在课题组承担的基金委小额预研项目的阶段性成果基础上,选择鸡传染性支气管炎冠状病毒(IBV)这一常见的流行性病毒为材料,开展水土环境中IBV存活、吸附及运移的模拟研究,主要内容包括进一步探索在水土环境中IBV的定量检测分析方法;通过室内培养实验,研究IBV在不同温度、不同pH条件下的存活-死亡规律,建立相应的死亡模型;通过平衡吸附试验,研究IBV的吸附-解吸特性,建立吸附等温方程;通过土柱模拟试验,研究IBV的运移规律,建立IBV运移的确定性机理模型;进而在考虑IBV存活和吸附的基础上,建立IBV在水土环境中的死亡、吸附与运移综合模拟模型;通过对综合模型的扩展运算,对IBV在水土环境中的扩散速度和范围进行预测。通过上述研究,为流行性病毒在水土环境条件中的定量研究提供基础理论和方法,为制定水土环境健康标准、预防和控制流行性病毒通过水土途径传播提供决策依据。
本项目选择鸡传染性支气管炎冠状病毒(IBV)、噬菌体MS2、?X174以及合成胶体为材料,开展病毒和胶体在水土环境中吸附-解吸及运移的模拟研究。重点对两个关键问题加以研究首先是不同离子强度与pH条件下水土环境中病毒的吸附-解吸、运移规律与模型;其次是胶体在多孔介质中的吸附运移规律与模型拟合。研究结果表明,在不同输入方式下IBV在饱和石英砂和玻璃珠中的运移均有少量滞留和吸附,并且在玻璃珠中的损失高于石英砂中,这是由水流速度和介质不同引起的。对流-扩散方程较好的模拟了MS2和?X174在饱和砂土中的运移行为,MS2和?X174在饱和砂土中的运移随着离子强度的不同而不同,均存在两个临界点,分别为0.065mol/L和0.08mol/L。研究发现小的胶体也可吸附在次级势阱中,但吸附在次级势阱中的胶体即使在没有任何扰动的情况下也会由于布朗运动的影响被释放回溶液中。建立了耦合初级势阱和次级势阱吸附的麦克斯韦模型,模型预测值与实验值吻合很好。研究成果既为流行性病毒在水土环境条件中的定量研究提供基础理论和方法,也为制定预防和控制流行性病毒通过水土途径传播奠定基础。