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水中颤蚓灭活实验研究
黄廷林1,武海霞2,陈千娇1
(1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;2.南京工业大学城市建设与安全环境学院,江苏南京210009)
摘 要:水源污染及水质恶化导致水体中生物群结构发生改变,部分水生物大量繁殖,由于目前不能被有效去除,致使在水厂乃至入户水中时有出现,这是给水处理中出现的一个新问题.本文对水厂中新发现的水生物-颤蚓进行了初步研究,利用次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯和臭氧等几种常用氧化剂对其进行了灭活试验,研究了在不同投药量、pH值、接触时间下比较几种药剂的灭活效果.结果表明,臭氧灭活效果最佳,2.5mg/L投加量下可达100%灭活;次氯酸钠、高锰酸钾、二氧化氯在增大投药量和延长接触时间后也具有较好的效果;过氧化氢在实验条件下对颤蚓无杀灭作用.
关键词:颤蚓;灭活;氧化;饮用水
近几年来,我国一些大中城市的水处理构筑物中常出现水生动物,有时甚至污染了清水池和管网,发生多起用户投诉事件.饮用水中的水生动物不仅引起人体感官不适,病毒和细菌容易寄居其体内,是多种疾病的传播媒介,危害人体健康,这已成为目前城市供水中不容忽视的问题.
2004年西安市某郊县自来水中曾出现过摇蚊幼虫,2005年1月该水厂处理构筑物内又发现大量线状红色小虫,体长1-2cm,体宽约0.1mm,在水中伸缩爬行.经初步鉴定属环节动物门、寡毛类、颤蚓目、颤蚓亚目.由于线虫体积小,伸缩能力强,不易被常规处理工艺去除,对安全供水构成新的威胁.
在水体富营养严重时常可发现大量颤蚓,因为该种类能耐受由于有机物大量被分解而造成的低氧甚至缺氧环境.颤蚓是淡水底栖动物群及严重污染区的优势种之一,因而是一种很好的有机污染(富营养)指示生物,国内外学者常用其来划分、评价水体的营养类型.一般颤蚓的密度分布与水体营养水平呈明显的正相关.该郊县供水水源为灞河的地表水,发源于秦岭山区和骊山丘陵区,河流出秦岭山前水质尚好,但由于近年沿河一些企业和居民点任意排放污水、废渣、生活垃圾,河流水质恶化,以有机污染为特征,易产生寡毛类孳生现象.
供水系统中常出现的水生动物是水蚤和摇蚊幼虫,各地已相继开展研究并采取措施,并取得一定的成效,但对颤蚓类动物研究尚不多.因此,本文对常见的几种水处理氧化剂-次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、高锰酸钾和过氧化氢对摇蚊幼虫的灭活效能和影响因素进行初步试验研究,做了一些初步探讨,为解决此问题提供技术支持和依据.
1 生物特性
颤蚓在水底软泥或沉积物中穴居,肉眼可见.其头部不明显,身体分节但不分区,体表具刚毛.雌雄同体,异体受精,性成熟时体表产生环带;卵生,直接发育(指幼体孵化后其形态与成体无大差异),集群生活.体细长,由于血浆中溶有血红蛋白而呈微红色,而血红蛋白易与氧结合进行氧的传递,使得颤蚓能在缺氧甚至无氧的条件下生存一段时间.为了更易于获得氧,它们常将身体的后端伸入水中并不停摆动,以利于更有效地进行呼吸作用.
颤蚓中的典型种类-正颤蚓的生活史分蚓茧内发育、未成熟和成熟3个阶段.刚孵化不久的幼虫长约2-4mm,体宽不到0.2mm,实验室中观察到其漂浮在水面或沉在盘底,未筑巢,活动不剧烈,肉眼很难分辨.成熟虫体体长达15-50mm,体宽0.5mm左右,另外还出现环带,由相邻的几个体节体壁的上皮细胞膨大形成.未成熟和成熟颤蚓分别见图1、2. 温度对颤蚓影响很大,不仅直接影响体温和活动,也直接影响其新陈代谢、生长发育和繁殖等.一般说来,活动温度在5-30℃之间,最适温度为20-25℃,28-30℃能维持一定的生长,30℃以上生长停止,5℃以下处于休眠状态,0℃以下导致死亡.
最适生长pH值为6.8-8.5.实验室中观察到颤蚓在pH>11与pH<3的蒸馏水中10min全部死亡,在pH＝10、4、5的溶液中2h后部分死亡,其余活动较缓,20h后全部死亡.

