二氧化氯对水中隐孢子虫卵囊杀灭效果及机理初探

论文摘要

隐孢子虫是一种人畜共患性寄生原虫,广泛存在于动物中,寄生于人体的主要是微小隐孢子虫,可引起隐孢子虫病,是机会性致病原虫。隐孢子虫可在城市供排水系统以水为媒介传播,并直接威胁饮用水安全,隐孢子虫问题已引起世界各国的广泛关注。我国新颁布的饮用水标准中也对其作出了限值规定。ClO2是一种具有良好应用前景的优良消毒剂和强氧化剂,对水中的许多细菌和病毒均具有较好的去除效果,而且几乎不与水中的有机物形成三卤甲烷等有机卤代物,在饮用水处理中具有广阔的应用前景。本论文以ClO2为消毒剂,研究了其对隐孢子虫卵囊的杀灭效果及二者之间的反应动力学,探讨了ClO2杀灭水中的隐孢子虫卵囊的可行性,为ClO2处理实际水体中隐孢子虫卵囊的应用奠定了理论基础。本文以隐孢子虫为模拟污染物,研究了影响ClO2杀灭隐孢子虫卵囊效果的因素如ClO2投量、反应时间、温度和溶液pH等,结果表明ClO2投量和反应时间对ClO2杀灭隐孢子虫卵囊的影响明显,而pH在3.29.7的范围内对其没有太大影响,温度对其影响也不大。确定出ClO2杀灭隐孢子虫卵囊的最佳工艺条件为:ClO2投量为5mg/L,反应时间为60min,pH为7.2,温度为15℃。最佳条件下隐孢子虫卵囊的最大杀灭率为85.58%。论文对ClO2杀灭水中隐孢子虫卵囊的反应动力学进行了研究。结果表明,ClO2杀灭隐孢子虫卵囊的反应符合准一阶Chick–Watson动力学模型,在反应刚开始存在一个停滞阶段,停滞阶段之后的反应为准一级反应。在pH为7.2、反应温度为20℃的条件下, ClO2杀灭隐孢子虫卵囊的反应速率常数为0.0063L/（mg·min）。考察了溶液pH和温度对ClO2杀灭隐孢子虫卵囊的反应速率常数k的影响,结果表明k值受溶液pH的影响不显著,但却随温度的增加而增大。其反应的表观活化能的平均值为91.4kJ/mol,这表明,在常规水处理条件下,用ClO2杀灭隐孢子虫卵囊的方法是行之有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 水源的污染
• 1.1.2 水中微生物的危害
• 1.2 隐孢子虫及隐孢子虫病简介
• 1.2.1 隐孢子虫简介
• 1.2.2 隐孢子虫病
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 隐孢子虫的检测方法
• 1.3.2 隐孢子虫的杀灭技术的研究
• 2的基本性质及其在水处理中的应用'>1.4 ClO₂的基本性质及其在水处理中的应用
• 2的基本性质'>1.4.1 ClO₂的基本性质
• 2在水处理中的应用'>1.4.2 ClO₂在水处理中的应用
• 1.5 课题来源、研究意义和研究内容
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 课题研究意义
• 1.5.3 研究内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验设计
• 2.1.1 灭活试验步骤
• 2.1.2 高浓度的隐孢子虫浓度杀灭试验
• 2.1.3 低浓度的隐孢子虫浓度杀灭试验
• 2.1.4 正交试验
• 2.1.5 隐孢子虫的动物传代
• 2.1.6 杀灭机理的研究和探讨
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 隐孢子虫卵囊
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 隐孢子虫浓度的测定
• 2的制备与标定'>2.3.2 ClO₂的制备与标定
• 2S₂O₃溶液的制备与标定'>2.3.3 Na₂S₂O₃溶液的制备与标定
• 2.3.4 pH缓冲溶液的配制
• 2.3.5 PBS缓冲溶液的配制
• 2.3.6 荧光染色剂的配制
• 2.3.7 扫描电镜样品前处理
• 2.4 隐孢子虫卵囊的检测方法
• 2.4.1 检测方法的种类
• 2.4.2 检测方法的选择
• 2.4.3 检测步骤
• 2.4.4 镜检和计算
• 2.5 主要设备仪器
• 2对水中隐孢子虫卵囊的杀灭效果研究'>第3章 ClO₂对水中隐孢子虫卵囊的杀灭效果研究
• 2对水中高浓度隐孢子虫的杀灭效果'>3.1 ClO₂对水中高浓度隐孢子虫的杀灭效果
• 3.1.1 二氧化氯浓度对杀灭效果的影响
• 3.1.2 pH对二氧化氯杀灭效果的影响
• 3.1.3 温度对二氧化氯杀灭效果的影响
• 3.1.4 反应时间对杀灭效果的影响
• 2对水中低浓度隐孢子虫的杀灭效果'>3.2 ClO₂对水中低浓度隐孢子虫的杀灭效果
• 3.2.1 pH对二氧化氯杀灭效果的影响
• 3.2.2 温度对二氧化氯杀灭效果的影响
• 3.2.3 二氧化氯浓度对杀灭效果的影响
• 3.3 正交试验结果分析
• 3.3.1 试验结果直观分析
• 3.3.2 计算各因素在不同水平的效应值
• 3.3.3 绘制指标变化趋势图
• 3.3.4 分指标影响因素的确定
• 3.3.5 各因素最佳条件的确定
• 3.4 本章小结
• 2杀灭水中隐孢子虫卵囊的动力学研究'>第4章 ClO₂杀灭水中隐孢子虫卵囊的动力学研究
• 4.1 动力学模型的确定
• 4.2 CT参数的估算
• 4.3 试验设计及数据结果
• 4.4 pH对灭活速率的影响
• 4.5 温度对灭活速率的影响
• 4.6 本章小结
• 2杀灭水中隐孢子虫的机理初探'>第5章 动物传代试验及ClO₂杀灭水中隐孢子虫的机理初探
• 5.1 动物传代试验
• 5.1.1 动物感染情况
• 5.1.2 卵囊收集情况
• 5.1.3 结果分析
• 5.2 灭活原理
• 5.3 隐孢子虫卵囊表面微观形态分析
• 5.4 本章小结
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