近些年来关于纳米级病原微生物—病毒污染地下环境研究报道较多,其中以分布广泛的肠道病毒最为典型,在流行病事件中案例最多且流行面积最广,一些国家也在各种水质标准中把肠道类病原体作为重要控制指标,为此,控制和修复肠道病毒污染地下水具有重要现实意义。传统去除水体中病毒的方法主要用消毒法,例如采用游离氯、臭氧、氯胺及二氧化氯等,但因其消毒过程中易产生有毒的消毒副产物,且消毒副产物对水体环境和人类健康存在危害。本论文针对水体中病毒微生物如何安全有效得到控制的科学问题,依托国家十二五水专项课题,在东北畜禽养殖业发达地区进行野外采样调查大肠杆菌和大肠杆菌噬菌体含量基础上,选取大肠杆菌噬菌体作为指示生物,在课题组已有工作基础上,进行火山渣对低温水体中大肠杆菌噬菌体的吸附特性研究。通过静态和动态实验,揭示出火山渣去除低温水体中大肠杆菌噬菌体的作用规律及其影响因素,采用现代材料分析技术,揭示其作用机理。研究成果为肠道病原微生物污染地下水净化提供可靠的吸附材料,为病原微生物污染地下水净化技术研究提供重要的科学依据。通过研究,取得的主要成果如下:1、江水大肠杆菌和噬菌体均有检出,地下水中检出大肠杆菌。其中江水中大肠杆菌含量达到1111.9MPN/100mL,地下水中普遍含量较低,最高为27.8MPN/100mL;江水中有大肠杆菌噬菌体有检出,效价为1PFU/5L,水体中大肠杆菌与大肠杆菌噬菌体没有密切的响应关系。2、火山渣的吸附效果优于沸石和石英砂,1.0g火山渣对噬菌体浓度为5×10⁴pfu/mL吸附率达到90%以上。3、影响因素及吸附规律研究结果表明:当吸附材料质量一定时,大肠杆菌噬菌体初始浓度越大,相对应吸附率越低;阳离子主要起促进作用,受浓度和价态影响,其中Fe³⁺促进作用最大,在Fe³⁺>1.0mg/L时,吸附率可达99.9%以上;阴离子和腐植酸对吸附过程主要起抑制作用,浓度越大抑制作用越强;水环境pH值对火山渣吸附病毒的效率影响显著,酸性环境有利于火山渣吸附病毒;动力学规律和热力学规律分别符合一级动力学方程和Freundlich方程,理论上最大吸附量为5×10⁷pfu/mL。4、动态实验结果表明:流速越快,吸附平衡时间越短;阳离子主要起促进作用,火山渣对场地地下水环境中大肠杆菌噬菌体的吸附效果优于灭菌后的超纯水和缓冲溶液。5、通过TEM分析大肠杆菌噬菌体结构,显示其长度大约104nm到110nm之间,有一个由尾丝和尾管组成的尾部;培养时60min左右达到平衡状态,在10℃——40℃之间,噬菌体的效价稳定;利用SEM、IR分析检测技术,分析火山渣吸附大肠杆菌噬菌体前后微观结构变化,结果表明:火山渣吸附大肠杆菌噬菌体后材料表面孔隙被填充,N-H,C-H和OH等官能团参与作用,吸附过程以物理吸附作用为主。