2 化学氧化灭活实验
2.1 实验方法与材料
2.1.1 实验体
在水厂发现的颤蚓多为营浮游生活的幼虫,但由于体细小且活动不剧烈难于观察,故取体较长、体色和活动正常的虫体进行实验.
2.1.2 实验试剂
灭活实验所用的试剂为目前水处理中常用药剂,包括次氯酸钠、二氧化氯(实验室现场制备)、高锰酸钾、过氧化氢、臭氧(现场发生),各种药剂配制成不同浓度的溶液,用盐酸或氢氧化钠调节pH值.
2.2 实验方法
取30条颤蚓(体长约5-6cm)体放于白搪瓷盘中,注入试验液约500mL.每个浓度设2个重复,同时做空白实验对照.在不同时段观察颤蚓的反应和状态,随时检出死亡个体,记录死亡数.
3 实验结果
3.1 以蒸馏水为试验水样的灭活结果
3.1.1 不同药剂投加量下颤蚓灭活效果
以pH＝7的蒸馏水为试验水样,臭氧浓度为1、1.5、2.5mg/L,氧化剂投量在2.0-10mg/L之间设5个浓度梯度,接触时间为30min.试验结果见图3.
由图3可以看出接触时间30min时,臭氧、二氧化氯和次氯酸钠的灭活效果都较好.在中性条件下,各药剂的灭活性能顺序为:臭氧>次氯酸钠>二氧化氯>高锰酸钾>过氧化氢.二氧化氯在8mg/%可以达到100%的灭活率,次氯酸钠在6mg/L便可以达到100%的灭活率,而高锰酸钾和过氧化氢效果甚微,即使在高投加量下对颤蚓的灭活率也很低.
3.1.2 不同接触时间下颤蚓的灭活效果
中性条件下,5种药剂投加量均为2mg/L时,延长接触时间至3h,观察颤蚓对化学药剂的反应,实验结果见图4.
总体说来延长接触时间有助于提高化学氧化剂的灭活效果.次氯酸钠和臭氧起效很快,1h后就能达到100%的灭活率.另外,高锰酸钾在1h后灭活效果显著提高,在3h可达100%的灭活;二氧化氯效果不如次氯酸钠,在2.5h处才达100%灭活.过氧化氢对颤蚓活性基本无影响,实验中观察到颤蚓体色、活动均较正常.
3.1.3 不同pH值下颤蚓的灭活效果
为了考察化学氧化剂在不同pH值条件下对颤蚓的杀灭效果,在pH 5-9范围内对灭活效果进行了试验研究.考虑到过氧化氢效果很差,而臭氧在pH值5.6-9.8范围内氧化效力不受影响,故仅进行了其他3种试剂的灭活实验.次氯酸钠和二氧化氯投量4mg/L,接触时间30min,高锰酸钾10mg/L,接触时间1h.实验结果见图5.
由图5可以看出,灭活效果基本随pH值增大而减小,但受pH值影响的程度有所不同.高锰酸钾受pH值影响最大,因为在酸性溶液中高锰酸钾具有强氧化性,而在中性、碱性介质中其氧化性减弱;次氯酸钠与二氧化氯对颤蚓的杀灭效能受pH值影响不大.
3.2 原水中颤蚓的灭活效果
以灞河源水为溶液底质,对次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾灭活颤蚓效能进行比较.药剂浓度在2.0-10mg/L之间,接触时间为30min,高锰酸钾延长至1h.原水水质条件如下:pH值7.89-8.02之间,浊度2.8NTU,CODMn＝2.04.实验结果如图6.


3种氧化剂在天然源水中的灭活效果均不同程度的低于蒸馏水中的效果.30min时,高锰酸钾不论在何种试验水样中,基本无效果,延长接触时间则效果明显好转,10mg/L的投量下接触1h可达到100%的灭活率.次氯酸钠和二氧化氯情况相似,在2mg/L和4mg/L时原水中的灭活效果明显低于蒸馏水中的灭活效果.
3.3 滤后水中颤蚓的灭活结果
以滤后水为底质,进行次氯酸钠、高锰酸钾、二氧化氯三种氧化剂在不同投加量下对颤蚓的灭活试验,接触时间30min,高锰酸钾延长至1h.滤后水水质:pH＝7.68;浊度2.2NTU;CODMn＝1.71.结果如图7.比较图7和图3、图6,发现3种氧化剂在滤后水中的灭活率也低于蒸馏水中的灭活率,但高于原水中的,因为原水中的杂质消耗了部分氧化剂.化学试剂投量为10mg/L时,均达100%灭活.
4 灭活机理探讨
几种氧化剂对颤蚓灭活效果存在显著差别,与虫体生物结构特点和化学氧化剂对生物体氧化性能有关.颤蚓属于环节动物门中的寡毛类,其体壁的结构由角质层、表皮细胞、环肌及纵肌组成,肌肉层内为体腔膜.表皮细胞中有发达的腺细胞.化学物质致毒机理可能是:化学试剂与机体接触后,被吸收进入血液,通过血液循环分布到全身各组织器官,其体内的蛋白酶遭到破坏,酶的活性丧失,进而使它不能参于氧化还原系统的活化,导致代谢机能发生障碍.生物体的死亡可能因某系统中毒直接所致,也可能是各组织受损的综合结果.

臭氧具有极强的氧化能力,可直接氧化细胞膜磷脂、蛋白质等产生有机自由基,也可直接氧化脂肪酸和不饱和脂肪酸而形成有毒的过氧化物.另外,臭氧还作用于酶系统,使酶失去活性.二氧化氯的灭活机理原则上和一般氧化剂相同,但是也有其独特之处,二氧化氯可以破坏生物的外部细胞膜,从而增大了细胞膜的渗透性.高锰酸钾在水溶液中遇到还原性物质释放出新生态氧,使生物组织遭到破坏.次氯酸钠是次氯酸通过细胞壁,与细胞的原生质化合,破坏细胞的代谢机能.

颤蚓灭活前后虫体变化见图8-图12.受各种氧化剂作用后死亡情况略有不同,臭氧作用最快(图10),实验开始10min后身体蜷曲、僵硬并有淡红色液体流出,活动变缓,部分虫开始死亡,之后身体逐渐溶解断裂,1h以后身体溶解加剧,最后仅剩透明絮状体,这说明臭氧氧化性很强,在投药量不高的情况下对生物的灭活作用就很显著.高锰酸钾作用时间一般在1h后,颤蚓死亡特征是身体舒展并僵硬，轻触无反应,部分体节略有溶解,体色变化不明显,见图9;在二氧化氯溶液中,颤蚓死亡特征是虫体完全伸展,死亡后身体逐渐溶解,体色呈灰黑色或褐色,见图11;颤蚓在次氯酸钠失去活性时身体略有蜷曲,体色稍有褪色,溶解现象较少,见图12.由颤蚓在各种溶液中的特征可以看出,几种药剂对颤蚓的作用强度和时间各不相同,这主要取决于各自的氧化性及对生物体的作用方式.
5 结论与建议
(1)原水中生物常在温暖的春夏季开始繁殖,但此次颤蚓出现在水温较低的冬季,建议对灞河水源水质和水体中包括颤蚓在内的生物群进行监测,对颤蚓生长史做进一步研究,以便能事先预测颤蚓的爆发时间,为安全供水做好充分准备.
(2)在几种常规水处理药剂中,臭氧在消毒中的常规投量和接触时间内,能杀死水中全部颤蚓;其余药剂在增大投药量和延长接触时间后,才能杀灭全部颤蚓;二氧化氯的效果同次氯酸钠相当,其原因有待进一步研究.
(3)原水中出现颤蚓时,建议采用臭氧氧化进行预处理.
(4)几种氧化剂对颤蚓的作用机理各不相同,氧化性越强,灭活效果越好,作用时间越短不同.

