综合孟加拉地下水中由铁电凝造成的大肠杆菌衰减.docx

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1、综合孟加拉地下水中由铁电凝造成的大肠杆菌衰减：对于pH值与天然有机物的影响CarolineDelaire,*,†CaseM.vanGenuchten,†,§KaraL.Nelson,†SusanE.Amrose,†andAshokJ.Gadgil†,‡†美国加州大学伯克利分校土木与环境工程学院，‡美国加州伯克利能源技术领域劳伦斯伯克利国家实验室摘要：现在需要一种能同时解决孟加拉地下水砷和微生物污染的技术。铁电凝法（FE-EC），一个简单依靠的阳极Fe（0）的溶解，产生Fe（III）沉淀的过程，已经表现出有效的低成本地除去地下水中的砷。我们调查了在综合孟加拉地下水使用Fe-EC技术对大肠

2、杆菌（E.coil）所造成的衰减情况，包括Fe剂量率的函数，总Fe剂量，pH值，和天然有机物（NOM）的存在等因素。2.5mM铁剂量使超过4-log的大肠杆菌衰减同时使砷含量从450降至低于10μg/L。大肠杆菌的减少量在pH6.6相比pH7.5时显著增强，这使我们认为Fe（II）氧化的减少速率与较低的pH值有关。3mg/L-C的NOM（萨瓦尼河黄腐酸）没有显著影响大肠杆菌的衰减。活体染色和使用化学凝结控制的Fe-EC的比较表明，大肠杆菌衰减的主要机制是Fe（III）沉淀物理去除，同样的在较低的pH值时使用灭活效果可能更好。透射电镜显示，EC沉淀附着和桥接在单个的大肠杆菌上，造成可通过

3、重力沉降除去大的细菌-铁集合体。我们的研究结果指出Fe-EC技术以低成本同时去除砷和细菌污染的有前途的能力。1.引言在孟加拉国和印度，数以千万计的人以砷污染的地下水作为主要的饮用水来源。以前的研究旨在改善孟加拉盆地砷污染地下水的质量，专注于单独地去除砷污染，而忽视了浅水层可能并发的细菌污染。然而，最近的研究中，在孟加拉的浅层机井水中发现了粪便指示菌和病原体的存在（轮状病毒，志贺氏菌，霍乱弧菌，致病性大肠杆菌，病毒和腺病毒）.一项对于孟加拉国农村的125口机井的研究发现，30％的机井砷含量超过50μg/L，大肠杆菌处于检出水平，表明了显著的并发砷和粪便污染。虽然地下水的粪便污染通常比地表

4、水低（在管井粪便大肠菌浓度是<101−102CFU/100mL相比102-104CFU/100mL的池塘和挖井和高达200,000CFU/100mL的在恒河），但它被怀疑导致了地区性持续腹泻病。低成本解决地下水的砷和微生物污染，对于在孟加拉获得安全饮用水有着重要的意义。在孟加拉国和拉盆地砷污染地下水的质量，专注于单独地去除砷污染，而忽视了浅水层可能并发的细菌污染。然而，最近的研究中，在孟加拉的浅层机井水中发现了粪便指示菌和病原体的存在（轮状病毒，志贺氏菌，霍乱弧菌，致病性大肠杆菌，病毒和腺病毒）.一项对于孟加拉国农村的125口机井的研究发现，30％的机井砷含量超过50μg/L，大肠杆菌

5、处于检出水平，表明了显著的并发砷和粪便污染。虽然地下水的粪便污染通常比地表水低（在管井粪便大肠菌浓度是<101−102CFU/100mL相比102-104CFU/100mL的池塘和挖井和高达200,000CFU/100mL的在恒河），但它被怀疑导致了地区性持续腹泻病。低成本解决地下水的砷和微生物污染，对于在孟加拉获得安全饮用水有着重要的意义。铁电凝（FE-EC）这样一个简单的过程，在南亚已被用于有效地去除地下水中的砷。Fe-EC依靠于牺牲阳极Fe（0）的迅速溶解产生的Fe（Ⅱ），然后溶解氧的存在下氧化形成具有高的比表面积和砷的高亲和性的Fe（III），吸附砷并析出。含砷析出，可随后重力

6、沉降被去除。在Fe-EC过程中，芬顿型反应[无机化学反应，过程是，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。]产生的强氧化剂将As（Ⅲ）氧化为As（V），在中性pH值条件下，这是比较容易除去的。以前的工作表明，Fe-EC高效低成本除去砷，已成为孟加拉地下水可持续修复的一个现实选择。然而，Fe-EC对于砷污染的地下水中微生物衰减效果以及其对砷的修复效果尚未检验。对于评估的Fe-EC的潜力以解决在孟加

7、拉安全用水的需要来说，这样的调查是必要的。Fe-EC系统中存在两个进程可能有助于清除微生物。第一个过程是生产具有微生物表面亲合性的铁（III）的沉淀，通过沉降使它们在絮凝物中封装和物理去除。在许多自然环境中，铁氧化物与细菌细胞和胞外高分子密切相关，这表明了强大的吸附亲和力，并促进运用铁氧化物去除工程系统中的细菌和病毒。第二个过程为Fe（II）的瞬时存在，可导致氧化应激[氧化应激（OxidativeStress，OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