title: Αδρανοποίηση του βακτηριοφάγου MS2 στα απόβλητα με διάφορες τεχνικές απολύμανσης
Creators: name: Λυρωνη Μαρια-Αικατερινη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2016

description: Η παρούσα εργασία είχε ως σκοπό τη μελέτη της επίδρασης διαφόρων μεθόδων απολύμανσης, όπως τη χρήση χλωρίου, ακτινοβολίας UV-C, φωτοκαταλυτική επεξεργασία υπό προσομοιωμένη ηλιακή ακτινοβολία και όζοντος, στην αδρανοποίηση του βακτηριοφάγου MS2. Ο βακτηριοφάγος συλλέχθηκε από λύμα εισόδου από τον Βιολογικό Καθαρισμό Χανίων. Έγιναν περίπου 20 δειγματοληψίες σε διάρκεια πέντε μηνών (Φεβρουάριος έως Ιούνιος, 2016). Ο ρυθμός απολύμανσης μετρήθηκε σε δείγματα λύματος υπό την επίδραση ποικίλων παραμέτρων, όπως είναι η δόση χλωρίου, η αρχική συγκέντρωση καταλύτη και η περιεκτικότητα του καταλύτη σε μέταλλο, κατά τη φωτοκαταλυση, η δόση όζοντος που εφαρμόστηκε, καθώς και η χρονική διάρκεια της απολύμανσης.

Προκειμένου να ελεγχθεί ο βαθμός απολύμανσης έγινε αναπαραγωγή και ποσοτικοποίηση του βακτηριοφάγου με τη μέθοδο ανιχνεύσεως πλακών (μέθοδος διπλής επικάλυψης με άγαρ) και με τη μέθοδο των διαδοχικών αραιώσεων. Η πρώτη μέθοδος περιλαμβάνει τις διαδικασίες για την παραγωγή και τον ποιοτικό έλεγχο του κυττάρου - ξενιστή και τον θετικό έλεγχο υλικού του βακτηριοφάγου MS2.

Αρχικά εφαρμόστηκε απολύμανση με NaOCl με συγκέντρωση εύρους 0.3 έως 50 mg/L ως προς χλώριο συνολικής διάρκειας που κυμαίνονταν από 45 μέχρι 120 min. Όπως ήταν αναμενόμενο η χλωρίωση δεν κατάφερε να αδρανοποιήσει τον φάγο σε ικανοποιητικό βαθμό, καθώς οι ιοί είναι ιδιαίτερα ανθεκτικοί στο χλώριο.

Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα απολύμανσης με τη χρήση ακτινοβολίας UV-C, όπως και πειράματα φωτοκατάλυσης με προσομοιωμένη ηλιακή ακτινοβολία. Και στις δύο περιπτώσεις χρησιμοποιήθηκε αντιδραστήρας batch, ο οποίος μονώθηκε για να επιτευχθεί περιορισμός της δράσης του εξωτερικού φωτός σε συνδυασμό με τις ακτινοβολίες. Η διάρκεια των πειραμάτων και οι λαμπτήρες ισχύος ήταν 45 min και 2 h και 11 Watt και 150 Watt αντίστοιχα.

Αναφορικά με την αποτελεσματικότητα της απολυμαντικής δράσης των δύο σειρών πειραμάτων, προέκυψε ότι η δράση της ακτινοβολίας UV-C είναι πιο άμεση σε σχέση με την προσομοιωμένη ηλιακή ακτινοβολία, επιφέροντας ολοκληρωτική εξαφάνιση του μικροβιακού φορτίου σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Στη φωτοκατάλυση χρησιμοποιήθηκε ο καθαρός καταλύτης TiO2  και ο καταλύτης TiO2 ενισχυμένος με Fe, Cr, Al, Ag3PO4. Το ντοπάρισμα με μέταλλα οδήγησε στη μείωση του ενεργειακού χάσματος και στην επέκταση της φασματικής απόκρισης των καταλυτών στην ορατή περιοχή. Ο εξεταζόμενος μικροοργανισμός φάνηκε ότι χρειάστηκε μεγαλύτερη διάρκεια επεξεργασίας για να αδρανοποιηθεί. Αποδείχθηκε ότι αυξανομένης της συγκέντρωσης η φωτοκαταλυτική αποτελεσματικότητα των καταλυτών Fe/TiO2, Cr/TiO2, Al/TiO2 μειώνεται, ενώ για τον καταλύτη Ag3PO4/TiO2 αυτή αυξάνεται. Τη βέλτιστη φωτοκαταλυτική αποτελεσματικότητα επέδειξε ο καταλύτης Ag3PO4/TiO2. Στο πλαίσιο αυτής της σειράς πειραμάτων ελέγχθηκε η τοξικότητα του φωσφορικού άργυρου και των εμπεριεχόμενων στον καταλύτη μετάλλων. Η αδρανοποίηση του ιού δεν προήλθε από ενδεχόμενη τοξική επίδραση του Ag3PO4  ή των μετάλλων που είχε εμπλουτιστεί ο καταλύτης. Τέλος, ακολούθησε η απολύμανση με χρήση όζοντος, όπου η χαμηλότερη δόση όζοντος που εφαρμόστηκε έδωσε καλύτερα αποτελέσματα. Η οζόνωση επέφερε ικανοποιητική απολύμανση σε μικρό χρονικό διάστημα. Συγκριτικά με τις τέσσερις μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία προκύπτει ότι η χρήση της ακτινοβολίας UV-C είναι αποτελεσματικότερη και γρηγορότερη όλων.