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            魏源送研究組在CKDu病區地下水源飲用水安全保障方面取得新進展
            2020-12-21 | 編輯: | 【 】【打印】【關閉

              近年來,中國科學院生態環境研究中心水污染控制實驗室魏源送研究組通過與斯方深入合作,在CKDu病區地下水源飲用水安全保障方面取得新進展,主要包括CKDu病區地下水水質特征、地下水有機物組成及微生物學特征、地下水源納濾膜技術研發與應用等方面,相關研究成果近期以研究論文陸續發表于Journal of Hazardous Materials(Titus, et al. 2021, 403, 123816), Journal of Environmental Sciences(Makehelwala, et al. 2020, 88, 326-337),Science of the Total Environment(Makehelwala, et al. 2019, 660, 865-875)等。

              針對斯里蘭卡CKDu病區地下水水質底數不清、地下水源飲用水安全保障現狀及需求,研究組在斯里蘭卡CKDu高發的北中省開展了系統的現場調研解析,明確了CKDu高、低和非發病區 (HR、LR、NR)干、濕季地下水的水化學特征、溶解性有機物(Dissolved organic matter, DOM)特性、細菌群落組成、抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)等特征,初步闡明了溶解性有機物與Ca2+、SO42-的相互關系。研究表明,CKDu病區地下水屬于地下水中主要微生物屬于變形菌門(Proteobacteria),并以潛在病原微生物不動桿菌(Acinetobacter)、假單胞菌(Pseudomonas)和氣單胞菌(Aeromonas)為主,并且氣單胞菌在CKDu高發區顯著特異性富集;地下水中ARGs以多重耐藥性(Multidrug resistance)和β-內酰胺類(β-lactamresistance)為主,CKDu高發區特異性富集了β-內酰胺類抗性基因cphA,這與CKDu高發地區此類抗生素的使用有關,說明CKDu高發區對當地地下水環境產生了一定的影響。

             

            圖1. CKDu高發地區地下水WQI及其對地下水微生物群落組成和抗生素抗性組的影響。

              基于此,研究團隊創新地把溶解性有機物納入水質指數(Water quality index, WQI),據此對所調查的CKDu病區地下水進行了水質評價,明確了CKDu病區的地下水水質狀況;通過工藝優化、處理效能評價與膜污染控制研究,開發了以納濾膜技術為核心的CKDu病區地下水源飲用水安全保障“吸附-除F-軟化-NF-消毒”工藝路線,并與碧水源公司合作開發了20t/d的地下水納濾膜處理裝置。自2018年9月以來,該裝置已在斯里蘭卡CKDu病區Sirimapura村莊穩定運行兩年有余,設備出水水質均遠優于斯里蘭卡飲用水水質標準(SLS 614-2013),為當地164戶居民(約750人)和1300名小學生提供了優質飲用水,得到了斯里蘭卡政府和居民的一致好評。

            圖2. 斯里蘭卡Sirimapura村莊地下水源納濾膜飲用水站工藝流程及當地群眾取水現場

              以上研究工作得到了中國國家自然科學基金委與斯里蘭卡國家科學基金聯合研究項目(21861142020),中國科學院一帶一路項目(121311KYSB20190071),國際科學組織合作研究計劃聯盟(ANSO-CR-KP-2020-05),中國科學院中國-斯里蘭卡水技術研究與示范聯合中心項目,中國科學院中國-斯里蘭卡聯合教育研究中心,CAS–TWAS 院長獎學金項目、中國政府獎學金項目(CSC No. 2015GXYG44)等項目支持,并培養了2名斯里蘭卡博士生Titus Cooray和Madhubhashini Makehelwala。

             

            水污染控制實驗室

            2020年12月21日

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