生物法控制城市供水系统中红虫污染的研究
周 令 ， ， 雷萍，， 张金松，， 梁明
(1.深圳市水务 <集团> 有限公司，广东深A) 518031; 2.深Ail市水务局，广东深ail51 8031)
摘 要 : 对应用生物法防治供水系统中红虫污染的可行性进行了研究。鲫鱼吞食红虫的试验结果表明，沉淀池水环境不影响其生活，鱼苗能有效控制沉淀池的红虫，其排泄物对出水磷酸盐和浊度无影响，但会使氨氮含量升高。应用苏云金杆菌以色列亚种(Bti)灭杀红虫的试验结果表明，其杀灭红虫的最佳浓度为30 mg/L，投加Bti对出水浊度影响较小，1 mg/L的前加氯不会明显影响Bti对红虫的灭活效果，并能保证滤后水的细菌学安全性，证明了这两种方法在拉制红虫污染方面是可行的。
关键 词 : 红虫; 生物控制; 铆鱼; 苏云金杆菌以色列亚种
摇 蚊 孽 生引起的“红虫污染”是困扰城市供水行业的世界性技术难题之一。据调查我国的华南地区和华东地区普遍存在供水系统的红虫污染，世界范围内摇蚊污染事件也较为普遍，美国、英格兰、德国都出现过供水系统的摇蚊幼虫污染报道，但目前国内外尚缺乏防治供水环境摇蚊幼虫污染的有效措施。
生物防治在环境蚊虫治理中被广泛应用并取得了良好成效，但应用于城市供水系统则尚未见报道环境蚊虫的生物防治方法主要有两个方面，一是利用蚊虫的捕食性天敌— 鱼类控制蚊虫，二是利用杀虫微生物杀灭蚊虫。笔者对这两种方法在城市供水系统中应用的可行性进行了试验研究。
1 研究方法
1.飞鱼类控制供水系统中红虫试验
① 沉 淀池水环境对鱼类生活的影响
在水厂沉淀池放养鱼苗(螂鱼，质量约7g)，观察鱼类生长情况并检测沉淀池水面至水下2m深的溶解氧值、余氯值和水温
② 鱼 苗对沉淀池红虫的吞食试验
将长为 1.5 m、宽为1.0m高为1.8 m的网框架安装在沉淀池壁，其中放人8条事先已称量质量的鲫鱼鱼苗，试验中每天改变一次网框的位置，观察对池壁红虫的吞食情况5d后称量鱼苗质量。同期在实验室用一般鱼食喂养鱼苗，并在试验前后称量质量作为对照。
③ 放养鱼苗对相关水质指标的影响
在单格沉淀池(40mx10mx3.5m)中放养质量平均为7g的鱼苗2000条，72 h内检侧出水的磷酸盐、氨氮和浊度，与对照单格沉淀池的出水进行对比，并对水处理工艺的运行状况进行观察。
1.2 Bti防治红虫试验
① Bti 对沉淀池红虫的毒力试验
对武汉某生物制剂厂生产的Bti(苏云金杆菌以色列亚种)液剂杀灭沉淀池孽生红虫的情况进行试验，方法是在1L的烧杯中盛放1L沉淀池水(带少许矾花)，然后加人30条从沉淀池捞出的四龄红虫，考察不同浓度的Bti刘红虫的灭活效果。
② 水处理工艺中Bti投加试验
在连续流小型水处理试验装置(机械混合池+侧向流斜板沉淀池+均质滤料滤池，水量为100 L/h)中进行投加Bti的模拟试验，检测沉淀池出水和滤后水中的细菌分布情况以及投加Bti对各工段出水浊度的影响。试验装置的混凝搅拌速率参数:第一格为230 r/min，第二格为150 r/min，第三格为50r/min，第四格为20 r/min,混凝剂(碱铝)按2.5mg/L投加于混凝反应池的前端(第一格);氯水投加在进水口，每试验组按不同浓度控制氯的投加量;使用连续液体投加泵在混凝池后端(第四格)按30mL的浓度投加Bti。试验开始后每隔1.5 h取一次原水、沉淀池中水、沉后水、滤后水水样，检测细菌总数(平板菌落计数法，每组样品取样后在20 min内分析)和浊度(HACH2100P浊度仪)，并与相同运行条件下未加Rd的对照组进行对比。
2 试验结果
2.1 鱼类试验结果
观察发现鱼苗在沉淀他中生长良好，没有出现异常症状。对溶解氧和余氯的检测结果表明，溶解氧为3一6 mg/L,氯浓度一般低于1 mg/L，水温在18-29℃，不影响养殖鱼类的正常生长。
在鱼苗吞食沉淀池壁红虫的试验中，鱼苗放人后沿池壁和网框不停游动，并吞食红虫和池壁上的有机物。1d后，原来有较多絮凝物(红虫在其中筑巢生长)的池壁变得较为光滑，原有的絮凝物消失，且每次改变网框位置时均可观察到同样的变化。5d后鱼苗质量由原来的平均为3.5g 增加至4.8 g ,而同期在实验室用一般鱼食喂养鱼苗的平均质量只增加至4.0 g。可见，娜鱼苗喜食红虫，可以较好地控制红虫的生长。
在沉淀池中放养鱼苗的72h 内沉淀池运行正常，出水中未检出磷酸盐，表明其产生的磷酸盐未对水质产生影响;放养池的氨氮含量均比对照池略高，但均远低于0.5 m g/L(CJ/T2 06-2005中规定城市供水中的氨氮≤0.5 mg/L)，所以不会影响水质合格率;与对照组相比则浊度没有明显差异。因此在沉淀池放养一定密度的鱼苗可控制红虫污染，但要注意对出水氨氮造成的影响。
2.2 Bti灭 杀 沉 淀 池 中 红 虫 的效果
在应用 Bti液剂杀灭沉淀池孽生红虫的试验中，当Bti投量为10 - 30 mg/L时红虫显示感染症状，2d后全部死亡;当Bti投量为30一60 mg/L时红虫显示明显的感染症状,1 d后全部死亡;当Bti投量>60 mg/L时红虫在3h内全部死亡。结合药剂费用确定Bti杀灭红虫的最佳浓度为30mg/L,(此时的菌体密度为100个/mL)。
在摇蚊幼虫受感染的中后期，幼虫受触动时反应不敏感，垂死前出现痉挛等症状。对其进行解剖发现，由于消化道细胞被破坏，肠道失去了弹性和韧性，在感染的地方容易拉断，透过体壁可见死亡幼虫胃盲囊和中肠后部呈黑褐色，有些幼虫身体呈弯曲状。
在小试系统中投加Bti，控制前加氯量为1m g/L,则沉淀池的Bti量可保持在104个/mL(见图1)，达到了杀灭摇蚊幼虫的有效浓度，这时滤后水的细菌含量符合《城市供水水质标准》(Q /T2 06-2005).
若取消前加氯，则滤后水的细菌总数高达1.1 x104个/mL。由此可见，可利用前加氯控制沉淀池中的Bti浓度与滤后水的细菌总数。
在混凝池后端按30mg/L投加Bti(前加氯量为1 mg/L)，则混凝池末端和沉后水浊度比不投加Bti时平均升高了0.5 N TU，但经过滤处理后与对照组相当(见图2)，这说明投加Bti对出水浊度影响较小，利用Bti防治水环境的摇蚊幼虫是可行的。

