摘要：探索性地尝试用TiO2强化紫外线C消毒。研究中选用大肠杆菌为指示菌种，考察添加不同浓度的TiO2后灭菌效果的变化以及pH的影响。添加TiO2浓度越低灭菌率越高，同时酸性条件下灭菌效果较好。本研究中未观察到TiO2在紫外线C消毒时间尺度内有效提高消毒效果的现象。
关键词：紫外线 紫外线消毒 TiO2
中图分类号：R187 文献标识码： A
污水消毒可以有选择地减少、灭活或者破坏一些致病菌，比如细菌、病毒或原生动物[3]。长期以来，绝大多数水处理工艺采用的是简便、廉价的氯消毒。但近年来，由于氯消毒存在产生消毒副产物和储存危险等不足，紫外线消毒以其广谱灭菌、操作简单安全等特征受到人们的重视，并逐渐在饮用水和污水消毒领域得到应用。但是因为紫外线没有持续消毒能力，消毒后出水的安全性无法得到保证。很多研究人员尝试将紫外线和其它消毒技术比如氯、H2O
2、过氧化氢、O3等联用[2，3]，以期通过协同效应强化紫外线消毒效果，保证消毒出水的安全性。但是由于未得到经济高效安全的联用模式，联合消毒的研究仍在探索中。
二氧化钛在紫外线照射下产生羟基自由基用于降解难降解有机物的研究已经较多，而作为强氧化剂的羟基自由基对于灭活微生物，应用于消毒领域逐渐受到人们的关注[44～50]。现有的利用光催化杀菌的研究中多用自身基本没有灭菌效果的UVA灯，或者直接利用太阳光；因为光强较弱，需要的消毒时间达到几十分钟甚至几小时[20～22]。紫外线消毒所需的时间较短，一般在秒或分钟的数量级上；同时由于二氧化钛在光催化过程中产生的强氧化物质对微生物的破坏位点主要是细胞壁、细胞膜、酶以及转运系统[23]，和紫外线C主要攻击微生物DNA不同[12]，考虑到也许不同的作用位点同时受到破坏时微生物的灭活速率及被破坏程度会加大，所以本研究试图用二氧化钛强化UVC消毒，在紫外线C自身消毒的基础上，外加光催化消毒，从而进一步提高消毒效果。
1 实验材料及方法
（1）实验菌种及水样
受试菌种：大肠杆菌1.3373， 购于中国科学院环境微生物所。
实验水样：将-80℃冰箱中的冰冻菌种接种50微升于100mL营养肉汤中37℃，150rpm振荡培养16h，10000rpm离心10min， 弃去上清液，将沉淀溶于100mL生理盐水中。根据实验要求用缓冲液配制一定初始浓度的菌悬液作为实验水样。缓冲溶液：磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲液
（2）紫外线照射实验
测实验水样的Abs（254nm），计算设计紫外线剂量下所需的照射时间。取15mL实验水样于60mm直径的培养皿中，放入转子，将培养皿置于紫外平行光束仪正下方，磁力搅拌器的上面，使水样接受设计时间的紫外线照射。用挡板控制照射时间。
（3）TiO2 悬液准备
TiO2 ：AEROXIDE TiO2 p25，NIPPONAEROSILCO.，LTD.提供。
悬液配制：称适量TiO2粉末于灭菌后的超纯水中，配成浓度为5g/L的TiO2悬液。超声30min，使TiO2粉末均匀分散于其中，避光保存，以备后续实验使用。
（4）紫外线消毒效果评价方法
灭活率用log（N0/N）来表示，其中：
N0表示紫外照射前水样中的菌数；
N表示紫外照射后水样中的菌数。
2 实验结果与分析
2.1光催化消毒效果研究
图2.1 二氧化钛光催化灭菌效果
2.2TiO2浓度和pH对消毒效果的影响
对于二氧化钛的浓度及pH对消毒效果的影响进行了研究，结果见图11。
图 2.2 TiO2浓度和pH对消毒效果的影响
Fig 2.2. The effect of concentration of TiO2 and pH on inactivation of E.coli
（1）添加二氧化钛后，紫外线C灭活大肠杆菌的作用降低；二氧化钛浓度越大，灭活率降低越多。
（2）低pH值有利于二氧化钛灭菌。
（3）在UVC消毒的时间尺度内，二氧化钛光催化的作用不能显著发挥出来；故利用二氧化钛强化UVC消毒的方式并不值得推荐。
33-34.
[9]屈计宁， 贾磊， 陈洪斌. 污水消毒技术评述. 北方环境.2005，30
（2）： 55-59.
