饮用水处理过程中摇蚊的控制与防治技术.doc

饮用水解决过程中摇蚊的控制与防治技术刘丽君1陈益清1张金松1尤作亮1孙兴滨2周令1张瑞雷3（1、深圳市水务(集团)有限公司深圳518031 2、哈尔滨工业大学市政与环境工程学院哈尔滨150090 3、南开大学天津300071）摘要：红虫问题已经成为南方地区供水系统的一个普遍存在的问题。本文对我们几年来在红虫治理方面所做的工作进行了简朴的总结，对不同的防治方法的特点和应用效果进行了归纳，为防治饮用水解决过程中红虫的防治提供了多种切实可行的方法。关键词：摇蚊饮用水解决自从20世纪90年代中期开始，我国有关饮用水中红虫的报道逐渐增长，饮用水中红虫的控制与防治技术越来越受到关注。在绝大多数有关饮用水的红虫案例中，发现的红虫均为摇蚊幼虫。事实上，从20世纪2023代开始，国外就有有关摇蚊幼虫污染饮用水的报道”心，我国的四川、湖北、福建、广东、湖南等地的供水系统中都发生过比较严重的红虫污染。尽管目前对摇蚊是否携带和传播病原体还没有明确的结论，但对水质的感官指标产生严重影响。由于摇蚊的繁殖迅速，耐受力强，加之饮用水的特殊安全性规定，对于供水系统中的红虫污染，一直没有一种行之有效的方法。深圳水务集团自1999年开始红虫控制技术的研究，周令等曾对国内外有关城市供水系统红虫控制的研究动态进行过总结同。通过数年的研究和探索，我们逐步形成了涉及物理、化学、生物和微生物等一系列供水系统的摇蚊幼虫防治方法，并在实际生产应用中取得了良好的效果。1、供水系统摇蚊的污染途径及控制思绪根据对饮用水解决工艺流程的观测，摇蚊可通过多种途径进入自来水供水系统，从而也许对饮用水导致污染(见图1)。即摇蚊的污染重要来自受污染的原水，水解决过程中摇蚊的繁殖以及二次供水水箱的孳生。但是，许多研究结果表白，到达用户龙头的红虫重要由于二次供水系统的污染。黄锦生等嘲曾对深圳地区居民水龙头采集的红虫进行培养鉴定，大部分为灰腹球附器摇蚊，而我们在各水厂采集的摇蚊重要为花翅摇蚊，没有发现灰腹球附器摇蚊，也说明龙头红虫与水厂的红虫的来源不同。摇蚊的生长过程分为四个阶段，针对其不同的生长阶段，通过切断其繁殖链，达成控制摇蚊繁殖的目的(见图2)。根据上述思绪，以深圳地区摇蚊的优势种花翅摇蚊为研究对象，通过大量的实验和应用研究，建立了紫外灭卵，灯光诱杀成虫，化学、生物、微生物法杀灭幼虫，表面活性剂法阻止羽化等一系列有效的摇蚊防治方法。2、水解决过程中摇蚊的防治方法周令等曾介绍了灯光克制摇蚊产卵、喷雾驱蚊对摇蚊的控制以及初步的化学和生物防治方法介绍，本文重点介绍最近研究的几种防治控制方法。21物理防治方法211紫外线灭卵摇蚊虫卵孵化为幼虫是摇蚊发育过程的重要环节，本方法通过适宜的紫外线剂量照射，使虫卵失去孵化能力。实验在UVMAXTME的小试紫外装置上进行，研究发现，当紫外照射剂量达成10mJcm2时，摇蚊卵不孵化；同时，紫外照射对摇蚊幼虫有一定的杀灭效果，当照射剂量达成30mJcm 2时，I、龄期幼虫100死亡，龄期幼虫即时死亡率为617，24小时后完全死亡，说明紫外对克制摇蚊卵孵化和杀灭低龄幼虫有良好的效果。由于大型紫外装置设备昂贵，目前在给水解决中应用很少，但近几年紫外在自来水消毒方面的应用前景越来越受到关注，随着紫外应用成本的不断下降，紫外线应用于饮用水的预解决和主消毒时，通过合适的参数设立，可以达成控制水解决过程中摇蚊繁殖的目的。