3 分析与讨论
根据资料 ，一般的物理与化学方法很难控制供水系统中的摇蚊幼虫污染，灯光、喷雾驱蚊等手段见效慢且成本高，难以在水厂的实际生产中推广，而化学方法的残毒问题也限制了其应用。由于低浓度余氯很难杀灭带管状巢的幼虫(实验室条件下，氯浓度达到15 mg/L才能使受试的30条红虫在24 h后全部死亡)，而过高的液氯投加量不仅成本高，且易形成有毒副产物三氯甲烷等指标超标。相比之下，应用生物方法控制红虫见效快、安全性高，具有很好的应用前景。
众所周知 ，红虫是鱼类的优良饵料，多数淡水鱼均喜食红虫。长期以来人们在水稻田、水沟、防火池等环境水体中利用金鱼、柳条鱼、中华斗鱼等防治蚊虫，取得了良好效果。目前在我国华南地区已有利用鱼类防治城市供水系统中红虫污染的实践，笔者的试验结果也证明了这种方法是简便可行的。但鱼苗放养中存在跑鱼现象，需要在出水口设置围栏进行控制;另外鱼类质量增长过大后需要及时清除，以免对沉淀池的运行产生不利影响。
美国研究者认为利用杀虫微生物剂控制给水系统中的红虫是一条有效的途径，并开展了向Lowel市给水系统中添加苏云金杆菌以色列亚种(Bacillusthrugiensis var. israelemis，简称Bti)控制摇蚊幼虫污染的研究。Bti是对双翅目蚊科幼虫具有特异毒性的菌株，其伴抱晶体蛋白质亚单位8一内毒素经摇蚊幼虫食人后，在强碱性的中肠酶液作用下溶解并降解成毒性片段，作用于易感昆虫的中肠上皮，形成孔洞或离子通道导致细胞膨胀解体和昆虫死亡。8一内毒素对双翅目蚊科幼虫以外的其他动物完全无毒，哺乳动物的消化道缺乏溶解晶体的强碱性pH条件而不能降解晶体蛋白，另外其胃蛋白酶与昆虫肠液中的主要蛋白酶对蛋自质的水解作用不同，即使在动物消化道中有溶解晶体的条件，也只能将晶体毒素降解为无毒多肤冈。国内外涉及鱼类、两栖动物、小虾、斧足类的急性毒性试验的结果表明，其具有很高的生物安全性，对鸡、鸭、鹅及水牛、大小白鼠、兔等哺乳动物进行口服、吸人、菌液饲养、静脉注射、腹腔注射、灌胃和皮肤致敏试验的结果也证明无任何急性毒力及致病力，为一种完全无毒的专一灭蚊微生物，已成功应用于国内外水库、沟渠、稻田等水环境摇蚊幼虫的控制，具有在水处理工艺的红虫控制中应用的理论依据。笔者的试验证明，Bti在红虫享生的主要场所-州冗淀池发挥灭蚊效力后可经沉淀、消毒等环节消除，同时对出水水质基本无影响。虽然目前在供水系统中实际应用Bti还需要深人的研究和论证，但其很可能成为一种相对高效和安全的红虫控制措施。

