地下水病毒污染问题成为威胁人类身体健康的一个重要问题。准确预测病毒在土壤中的去向和迁移规律,进而确定影响其在土壤中去向的因素是决定我们正确评价地下水系统遭受污染风险的关键。本课题拟以噬菌体MS2和?X174作为研究对象,以我国三种典型土壤类型,即江西鹰潭红壤、江苏常熟水稻土、河南封丘潮土为主要的病毒迁移介质,结合室内一次平衡法实验、恒温培养法、稳定态流室内模拟土柱试验,比较研究土壤含水量和土壤性质相互作用对病毒在土柱中迁移行为的影响,明确它们的相互作用对病毒在土壤中的迁移特征和迁移机理,揭示影响病毒在土壤中迁移的主要因素;进一步阐述填装/原状土柱、灭菌/不灭菌处理对迁移行为的影响,明确有机/无机胶体的存在对促进病毒迁移的贡献(正面或负面);为评估不同土壤对病毒"自然净化"的潜在能力提供科学依据,为人类健康和环境保护提供重要基础数据。
本项目以噬菌体MS2和PhiX174为指示病毒,以我国6种典型土壤为代表,通过室内一次平衡法和恒温培养法,成功创建了病毒定量检测方法和土壤中活病毒提取方法;系统比较了病毒在不同土壤上的去向(吸附、消亡)及其影响因素,并评价不同土壤对病毒在环境净化中的作用。研究结果表示,静态平衡实验中气-水界面的存在有可能影响我们正确评价土壤对病毒的吸附能力。土壤灭菌在砂质潮土上的作用不明显,但显著增加病毒在壤质红壤上的消亡速率,并且该消亡速率随土壤含水量的降低而加剧,也就是说,土壤灭菌处理、土壤含水量降低、土壤性质对病毒的消亡作用有"叠加"效应。壤质红壤的Fe、Al氧化物含量较高,pH较低,"叠加"效应导致的病毒消亡量增加主要是由于病毒在固-液界面的作用加强所致。因而我们认为,灭菌和含水量对病毒在土壤中去向的影响主要取决于土壤类型,而其程度主要取决于土壤中金属氧化物的含量。土壤性质显著影响其对病毒的吸附能力,在我们选择的6种土壤中,砂质潮土对病毒的吸附能力最弱,而粘质红壤最强,其对病毒的强大和快速致死能力表明,粘质红壤或与粘质红壤性质类似的材料在净化被病毒污染的水域时可能是一比较理想的病毒吸附剂。