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保障人民饮用水安全的关键问题之一是病原体的控制。湖泊、水库水作为地表水厂主要的饮用水水源之一,由于氮、磷等营养元素的排放,许多湖泊水库均出现了不同程度的富营养化,这些富营养化的水中不仅含有天然有机物、悬浮固体颗粒物和无机营养盐,还含有大量的藻细胞和藻源有机物。这些复杂的水质条件将影响病毒在天然水体中和消毒单元中的灭活。本研究选用水中肠道病毒的指示病毒噬菌体MS2及水中肠道病毒轮状病毒,从铜绿微囊藻藻培养液提取的藻胞外有机物(EAOM)和藻胞内有机物(IAOM)作为藻源有机物(AOM)的代表物。研究在模拟太阳光条件下,在自然水体中不同的有机物对噬菌体MS2灭活的影响;研究在不同紫外波长辐射下,藻源有机物对噬菌体MS2及轮状病毒灭活的影响及其灭活机理的研究,主要结论如下:(1)在模拟太阳光条件下,自然水体中不同有机物产生的活性氧自由基的浓度不一样。污水厂二级出水(SEW)检测出的羟基自由基浓度为1.36±0.80 fM,单态氧自由基的浓度为70±30 fM,Corland污水厂二级出水(CSEW)检测出的羟基自由基的浓度为0.26±0.004 fM,单态氧自由基的浓度为61.3±0.02 fM。在藻胞外有机物中未检测到自由基的产生。在模拟太阳光灭活MS2实验中,藻胞外有机物的存在使噬菌体MS2的灭活对数增加0.5 log10。在不同污水处理厂二级出水中,噬菌体MS2的灭活对数增加1.75~2 log10。实验结果表明:模拟太阳光条件下,活性氧自由基的产生可以增加噬菌体MS2的灭活。(2)在紫外线辐射下,藻源有机物产生自由基的检测实验中,在紫外220 nm辐射下,当藻胞外有机物存在时,检出单态氧自由基(727±314 fM)和羟基自由基(9.25±1.55 fM)。当藻胞内有机物存在时,未检出单态氧自由基或羟基自由基。在紫外254 nm辐射下,当藻源有机物存在时,未检出单态氧自由基或羟基自由基。(3)在不同紫外光波长的辐射下,藻源有机物的存在对噬菌体MS2的灭活有不同的影响。在紫外波长UV220 nm辐射下,藻胞外有机物的存在大大增加噬菌体MS2的灭活对数;藻胞内有机物的存在,没有显著增加噬菌体MS2的灭活对数。在紫外波长UV254 nm辐射下,藻胞内/外有机物的存在没有显著增加噬菌体MS2的灭活对数。结合(2)可发现,在紫外光波长的辐射下,活性氧自由基的产生可以增加噬菌体MS2的灭活量。研究还发现当藻源有机物存在时,相较于UV254 nm而言,采用UV220 nm可以减少2倍的紫外剂量,便可使噬菌体MS2灭活率达到99.99%。(4)在不同紫外光波长的辐射下,藻源有机物的存在对灭活轮状病毒(OSU和ST3)有不同的影响。在紫外波长UV220 nm辐射下,藻胞外有机物的存在大大增加轮状病毒(OSU和ST3)的灭活对数。在紫外波长UV254 nm辐射下,藻胞外有机物的存在没有显著增加轮状病毒(OSU和ST3)的灭活对数。通过比较三种病毒对紫外线辐射的敏感性发现,藻胞外有机物的存在不影响病毒对紫外线辐射的敏感性,不同紫外光波长会影响三种病毒的敏感性。在UV254 nm辐射下,三种病毒的敏感性为ST3<OUS≈MS,而在UV220 nm辐射下,三种病毒的敏感性为OSU≈ST3<MS2。(5)在紫外光辐射噬菌体MS2的灭活机理的研究中,通过逆转录-定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测的MS2的感染性丧失与基因组片段复制丧失之间的线性相关表明:在紫外光辐射下,藻源有机物存在时,MS2的主要灭活机制是基因的损伤。在紫外光辐射轮状病毒OSU的灭活机理研究中,结合实验的结果表明轮状病毒OSU的刺突VP4没有断裂。