生活饮用水中‘红虫’杀灭初步研究
陈旭 朱琳 赵巍 杨瑶 王启山 何文杰 韩宏大 张旭东
(1南开大学环境科学与工程学院，天津300071; 2天津市自来水集团有限公司，天津300040)
摘要 我国一些城市的水源地以及给水厂水池中，甚至在用户端的水龙头中都曾经发现“红虫”的存在，严重影响了饮用水的水质。在天津市市区收集到3处用户水龙头放出的“红虫”，在对该种“红虫”进行了实验室条件下的初步生物学研究的基拙上分别研究了不同温度(10℃、 20℃、 30℃)条件下，对其成虫进行了实验室条件下的杀灭试验研究。，不同余氯对“红虫”成虫的杀灭效果;并且初步研究了光照、基质等环境影响因子对杀灭效果的影响。
关键词饮用水红虫杀灭余氯
人们习惯上称为“红虫”的底栖动物在我国一些城市的水源地和给水厂水池中常常被发现，有时甚至会出现在用户端的水龙头中，这种情况会对饮用水的水质造成非常大的不良影响。
资料表明 ，在我国南方某些城市二次储水池中及英国的艾塞克斯城(Essex)、美国的洛厄尔城(Lowell) 发现的“红虫”均为摇蚊幼虫。与之不同的是，本实验室收集到3处用户水龙头放出的“红虫”经过中科院水生生物研究所鉴定均为同一种，属环节动物门、寡毛纲、近孔寡毛目、颤蝴科(Tubific idae)的淡水单孔。 (M onopylephorus
limosus)。 关于摇蚊幼虫污染饮用水的治理研究目前已有较多报道，而本试验研究的该种“红虫”作为生物污染物污染饮用水水质的研究国内外尚未见报道。
本试验在成功进行了“红虫”生长发育及繁殖的生物学研究以及“红虫”进一步扩大培养的基础上，为了解该种红虫对杀灭药物的耐受能力，选取成虫进行了杀灭试验的初步究。按照自来水处理工艺目前常用的氯消毒法，选用次氯酸钠作为消毒剂，配成不同的余氯浓度。在预试验的基础上，进行了不同温度条件下，在一定时间内对“红虫”成虫杀灭情况的研究。测定经不同处理时间后对成虫的杀灭率、该时间段后的余氯变化以及成虫在高杀灭率余氯浓度下的存活时间，以期为自来水处理过程中的杀灭提供实验室的数据支持。同时进行了相同温度条件下，不同的光照、基质等环境影响因子对杀灭效果影响的初步研究。
I 试验材料和方法
1.1 材料
试验材料选用出现环带的性成熟“红虫”，其体长30一50 mm(平均37 mm)，体重7一14 mg。用胶头滴管吸取成熟“红虫”于盛有曝气水的培养皿中待用。放人烧杯前再次用曝气水清洗其体表的有机物，以免有机物消耗溶液中的有效氯，影响试验
结果。
1.2 方法
用次氯酸钠配制不同余氯(初始浓度)的杀灭溶液，将每种余氯作为一个浓度组，每组采用20条“红虫”，分别放人20个100 mL烧杯中，再分别加入40 mL杀灭溶液。同时采用5个100 mL烧杯，分别放人5条“红虫”，加人40 mL曝气水，作为对照组。每个小烧杯均用双层铝箔包裹，以创造无光照的杀灭条件，模拟自来水管道中的实际环境。将不同浓度组试验烧杯放人不同温度的恒温箱中，由于本试验是采用一次性静态暴露的方法，烧杯中余氯随时间逐渐衰减。试验中定时记录杀灭时间，测定余氯变化。
成虫死亡标准:所有体节失去自主活动能力。
2 结果
2.1 不同水质对杀灭试验的影响
(1) 直接用自来水进行杀灭试验证明，能够保持一定余氯值的自来水在30℃对“红虫”成虫有一定的杀灭率，可达35% ，但是在10℃及20℃下，相同余氯的自来水则只能给虫体造成一定程度的损伤，并不能导致虫体完全死亡。
(2) 经试验证明，相同条件下，采用去离子水配制的杀灭溶液所得到的杀灭率比采用曝气自来水配制的杀灭溶液所得到的杀灭率要高出很多(见图1)。在30℃，初始余氯为0.5 mg/L时，经过2 h,去离子水配制的杀灭溶液的杀灭率高达85% ，而采用曝气自来水配制的杀灭溶液的杀灭率仅为5%.
2.2 不同温度对杀灭试验的影响
研究了在不同温度条件下，选用次氯酸钠作

为消毒剂，配成不同的余氯浓度，在一定时间内对“红虫”成虫的杀灭情况;测定经一段时间后对成虫的杀灭率以及该时间段后的余氯变化。
试验发现杀灭初始余氯浓度在1.4m g/L以下，或不能在试验水体中维持0.5 mg/L的余氯1h以上，对成虫杀灭效果较差(<50%);维持余氯浓度1.5 mg/L以上2h，能对成虫有效杀灭(>90%)。
同样余氯 条件下，“红虫”成虫在低温(10℃)和高温(30℃)下对氯的耐受性比较差。在初始余氯为2 mg/L,120 min时测定，在温度为30℃时的杀灭率为45%,20℃时的杀灭率为15%,10℃时的杀灭率为55% 。在20℃的杀灭试验中，每一个浓度组120 min后的死亡率都低于其他两个温度同浓度下的死亡率(见图2和图3)，同时引起虫体死亡的最低余氯的要求也最高。30℃时引起虫体死亡的最低余氯为0.7m g/L,10 ℃时为1.0m g/L，而20℃时则高达1.8 mg/L.
2.3 光照、基质等环境因子对杀灭效果的影响
2.3.1 光照(120 min持续光照)对杀灭效果的影响
试验证明 ，在相同条件下，光照可以显著提高成虫的杀灭效果。当温度为20℃，初始余氯为2 mg/L,120 min时测定，无光照条件下的成虫杀灭


率仅为15%，而光照条件下的杀灭率则高达100%
2.3.2 基质(烧杯中放人棉布基质)对杀灭效果的影响
试验证明 ，“红虫”成虫在有基质的条件下对氯有较高的耐受性。在温度为20℃，初始余氯为3.5 m g/L,120min时测定，无基质条件下的杀灭率达90%，而有基质条件下的杀灭率则仅为60%(见图5).
3 讨论
(1) “ 红虫 ”在无次氯酸钠的去离子水中可以正常存活至少120 min，这可能与其体表分泌的粘液有关。“红虫”能够耐受低渗水环境，资料表明体表粘液腺分泌的粘液可以降低体表的渗透性，维持体液相对平衡困。当水环境中的渗透压特别低时，“红

