水处理工艺中摇蚊幼虫污染防治技术的研究进展.docx
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1、水处理工艺中摇蚊幼虫污染防治技术的研究进展论文作者:崔福义1 孙兴滨1 张金松2 徐峰1 刘丽君2摘要摇蚊幼虫(红虫)难以被常规的水处理工艺有效地去除,成为又一困扰水厂正常生产运行的水处理问题。本文首先介绍了摇蚊幼虫的生活习性及其在水处理工艺中的分布规律,然后对其生理特性与环境因子之间的关系进行了论述;并就近年来采用物理法、化学法和生物法防治水处理工艺中摇蚊幼虫污染的研究进展、现状和局限性进行了较为系统的分析,展望了摇蚊幼虫污染防治技术的研究前景,指出目前控制饮用水中摇蚊幼虫污染必须将水源水质水控制、污染治理与净水工艺处理结合起来,优化水处理工艺和强化水源水体保护是根本保障。关键词水处理 摇蚊
2、幼虫 防治 A Review on Preventions of Chironomus larva Pollution in Water Treatment SystemAbstract: In all the problems in water supply, the remove of Chironomus larva (red worm) from drinking water has become one of the most important, and it is very difficult to effectively remove by conventional metho
3、ds. So in order to deal with the problem, both the living habit and distribution of Chironomus larva in the water treatment system and the methods in removing Chironomus larva at present were introduced in this article. Meanwhile, the relationship between its physiological characteristic and environ
4、mental factors was demonstrated. Also the research status、advantage and limitation of different methods in the remove of Chironomus larva were analyzed systematically and some scientific tendencies were prospected. It was suggested that enhancing the management to the raw water and optimizing the dr
5、inking water treatment processes were the feasible ways to effectively control the pollution.Key word: water treatment; chironomus larva; prevention摇蚊幼虫大量孳生是由于水体污染导致的富营养化而变得日益突出的困扰供水界的新问题。摇蚊幼虫的抗氧化性较强,常规水处理的消毒工艺难以将其有效地杀灭,使得在我国一些大中城市的水厂清水池乃至管网水中都曾发现过摇蚊幼虫。在我国南方一些城市,由于气候具有常年温暖潮湿的特征,适于昆虫繁殖,问题更加突出。摇蚊幼虫不仅给
6、用户带来了不良的感官影响,引起用户对水质信心的下降与恐慌,更为重要的是摇蚊幼虫还是人类多种传染疾病的传播媒介,对居民的饮用水安全带来极大的威胁。1.摇蚊幼虫的生活习性及分布摇蚊分属昆虫双翅目摇蚊科1,由于身体内含有血红蛋白而成红色。摇蚊的生活史经过卵幼虫蛹成虫四个阶段。有的两年只有一个世代,有的一年却有七个世代,但大多数每年有两个世代,第一个在春季,第二个在夏季。摇蚊的卵产于水面,卵块内有300700个卵。初孵的摇蚊幼虫具趋光性,经过36天浮游生活后,转入底栖生活,利用藻类、腐屑、细沙、淤泥、唾液腺所分泌丝状物筑巢,多数种类筑成两头开口的管型巢。随着幼虫转入底栖,幼虫由趋光性改为背光性。幼虫经
7、四次蜕皮后进入蛹阶段,每蜕皮1次,体色加深,从淡红色、鲜红色、深红色至变成黑褐色的蛹。幼虫的食性,除了环足摇蚊属Cricotopus中某些专吃植物的种类外,其余种类可分肉食性与杂食性两大类。肉食性种类以甲壳类、寡毛类和其他摇蚊幼虫为食。而杂食性则以细菌、藻类、水生植物和小动物为食。幼虫的摄食方式有:粘食、滤食、沉食、采食和捕食几种。摇蚊分布很广,其幼虫几乎在任何水域中均可见到,它们适应性亦强,如在海拔3200余米的青海湖、海拔4000多米的西藏阿里班公湖附近均有分布。在阿塞拜疆,一年积雪达8个月之久的哈里湖,也有羽摇蚊的栖息。大多数种类幼虫生活在淡水中,但也有在盐份很高的水体中生活的,如盐生摇
