Adsorption of SARS-CoV-2 onto granular activated carbon (GAC) in wastewater: Implications for improvements in passive sampling
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Notice bibliographique
Résumé
Based on recent studies, passive sampling is a promising method for detecting SARS-CoV-2 in wastewater surveillance (WWS) applications. Passive sampling has many advantages over conventional sampling approaches. However, the potential benefits of passive sampling are also coupled with apparent limitations. We established a passive sampling technique for detecting severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in wastewater using electronegative filters. Though, it was evident that the adsorption capacity of the filters constrained their use. This work intends to demonstrate an optimized passive sampling technique for SARS-CoV-2 in wastewater using granular activated carbon (GAC). Through bench-scale batch-adsorption studies and sewershed deployments, we established the adsorption characteristics of SARS-CoV-2 and two human feacal viruses (PMMoV and CrAssphage) onto GAC. A pseudo-second-order model best-described adsorption kinetics for SARS-CoV-2 in either deionized (DI) water and SARS-CoV-2, CrAssphage, and PMMoV in wastewater. In both laboratory batch-adsorption experiments and in-situ sewershed deployments, the maximum amount of SARS-CoV-2 adsorbed by GAC occurred at ~60 h in wastewater. In wastewater, the maximum adsorption of PMMoV and CrAssphage by GAC occurred at ~60 h. In contrast, the adsorption capacity was reached in DI water seeded with SARS-CoV-2 after ~35 h. The equilibrium assay modeled the maximum adsorption quantity (qmax) in wastewater with spiked SARS-CoV-2 concentrations using a Hybrid Langmuir-Freundlich equation, a qmax of 2.5 × 109 GU/g was calculated. In paired sewershed deployments, it was found that GAC adsorbs SARS-CoV-2 in wastewater more effectively than electronegative filters. Based on the anticipated viral loading in wastewater, bi-weekly sampling intervals with deployments up to ~96 h are highly feasible without reaching adsorption capacity with GAC. GAC offers improved sensitivity and reproducibility to capture SARS-CoV-2 RNA in wastewater, promoting a scalable and convenient alternative for capturing viral pathogens in wastewater.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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