虫”可以通过分泌大量粘液将身体与外界较好地隔离，短期内适应环境。
经试验证明，相同条件下，采用去离子水配制的杀灭溶液所得到的杀灭率比采用曝气自来水配制的杀灭溶液所得到的杀灭率要高出很多。这可能是由于自来水中的有机物质比去离子水中多，消耗的氯就相应较多，所以曝气自来水配制溶液对虫体内外渗透压差较去离子水配制溶液小，而同时“红虫”体表的粘液被次氯酸钠分解，降低了抵御较大的虫体内外渗透压差的能力，所以导致在去离子水配制的杀灭溶液中“红虫”的死亡率较高。因此，以后试验我们采用了曝气水配制杀灭溶液，以模拟红虫的自然生长环境和实际栖息生境。
(2 ) 同样余氯条件下，“红虫”成虫在低温(10℃)和高温(30℃)下对氯的耐受性比较差。这可能是由于20℃是比较适宜“红虫”生活的温度条件，而在非最适温度条件不利于“红虫”的正常活动。在30℃条件下，虽然在较高温度下余氯的分解较快，但是高温条件下“红虫”的代谢快，能导致氯对“红虫”的伤害加剧。在10℃条件下，余氯的分解较高温要慢许多，所以对“红虫”的相对作用就会较高温时的大，故此杀灭效果就要比20℃时的要好。
(3) 在其他条件相同，而光照和基质条件不同的情况下，对“红虫”的杀灭效果不同，可能是由于“红虫”的生活习性所致。在自然环境中，“红虫”为底栖生物，喜栖息于有机质丰富的淡水水底软泥或沉积物中，无光照条件和基质都是非常适宜该种“红虫”生长发育的。所以，“红虫”在此条件下的耐受性比其他条件下的耐受性要高。另外，由于基质的存在可能加快了溶液中氯的分解，所以“红虫”成虫在有基质存在的条件下杀灭率较低。
4 结论
(1) 维持余氯1.5m g/L以上2h，能对该种“红虫”成虫有效杀灭(杀灭率>90%)。目前水厂的氯化消毒工艺可以满足这一要求。
(2) 同样余氯条件下，“红虫”成虫在低温(10℃)和高温(30℃)下对氯的耐受性比较差。考虑到该种“红虫”的繁殖高峰期主要在每年的8一9月，水温25℃左右，水中余氯分解较快。此时应是红虫控制的关键时段，保证供水管网中的余氯值至关重要。
(3) 由于管道中是一个无光照环境，而且锈蚀的管壁可以给该种“红虫”成虫提供生长的基质，并可能消耗较多的余氯。所以目前供水管网中余氯值的低限标准(0.05 mg/L)不能有效控制此种红虫的孽生，应该适当提高低限准。

水处理工艺中杀灭浮游甲壳动物药剂的选配
1 灭活试验与效果
根据石家庄市地表水厂的生产实际情况和经验，从水质和成本两个方面考虑选择氯、氯胺联用、高锰酸钾3种药剂作为试验药剂。在1L原水中投放相同数量的甲壳动物组合(剑水蚤为40-50个，枝角类为10一15个)，再投加不同浓度、种类的药剂，分别30,60,90,120 min后观察和记录甲壳动物的灭活率，比较这3种药剂的杀灭效果
① 高锰酸钾灭活试验。分别向4个烧杯中投加0.1 - 0 .4 mg/I的0.1%高锰酸钾溶液进行试验。结果表明，高锰酸钾对甲壳动物的灭活效果并不理想，当高锰酸钾的投加浓度为0.3 m g/L时，水的颜色已呈粉红色，4h后不褪色。因此，高锰酸钾不适合作为杀灭药剂。
② 氯灭活试验。配制有效氯为1,1.5,2,3m g/L的次氯酸钠溶液，并投加在4个烧杯中进行试验。结果表明，30 min后4个烧杯中的剑水蚤活跃如初，枝角类在氯浓度为2mg/L时开始死亡;90 min后剑水蚤在氯浓度>2m留L时开始死亡，而这时的枝角类已全部死亡;120 min后氯浓度为1. 5 mg/L的剑水蚤仍很活跃，说明氯浓度为1.5 mg/L对剑水蚤不起作用。当氯浓度＞2 mg/L时对剑水蚤的灭活率开始上升，但在氯浓度为3 mg/L时也不能被全部灭活。
③ 氯与氨联用灭活试验。选择投加氯量为2m g/L,按氯与氨的比例为1:1到4:1进行试验。投加顺序为先氯后氨，另配制浓度为1%的氨水溶液。结果表明，30 min后氯氨比为1:1和2:1的烧杯中枝角类全部死亡，对剑水蚤的灭活率分别为60%和40%;氯胺比为3:1和4:1的烧杯中对枝角类的灭活率也达到90%，剑水蚤开始死亡，且远不如单纯氯相同浓度下的活跃;90 min后枝角类全部死亡，剑水蚤也只有少数存活;120 min后剑水蚤和枝角类都全部死亡。试验结果充分表明，绿与氨联用的灭活效果明显优于单纯氯的灭活效果
2 经济成本分析
石家庄市地表水厂设计能力为30x104m3/d，液氯售价为24 00元/t，液氯的售价为160。元/t。若选择投加氯浓度为3 mg/L，则用氯作为杀灭药剂所需费用约为78.84万元/a;氯氨联用药剂选择4:1的比例，所需费用约61.32万元/a，可节省生产成本约17.52万元/a。由此可见，氯与氛联用杀灭浮游甲壳动物不仅效果好于单纯的氯，而且还可节省生产成本

