污水处理水灌溉后土壤中病原菌的代谢与传输

论文摘要

随着社会发展、城市化进程加快和人口增加,水资源危机已成为人类发展的重要制约因素之一。污水经过无害化处理后作为灌溉的替代性水源,对缓解我国水资源危机具有重要意义,也是重要途径之一。一些研究报告指出通过污水处理水灌溉增加了作物产量,但城市污水处理水排放与灌溉需求间存在时空上的矛盾,且成份复杂,在灌溉的同时可能含污染的微生物,这些微生物对土壤、植物和人类的健康都有巨大的影响。因此,研究病原微生物在土壤中的代谢及传输过程,将是污水回用于农业灌溉安全性的基础性研究和前提工作。对于污水处理水灌溉后土壤中病原菌的代谢特性研究,设计综合对比实验分析研究了土壤的颗粒级配、含水率、pH、温度、营养物质等环境因子对污水处理水灌溉后土壤中病原菌代谢的影响。一方面明确了在其它环境条件不变的情况下,这些环境因子对土壤中病原菌数量的量化作用效果,找出了病原菌代谢环境的临界点;另外对各环境影响因子的作用大小进行了综合对比,为后期采取措施降低病原菌的健康风险的实施力度提供了参考;最后通过研究结果有针对性的提出了采取人为控制措施降低污水处理水灌溉的健康风险,实现低成本污水回用。对于污水处理水灌溉后病原菌的传输特性研究,分为土壤水饱和与非饱和状态两部分进行研究。在土壤水饱和的传输试验中,以大肠埃希式菌为研究模型,建立了大肠菌动态吸附曲线,借助吸附曲线对灌溉后土壤中具有直接危害性的病原菌量、潜在危害性的可逆吸附菌量和失去危害性不可逆吸附菌量进行了定量划分,从而使土壤的吸附性得到准确预测。在土壤非饱和试验中测定了土壤深度和污水处理水中微生物浓度对病原菌的吸附特性的影响,为污水处理水灌溉后土壤中病原菌的健康风险评价奠定了理论基础。对于污水灌溉后土壤中病原菌的风险评价,借助土壤中病原菌的代谢与传输过程的研究结果,以影响病原菌代谢的环境因素温度、PH值、含水率、营养物质、颗粒级配和影响病原菌传输的土壤深度、污水中病原菌浓度、可逆吸附量、游离于土壤孔隙中菌量为评价指标建立了污水处理水灌溉后病原菌危害的评价指标体系,确定了通过综合指数法对土壤中病原菌的可能危害进行评价的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 试验菌种的选择
• 1.3.2 病原菌在土壤中的代谢研究
• 1.3.3 病原菌在土壤中的传输性研究
• 1.3.4 病原菌的风险评价
• 2 病原菌在土壤中的代谢特性研究
• 2.1 试验目的
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 颗粒级配对菌量的影响
• 2.3.2 含水率对菌量的影响
• 2.3.3 pH 值对菌量的影响
• 2.3.4 温度对菌量的影响
• 2.3.5 营养成分对菌量的影响
• 2.4 环境因子对土壤中病原菌的作用比较
• 2.5 针对不同环境因子采取的灌溉措施
• 3 病原菌在土壤中的传输特性研究
• 3.1 病原菌在土壤中的吸附原理
• 3.1.1 吸附反应步骤
• 3.1.2 影响吸附反应的作用力
• 3.1.3 土壤颗粒对细菌的吸附作用
• 3.2 土壤水饱和状态下土壤对病原菌的吸附研究
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验材料
• 3.2.3 试验方法
• 3.2.4 结果分析
• 3.3 土壤水不饱和状态下土壤对病原菌的吸附研究
• 3.3.1 试验目的
• 3.3.2 材料与方法
• 3.3.3 试验步骤
• 3.3.4 结果与分析
• 4 土壤中病原菌风险评价
• 4.1 评价体系的指标选取
• 4.2 IAHP 法对评价指标赋权
• 4.3 利用综合指数法对土壤中的病原菌进行危险评价
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文
• 作者简介
• 致谢