試劑46-49
• 4.1.2 示蹤實驗49-50
• 4.1.3 病毒在含水介質中的穿透實驗50-52
• 4.1.4 實驗數(shù)據(jù)分析52-56
• 4.2 流速對病毒遷移的影響56-58
• 4.3 p H對病毒遷移的影響58-62
• 4.4 離子強度對病毒遷移的影響62-69
• 4.5 天然膠體對病毒遷移的影響69-73
• 4.6 含水介質對病毒遷移的影響73-76
• 第5章 病毒在飽和多孔介質中的遷移模擬研究76-89
• 5.1 數(shù)學模型76-77
• 5.2 參數(shù)計算77-82
• 5.2.1 彌散度及彌散系數(shù)77
• 5.2.2 膠體吸附系數(shù)77-80
• 5.2.3 參數(shù)計算結果80-82
• 5.3 模擬結果82
• 5.4 參數(shù)分析82-89
• 第6章 結論與建議89-93
• 6.1 結論89-92
• 6.2 建議92-93
• 參考文獻93-98
• 作者簡介98-99
• 致謝99

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1 楊蘭;卜志平;劉國敏;王曉鵬;;病毒的檢測方法[J];腦與神經(jīng)疾病雜志;2008年04期

2 洪濤,范瑞蓮,周靜儀,胥愛源,葉薇薇;人T細胞白血病病毒的電鏡研究[J];中國醫(yī)學科學院學報;1987年02期

3 任向東;葛治華;余傳霖;胡新美;張惠星;高利;周紅;;巨細胞病毒中性紅斑定量試驗與高滴度病毒的制備[J];病毒學雜志;1989年02期

4 毛江森,劉子陽,唐彩華,賀義惠,朱家鴻,王成玉,柴少愛,陳悅青,錢汶;病毒顆粒中氫氘置換的證實[J];科學通報;2004年01期

5 ;SARS研究重大進展:空氣中病毒可被收集檢測[J];科技廣場;2003年05期

6 常盛;;原始病毒顆粒[J];國外醫(yī)學情報;1982年21期

7 何高魁，朱天成，王玉蘭;病毒快速自動檢測法──一種新穎的核孔膜技術[J];物理;1995年02期

8 范宗理;;人類H5N1型病毒的毒因[J];自然雜志;2006年04期

9 吳長安;徐良;;病毒的寫照:甲型流感病毒[J];國外醫(yī)學(微生物學分冊);1979年03期

10 羅明典;;病毒應用于農(nóng)業(yè)的一些進展[J];病毒學雜志;1986年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王占科;楊莉萍;祝仲珍;;病毒實驗室診斷方法學評價和進展[A];中華醫(yī)院管理學會第十屆全國醫(yī)院感染管理學術年會論文匯編[C];2003年

2 李巖;馬光輝;蘇志國;;乙肝病毒表面抗原類病毒顆粒在層析中的結構變化[A];生物顆粒與粉體制備、應用技術研討會論文集[C];2010年

3 毛江森;劉子陽;唐彩華;賀義惠;朱家鴻;王成玉;柴少愛;陳悅青;錢汶;;病毒顆粒中氫氘置換的證實[A];浙江省醫(yī)學科學院建院55周年院慶論文專輯[C];2005年

4 張珍坤;史林啟;;病毒基水凝膠[A];2012年全國高分子材料科學與工程研討會學術論文集（上冊）[C];2012年

5 張新生;丘福禧;沈居仁;龍沛然;劉璣昌;曾子安;邊利婭;;在昆明地區(qū)病毒性腹瀉便中發(fā)現(xiàn)的病毒顆�！案珊Ｗ印币蜃覽A];第四次全國電子顯微學會議論文摘要集[C];1986年

6 劉暢;郭曉奎;;病毒在腫瘤治療當中的作用[A];上海市預防醫(yī)學會第二屆學術年會論文匯編[C];2006年

7 王翠娥;李豫川;吳小紅;曹軍田;嚴格;李金鳳;司炳銀;于曼;秦鄂德;祝慶余;;感染細胞中SARS相關病毒的形態(tài)學觀察[A];中華醫(yī)學會系列雜志SARS研究論文集[C];2003年

8 劉曉波;Liu DX;;IBV病毒S蛋白上影響病毒介導細胞融合的氨基酸位點研究[A];2006中國微生物學會第九次全國會員代表大會暨學術年會論文摘要集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 印高樂;臺灣制成非典似病毒顆粒[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2004年

2 趙京玲;檢測空氣中非典病毒有新法[N];保健時報;2003年

3 記者 毛黎;美首次觀察到艾滋病病毒顆粒細胞外形成過程[N];科技日報;2008年

4 姜平波 程守勤;SARS病毒收集檢測器研制成功[N];中國醫(yī)藥報;2003年

5 記者 王燕寧 張曄 通訊員 姜平波;SARS病毒快速富集和檢測儀器問世[N];科技日報;2003年

6 身體周刊記者 屠俊;能殺所有病毒的萬能藥？[N];東方早報;2011年

7 記者 張建列 通訊員 張鵬飛 馮春;病毒有蹤可循[N];廣東科技報;2014年

8 江南煙雨;病毒是啥樣子[N];大眾衛(wèi)生報;2005年

9 李藝;測定乙肝病毒核酸有何意義[N];中國醫(yī)藥報;2003年

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1 張文靜;豬博卡病毒類病毒顆粒的表達以及在流行病學方面的應用[D];山東大學;2016年

2 丁曉然;病毒顆粒介導的寡核苷酸靶向給藥技術研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院;2013年

3 盧新亞;SARS CoV類病毒顆粒免疫原性的研究與桿狀病毒做為活病毒疫苗載體的初步探索[D];中國科學院研究生院（武漢病毒研究所）;2007年

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1 于喜鵬;人工回灌條件下病毒在飽和多孔介質中的遷移規(guī)律研究[D];吉林大學;2016年

2 徐婧雯;腸道病毒71型類病毒顆粒在昆蟲細胞Sf9中的表達[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2011年

3 李嫣;食源性病毒高通量檢測方法的研究[D];南昌大學;2014年

4 黃泓泰;兩種G20株CA16病毒顆粒的生物學特性的分析[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2013年

5 秦沖;一種用于A型鴨甲肝病毒檢測的類病毒顆粒制備[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2013年

6 劉立鴻;新疆株HPV16的全基因組序列分析以及病毒顆粒在293T細胞中包裝的初步研究[D];新疆大學;2008年

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本文編號：380183