关于摇蚊虫在水厂防治的讨论
摇蚊虫在水厂各个工艺环节的管理上可能存在疏漏，主要有以下三个方面:
(1 ) 由于水厂大部分建筑物均为敞开式，在繁殖季节，若卫生工作跟不上，摇蚊有可能在沉淀池、滤池等有水建筑物池壁产卵。
(2) 摇蚊 卵粒长约300u m .卵径约100u m，卵块长约10-25mm，宽度大于5-10mm，刚孵出的幼虫，长度约600-700u m ,宽约100u m。而滤池滤头上的滤缝宽为0.1- 0.2m m，理论上红虫及卵块(很难有单个卵独立存在)是穿不过滤料层及滤头的。但随着使用期延长，某些滤池滤板等地方破损就可能导致刚孵出的幼小红虫或虫卵在滤池反冲洗时穿过滤池进入滤后水再流进清水池。
〔3) 水厂的清水池一般有透气孔、溢流孔，这些与外界相通的气孔若没管理好，很容易让摇蚊等昆虫侵入，使它们在清水池滋生繁殖。近年在某些水厂清水池己发现有摇蚊存在就是实例。事实上，北京，上海等地曾出现的自来水红虫问题，经当时专家研究证实，均为净水厂清水池、沉淀池、滤池等构筑物滋生摇蚊而导致的，而最根本原因是净水厂的水源水已严重污染.
水厂摇蚊的防治要采取多种措施，综合防治的方法。
（1）要以物理防治为主的方法，影响和干扰摇蚊正常的繁殖环境。利用灯光驱蚊的方法虽然能够起到一定的作用，但是还不够彻底。
（2）定期清洗清水池和天天清扫水池池壁、集水槽，保持水池的清洁，也能够起到抑制摇蚊栖息和产卵的效果。
(3)定期用高浓度的消毒液定期长时间浸泡运行的沉淀池、滤池（6小时以上解决池壁虫卵问题）及定期清洗反应池、沉淀池底部积泥防止摇蚊虫、水丝蚓在水厂的二次繁殖。
（4）在运行过程中尽量减少滞水区，防止摇蚊虫在滞水区产卵。
（5）恒水位过滤的滤池反冲洗时，应将滤池中的表层水排放，减少气反冲洗时在水中产生的红虫、小鱼碎片在过滤时带入清水池并适当延长反冲洗时间。
(6)还有的水厂利用水面喷雾和池中养鱼的方法也能起到控制红虫发生的目的，但是与此同时耍考虑成本和是否增加池中副产物。
水厂要在每年的红虫多发季节，密切注意红虫的数量变化，及时采取投加二氧化氯等措施来控制红虫，将红虫及时消灭，要根据水厂实际情况计算出投加二氧化氯的量，尽量不要多加，一方面减少成本，另一方面减少水中剩余副产物。
最后，要尝试用bti制剂来防治红虫的发生，虽然bti还没有真正的在生产bit得到应用，本试验尚未完成bti制剂在生产的应用，但是本试验已经提供了实验室小规模试验的效果和依据，距离生产的应用还有待于以后的研究者继续研究。
摘自本论文

深度处理水厂对摇蚊及其幼虫的防治
陈朝湘 ，， 陆平 2
(1. 广州市自来水公司，广东广州15030;2.江苏一环环保设计研究院，江苏宜兴214 26 2)
摘 要 : 介绍了在设有臭氧一活性炭滤池工艺的深度处理水厂，摇蚊及其幼虫在净水构筑物中的分布情况，其繁殖与水质、气候的关系。总结了净水构筑物的日常管理以及生产流程环节如何有效防治摇蚊及其幼虫的方法，确保出厂水质安全卫生的经验。
关键词 : 深度处理; 摇蚊及其幼虫; 水质; 防治
随着人们生活水平的提高，人们对生活用水的水质要求越来越高，相应地对生活用水的了解也越来越多。用户终端发现红虫的事件在不少城市都曾发生。杜绝摇蚊及其幼虫除了加强管网滞留水排放，定期清洁用户储水池(注意对其进人孔和透气孔用尼龙网包扎)外，在水厂工艺流程环节做好摇蚊、红虫的预防工作也非常关键。
1摇蚊及其幼虫在水厂中繁殖情况
1.1 分布
某水厂采用臭氧一活性炭深度处理工艺，生产流程如图1所示。
摇蚊主要以红虫卵、红虫幼虫、孑不、摇蚊等几种形态出现在不同的净水生产流程中，如表1所示。