212灯光诱蚊风力吸蚊去除摇蚊成虫试图通过去除和杀灭摇蚊成虫切断摇蚊产卵，从而控制摇蚊的繁殖。研制的固定吸蚊机由诱蚊灯管、吸蚊风机以及集蚊袋组成。比较了从紫外254nm到红色700nm之间7中波长下摇蚊的趋光效果，发现470nm下的蓝色光和580nm下的黄色光诱蚊效果最佳。并拟定了风机的最佳参数。图3表达不同波长的诱蚊效果。尽管采用诱蚊装置对摇蚊成虫有较好的去除效果，在摇蚊爆发期，天天清晨和黄昏摇蚊婚飞期每台设备能诱蚊35万头，但与对照池相比，沉淀池水中和底泥中的幼虫密度没有显著下降。我们在研究中发现，婚飞的摇蚊95以上为雄蚊，因此，由于杀灭的成虫大部分为雄蚊，即使有少量雌蚊被杀灭，也也许在产卵之后。因此，这种成虫的杀灭方法不能从主线上控制摇蚊的繁殖，但可以与其它方法相结合，提高对摇蚊的控制效果。213表面活性剂控制摇蚊的生长繁殖运用单分子膜表面活性剂散布到水溶液之后，在水的表面形成一层稳定的单分子膜，减少水的表面张力，从而干扰摇蚊蛹的羽化，切断摇蚊的生长链，达成控制摇蚊繁殖的目的。选择一种产品化的单分子膜表面活性剂进行了对成虫、产卵和羽化影响的实验室和生产性应用研究，结果表白，单分子膜表面活性剂通过表面作用，提高成虫的死亡率；同时成虫产卵率显著减少；蛹的死亡率提高，羽化率减少。表1表达了在使用浓度为0.4一O.5ml/m2时，与对照组相比，表白活性剂组成虫死亡、产卵数的比较。取50头实验室培养的活蛹进行羽化实验，结果见表2。可以看出实验组的羽化率比对照组低得多，即使羽化为成虫，也在表面活性剂的作用下而死亡。从上述结果可以看出，表白活性剂通过提高成虫死亡率，克制产卵和羽化，达成防治摇蚊发育繁殖的目的。表面活性剂的应用需要稳定的水环境，保证水面单分子膜的完整性，一旦膜被破坏，则应用效果将受到影响。22化学防治方法化学防治法所使用的化学药剂以饮用水解决中常用的氧化剂为基础，通过杀灭摇蚊幼虫，切断由幼虫向成虫的转化，达成防治目的。我们对氯、二氧化氯以及臭氧对摇蚊幼虫的杀灭情况进行了比较具体的实验室和应用研究。221氯氯是目前自来水厂应用最广泛的消毒剂和预氧化剂，采用氯杀灭红虫，不需要增长设备等固定投资，操作方便。因此对氯应用于红虫防治的可行性进行了具体的研究。研究表白，氯对摇蚊幼虫的致死浓度比较高，作用比较慢，幼虫龄期越长，对药剂的敏感性越低。为了拟定实际生产中的投加量，同时对以纯水、原水和含矾花的水中的杀灭效果进行比较，发现同样投加量下的死亡率纯水原水矾花水。根据我们的研究结果，对于沉淀池，投加量5mgL接触24小时，龄幼虫的死亡率可达70左右，投加量10mgL接触24小时，龄幼虫的死亡率可达80以上。水的pH值，水中氨氮和有机物含量都会对杀灭效果产生影响。通过比较不同pH值下pH值的杀灭效果，酸性环境能显著提高杀灭效率，中性条件下。杀灭效果最差。水中存在的有机物和氨氦由于都会减少自由氯的浓度，从而减少对摇蚊幼虫的杀灭效果。CODMn值每增长1mgL，在相同的接触时间条件下，摇蚊幼虫的灭活率减少10-20。氨氮对灭活氯的影响比较复杂，开始时，随着氨氮浓度的提高，杀灭率减少，达成一个低点后，再提高氨氮浓度，杀灭率会有所提高。说明自由态的氨氮对杀灭也许有协同作用。图4表达了氨氮和有机物对解决效果的影响。将氯杀灭摇蚊应用于水厂沉淀池的摇蚊控制，分别考察高浓度静态浸泡和连续动态投加的解决效果，投加浓度约为10mgL，静态浸泡40小时，连续投加24小时，以满足不同生产状况的需要(见图5)，结果表白两种解决方式对成虫都有很好的控制效果在爆发高峰期连续保持成虫和幼虫几乎没有的时间可达成2周左右。