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随着分子生物技术的发展,对病毒在土壤中运移的研究已成为环境微生物修复工程、土壤学和水资源保护的重要研究内容之一。早期对病毒的研究主要集中在定性研究方面,而关于病毒在水土环境中的运移研究及其定量研究较少。针对2003年国内外SARS疫情的严重性及其致病传播途径的不确定性,选择与SARS类似的指示病毒IBV(鸡的传染性支气管炎冠状病毒)和环境指示病毒MS2和φX174为材料,探索了IBV病毒样品的制备和病毒定量检测方法并采用土柱模拟试验研究了三种病毒在饱和多孔介质中的运移规律。
由于IBV病毒定量检测是研究其在水土环境中行为的关键问题之一,并且制约着整个试验的过程,因此本文比较了蚀斑技术、中和试验、紫外分光光度计、BCA-100蛋白质定量测定等四种检测方法。结果表明蚀斑方法中IBV对它的敏感细胞(鸡胚肾细胞)的原代细胞不易产生病变,整个过程劳动强度大、花费大、技能要求高,并且需儿周才能完成;中和方法周期长,一般最少20天;成本高,为找出合适的血清浓度需要不断的进行预测定,测定结果重现性差;同上述两种方法比较,紫外分光光度计和BCA-100蛋白质定量检测方法虽然不能区分病毒是否失活,但是这两种方法简单快捷,所以本文试验过程中采取了这两种方法。
采用土柱模拟试验,研究了IBV、MS2和φX174在饱和条件下的运移规律,IBV的运移结果表明:在考虑吸附为线形吸附基础上,参考一维对流-弥散方程较好地描述了IBV在多孔介质中的运移,获得了部分运移参数,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,这种差异主要是由水流速度和介质不同引起的。
MS2和φX174的运移试验结果表明:在考虑吸附为线性平衡吸附,衰变为一级动力学衰变的基础上,对流-扩散方程(CDE)较好的模拟了MS2和φX174在饱和砂土中的运移行为。MS2和φX174在饱和砂土中的运移随着pH的不同而不同,MS2的吸附随着pH值的升高而降低,而φX174则随着pH的升高而升高,但当pH值在5.0和7.5之间时则是随着pH值的升高而降低。质量回收率表明,MS2和φX174在不同pH条件下的吸附主要是由可吸附和不可逆吸附引起的;两种病毒相比较,在pH2.5时两种病毒的吸附相差不大,而在pH5.0和7.5时φX174的吸附明显高于MS2,这是主要是由两种病毒的等电点不同所致。
MS2和φX174在饱和砂土中的运移随着离子强度的不同而不同,均存在两个阈值,分别为0.065 M和0.080 M。在离子强度从0.02 M升高到0.065 M时,MS2吸附随着离子强度的增加而迅速增加;离子强度在0.065~0.080 M时病毒吸附随着离子强度的增加而迅速降低;当离子强度超过阈值0.080 M后,随着离子强度的增加病毒吸附缓慢增加;φX174吸附相对于MS2基本一致,离子强度由0.014升高到0.030 M离子强度对病毒吸附影响不大,由0.030到0.065 M时病毒吸附随着离子强度的增加而迅速增加,并且在0.065 M时吸附达到最大,随后病毒吸附随着离子强度的增加又迅速降低,到0.100 M吸附又随着离子强度的增加而缓慢增加。两种病毒相比,在离子强度为0.002、0.065和0.163 M时MS2吸附低于φX174,而在0.014、0.030、0.080、0.100 M时则φX174低于MS2,这是由于病毒的等电点不同以及病毒和介质之间的屏蔽结构造成的。