由表1可知，摇蚊和虫卵主要出现在沉淀池后段(集水槽)位置。偶尔在砂滤出水和炭滤出水中检测到摇蚊幼虫，幼虫基本已死。

1.2 摇蚊及其幼虫出现时间与气候的关系
随着南方城市的四季变化不再明显，摇蚊繁殖高峰期并不像以前那样集中在春夏之交和夏秋之交，而是与气温、天气有密切关系。通过对各净水构筑物的长期观察，发现摇蚊、摇蚊幼虫、虫卵等的出现随天气变化规律如下:
① 气温在22~28℃、水温在20一25℃之间时，摇蚊在沉淀池中大量出现，池壁有大量虫卵附着。
② 在气温适宜的情况下，在阴雨天气后的2一3d，或者在气温骤降3℃以上的第二天，摇蚊会在清晨有一个产卵高峰，在沉淀池壁的虫卵数量明显多于往日，其分布甚至扩大至沉淀池中段。
③ 遇上暴雨或持续高温天气，摇蚊基本不产卵，摇蚊及其幼虫基本不会出现。
1.3 摇蚊及其幼虫出现与水质的关系
该水厂的原水水质达到《地表水环境质量标准》(GB 3838一2002)Ⅱ类标准。在取水流域进行挂笼监测，只在2006年5月一6月发现红虫，所以在生产工艺中出现的摇蚊及其幼虫主要来自沉淀池。
笔者曾在比较适宜摇蚊繁殖的季节(9月一11月)，对回收和不回收砂滤池与炭滤池反冲洗水时的摇蚊繁殖情况进行了对比，发现摇蚊及其幼虫的繁殖在使用回收水时比较严重。
在没有用回收水的情况下，摇蚊出现在沉淀池池面或大量产卵的时期，一般是在降温后的一两天内，或雨后几天内。之后沉淀池池面就基本没有虫卵，一些孵化的幼虫在沉淀池底筑巢，条件适合时蜕变成摇蚊。
在使用回收水的情况下，除大幅降温至19℃的两天外，摇蚊一直存在，而且数量比没有使用回收水的时候多，主要表现在导流墙有大量摇蚊附着，砂滤池池壁出现大量摇蚊和虫卵，而在污泥系统的排水池、上清液集水池等阴暗潮湿位置基本没有摇蚊，更没有发现其虫卵。可见摇蚊并不喜欢污水，而是喜欢相对清澈且富含微生物的水体，这可能与回收水富营养化有关。原水中全年总藻类≤5x104个/L，常年约为lxl04个/L，可供摇蚊幼虫捕食的微生物相对较少，所以摇蚊并不适应这种比较清洁的水环境。而回收水中的微生物相对增加，因为反冲洗水中含有滤层截留的藻类及其他微生物的含量远高于原水。此外，滤层截留的摇蚊幼虫通过反冲洗水汇入回收水中，重新进人沉淀池，在沉淀池底积聚并繁衍。表2是水厂原水与回收水在一段时期内部分水质指标的平均值。

从表2可见，回收水中含有的微生物和有机质比原水多。而根据资料显示:杂食性的摇蚊幼虫以细菌、藻类、水生植物和小动物为食，水体底质中的有机质含量决定了摇蚊幼虫的种类组成和数量，有机物耗氧量的年平均值与底栖动物生物量之间存在非常显著的正相关。因此，回收水的水体环境更适合摇蚊幼虫生长繁殖。
2对摇坟及其幼虫的防治措施
① 投加臭氧。根据实际生产观察，在混凝处理工艺前投加臭氧后，沉淀池中出现的摇蚊及其幼虫明显较少。有研究发现，含氧量与摇蚊羽化成虫数量呈负相关，即含氧量增高时羽化成虫数量减少。水厂前臭氧投量约为0.5mg/L时，沉淀池水体溶解氧可达6一8mg/L。此外投加臭氧还有一定的助凝作用，对降低待滤水浊度有一定的帮助，待滤水越清时摇蚊幼虫出现的几率越小。
在进入炭滤池前投加臭氧，能有效地抑制摇蚊幼虫在炭滤池内繁殖。根据生产实际观察，进人炭滤池的水体含有余臭氧，炭滤池出水基本没有摇蚊幼虫。如果停止投加，炭滤池出水发现摇蚊幼虫的频率明显增加。
② 保持沉淀池池壁水位线以下0.5m不积泥，定期喷洒次氯酸钠。保持沉淀池壁水位线附近清洁，不积泥，不长青苔，可以减少摇蚊在池壁附着，从而减少其在此产卵的机会。同时在上午9时前将沉淀池池壁、砂滤池池壁的虫卵及时清除干净，以避免虫卵在阳光下迅速孵化进入水体。此外，在摇蚊活动频繁的时期，在傍晚用5%的次氯酸钠喷洒池壁，特别是阴暗的角落，能在一定程度上抑制摇蚊的活动。
③ 在沉淀池至砂滤池之间加装拦网。水厂在平流沉淀池的集水槽末端加装绑有10 目尼龙滤布的拦网(见图2)，这能够有效截住水中的摇蚊幼虫、孑不等，大大减少其进人砂滤池的数量。上午8时左右将集水槽拦网清洗一遍，把前一天截到的红虫、孑不、蚊蜕皮等及时清除。由于摇蚊幼虫在上午10时左右孵化，所以在1时左右需再清洗一遍拦网，以清除拦截到的摇蚊幼虫。
④ 在炭滤池出水堰加装拦网。在每座炭滤池出水堰位置加装绑有20 目尼龙滤布的拦网(见图3)，这可以截留摇蚊幼虫以及脱落的炭滤层微生物，保证出厂水水质。但拦网需根据截留物多少及时进行冲洗(一般每周一次)，以免因滤网堵塞而使炭滤出水溢出构筑物。
⑤ 定期排放滤池池底水。砂滤池和炭滤池池底因结构原因，会有水流较慢或滞留水的角落，这些地方容易让摇蚊幼虫停留并拿生。一般每月打开滤池池底排空阀排水一次，以能置换池内水体为排放标准，如情况严重可增加排水频率。此外，砂滤池和炭滤池反冲洗后最好能静置30 min才开始过滤，使滤层充分下降，有条件的最好能弃去前5min的初滤水。
⑥ 其他日常管理措施。反应池和平流沉淀池定期排泥，沉淀池定期清洗(特别是在摇蚊繁殖较活跃的4月和9月)，减少积泥可以减少摇蚊幼虫在池底筑巢的机会;清水池定期清洗和消毒，或者降低水位检查后视池内情况确定是否清洗;清水池和吸水井的透气孔、进人孔、溢流孔加装60 目透气尼龙网以防止摇蚊和其他昆虫进入;使平流沉淀池的导流墙低于沉淀池正常运行水位，避免露出水面的部分成为摇蚊栖息产卵的场所。

3 结语
目前国家及各级政府已经加强了对水源的保护，但水质要取得根本性的改变还需很长一段时间。
深度处理水厂比常规水厂多了炭滤池、废水回收系统、臭氧投加系统等工艺，在摇蚊繁殖方面有利有弊。所以充分利用厂内资源，加强对净水构筑物的日常管理，合理加装防护设施，不断总结经验，多方面综合防治，才能有效减少摇蚊及其幼虫对出厂水水质的影响，确保生活用水的安全卫生。