但采用连续投加幼虫的死亡率不如静态浸泡高，连续投加消毒副产物也许升高(见图6)，可采用不同池轮流解决，并及时监测出厂水和各工艺段的消毒副产物情况，在生产情况允许的条件下，建议采用静态浸泡方式。222二氧化氯研究表白，二氧化氯对摇蚊幼虫的杀灭效果比氯好得多。在纯水中，当二氧化氯的投加量为10mgL时，高龄幼虫30min即能达成100的死亡率。减少药剂浓度，增长接触时间，能显著提高幼虫的死亡率。2mgL的投加浓度下，接触30分钟幼虫死亡率为20左右，接触3小时的死亡氯则提高到60。在pH值为7以下，CODMn浓度在2mgL以下时，pH值和有机物对二氧化氯杀灭幼虫的效率没有明显影响。因此，与氯相比，二氧化氯对摇蚊幼虫的杀灭效果好得多，可以在低浓度、短接触时间下取得良好的效果。同时，研究表白，应用现场发生的二氧化效果明显好于稳定态二氧化氯。2.23臭氧臭氧已经被越来越多的水厂用作预氧化和深度解决。在纯水中，臭氧对幼虫有很好的杀灭效果，2mgL有效浓度下接触6d,时即能达成100死亡率。但是，由于臭氧的氧化性太强，自然水体中的有机物等还原性物质容易与之反映而消耗掉，以及臭氧自身的不稳定，使得实际应用效果受到影响。比如当臭氧投加量为2 mgL时，接触时间为4小时，假如水中没有有机物，死亡率可达100，但当有机物浓度为2mgL时，幼虫死亡率即减少到15左右。深圳某水厂采用臭氧作为预氧化剂，投加量为1mgL左右，但对沉淀池中的摇蚊幼虫没有任何杀灭作用。因此，臭氧不是控制摇蚊生长繁殖的抱负选择。综合上述三种氧化剂，二氧化氯是杀灭摇蚊幼虫最抱负的药剂，假如水厂采用二氧化氯作为消毒剂，可以通过投加参数的适当调整，达成控制摇蚊繁殖的目的。但是，对于采用氯消毒的水厂，基于经济、方便的考虑，可优先考虑采用氯来控制。23微生物防治法虽然化学药剂对摇蚊幼虫有一定的杀灭效果，但是，使用化学药剂存在几方面的问题：一是容易产生抗药性；二是连续效果问题，在我们的生产性应用中，一般解决一次只能连续2周左右，给水厂生产产生较大的压力；另一方面，高浓度应用氯存在消毒副产物问题，二氧化氯则涉及到较高的固定设备投资，对于大水厂的使用成本高。因此，我们建立了摇蚊的微生物控制方法。该微生物制剂对蚊虫具有选择性杀灭效果，而对人体和哺乳动物安全无害，被WHO推荐为饮用水中传播疾病的伊蚊和桉蚊的杀灭剂。我们针对水厂摇蚊爆发的特点，研制了不同的微生物制剂，在沉淀池摇蚊的控制中取得了良好的效果。在沉淀池中应用微生物粉剂静态浸泡控制爆发高峰期的摇蚊幼虫，并将之与采用余氯浸泡的效果相对照，结果见图8。在实际观测中，微生物控制组连续50天以上没有再出现摇蚊的爆发。为了适应不同环境应用的需要，我们研制了微生物缓释球，微球的连续见图9。由图中可以看出，虽然毒力在10天后有所下降，但对摇蚊的杀灭率仍维持在60以上。3结论红虫作为饮用水解决过程中一种特殊的生物污染，与其它化学污染物相比，其污染规律更复杂，治理难度更大。文中提到的各种治理措施，各有优势和局限性，对于不同的水厂，应结合水厂的实际情况，选择经济、方便、高效的红虫治理措施，保障饮用水的安全性。同时，建立摇蚊爆发的预警预案，将红虫污染控制在未爆发之前。对于一些特殊和复杂的环境，应结合实际，建立与水质改善和环境治理相结合的综合防治方法。参考