8、蚊,它不但在氯离子浓度较高的青海湖中生存,也能在碱性苏打型的水体中生存。2 影响摇蚊生长繁殖的主要环境因素环境因子对摇蚊生长繁殖的影响作用是一个十分复杂的论题,表现为不仅因子众多,加之在不同的底栖环境中因子有不同的影响作用,因此至今尚未有一个较全面的理解,一般文献中探讨的内容主要从以下几个方面来进行阐述。温度在食物和其他环境条件适宜的条件下,升高温度可加快摇蚊的生长发育速度,缩短周转率。温度与世代时间呈负相关性,摇蚊完成一个世代的时间随温度的变化情况如图1。 溶氧 许多深水湖泊或其他遭受有机污染的水体中底质环境的溶氧常处于相对较低水平,这对于生活在这种环境中的底栖动物来说,溶氧明显地成为它们的
9、限制因子。Kitagawa认为,决定摇蚊幼虫分布的主要因素是湖体底部的溶解氧含量。也有研究发现,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却减少 。有研究认为,摇蚊幼虫的呼吸是通过体壁从水中交换气体的。体色血红色的幼虫体内含有血红蛋白,它比非红色幼虫耐缺氧,甚至在无氧条件下也能生存30120天。这是体内营养物质不经氧化分解成乳酸或脂肪酸,以释放能量维持生命。 pH值 pH值也是影响摇蚊幼虫生长的环境因素之一。摇蚊的多数种类能生存于pH为68的水域,个别种类如acerbiphilus能生活在pH为的极酸性水域中。在实际的水厂生产中,水的pH值一般都控制在,是摇蚊幼虫生长的最佳p
10、H值范围,为摇蚊幼虫的孳生提供了良好的水质环境。底质无论在湖泊还是河流,底质的特性与组成都是一个影响摇蚊幼虫的重要环境因子。摇蚊幼虫能够直接利用有机物,可以认为,水体中摇蚊幼虫的分布在很大程度上由底质中的有机物含量所决定,而有机物的含量在一定程度上反映了水体的富营养化状态和污染水平。Lundbeak的研究成果认为:湖泊与水库水体中底质中的有机质含量决定了摇蚊幼虫的种类组成和数量。据刘建康等的资料,武汉东湖腐泥底质中摇蚊幼虫密度和生物量大于沙泥等其他底质。所以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着的正相关。3摇蚊幼虫在水处理流程中的发生与分布规律天然水体污染程度的加重,直接导致底
11、栖动物多样性明显降低,而适应富营养水体的摇蚊类水生昆虫在水体中却占优势地位,在水体富营养严重时常可发现大量的摇蚊科幼虫。摇蚊幼虫在水厂中的产生经由两个方面,一方面摇蚊在水源的地表水体水面产卵并在水中繁殖,大量的摇蚊幼虫及虫卵个体随着水流进入水处理系统,通过挂网实验发现进入水厂的原水中含有大量的摇蚊虫卵及低龄的幼虫;另一方面,摇蚊成虫在水处理流程中的沉淀池等敞开水面产卵并在水中繁殖。这两个形成因素协同作用,使得摇蚊幼虫污染问题很难通过单一的办法来解决。摇蚊幼虫孳生要有理想的筑巢场所,观察发现在水处理工艺中平流沉淀池由于只有四壁可以适合幼虫的筑巢,所以摇蚊幼虫污染现象比较轻微;而对于斜板沉淀池,由
12、于斜板表面粗糙,易于沉积矾花淤泥,因而摇蚊幼虫可以在斜板上及沉淀池的池底利用絮凝体、泥土等筑巢,以水中的藻类、有机物为食,并羽化为摇蚊成虫;摇蚊成虫在沉淀池池壁上产卵,卵孵化成幼虫后,一些幼虫沉入池底生长,一些就随水流进入滤池。由于刚孵化的幼虫直径仅80m,对常规的滤池有可能穿透并进入清水池,就可能在清水池内进行二次繁殖或直接进入管网(如图2所示) 。 图2 摇蚊幼虫在水处理工艺中的污染途径 4 摇蚊幼虫污染防治技术国内自1996年起至今,在上海、广州、北京和宁波等地城市供水系统发生了摇蚊幼虫污染事件10,引起了水处理工作者的关注,一些研究者对摇蚊幼虫污染防治技术进行了研究,主要包括如下几个方
13、面。物理防治物理防治是利用机械方法,以及声、光、电、温度等条件,捕杀、诱杀或驱除害虫。近年来,在这方面研究得较多的是光电诱杀,利用蚊虫的趋光性,用一定波长的灯光,将害虫诱来,再用灯外的高压电去杀,或用机电动力将蚊虫吸入网内。抑制摇蚊成虫产卵,从而可以达到控制摇蚊幼虫数量的目的。由于水池池壁是摇蚊栖息、产卵的主要场所。在沉淀池面上架装喷雾装置来隔断摇蚊成虫交配后到水面上产卵的途径,同时迫使羽化不久的成虫翅被打湿而不能飞起、交配,基本上能达到杜绝摇蚊在水池池壁上产卵的目的11。代田昭彦指出12,摇蚊产卵大体与成虫形成蚊柱的时间一致,光强在300lx以上摇蚊就不再产卵。400W橘黄色探照灯较为合适,
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