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全球今熱點:南方污水廠里的“蚊子”到底咬不咬人

根據搖蚊生長特征,編者調查了南方地區的個別污水廠和水廠,發現在水流速度緩慢的沉淀池是蚊子種群主要孳生源頭(圖1),廠區的工作人員長期忍受搖蚊的叮咬。

(A)污水廠沉淀池池壁;(B)給水廠沉淀池池壁

圖1 沉淀池池壁搖蚊


【資料圖】

供水廠里的“蚊子”從哪里來?

國內南方多地的供水廠經常出現大量“蚊子”主要是搖蚊。搖蚊是雙翅目(Diptera)、長角亞目(Nematocera)、搖蚊科(Chironomidae)昆蟲的統稱。全球已知約有400屬,種類多且分布廣,是淡水水域中的重要種群。搖蚊生命周期分為4個階段(如圖2):卵(egg clutch)、幼蟲(instar)、蛹(pupae)和成蟲(imagoes)。成蟲傍晚完成婚飛后在夜間密集地返回流速平緩的沉淀池壁面進行產卵,卵袋包裹的卵粒粘附于沉淀池壁并在一定的溫度條件下孵化為幼蟲,幼蟲游到沉淀池底的泥層發育為蛹,然后羽化為成蟲。搖蚊極易在供水系統孳生,在南方地區的供水系統沉淀池中經常出現大量的搖蚊幼蟲,而其中沉淀池由于水流速度緩慢,最適宜搖蚊產卵和幼蟲初孵,是搖蚊污染的主要孳生源頭。

圖2 搖蚊的主要發育周期(A)和搖蚊幼蟲(B)

供水廠里的“蚊子”有什么危害?

大量搖蚊卵束附著在沉淀池池壁(圖3),嚴重影響水質的感官和生物化學穩定性指標,死亡的搖蚊幼蟲影響水質的生物和化學穩定性,更重要的是廠區人員長期忍受搖蚊叮咬的困擾。

圖3 南方某水廠沉淀池搖蚊卵束及其幼蟲

如何防治供水廠里的“蚊子”?

供水廠目前主要采用末端治理的方式,通過投加化學劑如液氯、次氯酸鈉等化學藥劑滅活搖蚊幼蟲。此外也嘗試源頭防治,采用人工刷刮、鹽酸洗刷、光誘滅活、噴霧防治等手段減少搖蚊卵束在沉淀池壁的附著密度,從而降低供水系統搖蚊污染爆發的頻次。另一方面,有部分學者嘗試生物抑制方法。

末端治理

化學投加法是采用化學藥劑來滅殺搖蚊幼蟲。搖蚊蟲卵和幼蟲是通過體表進行呼吸,當體表接觸強氧化劑后,蛋白酶會遭到破壞,不能參與正常的氧化還原活動,體內的代謝機能發生障礙。采用的化學藥劑包括氯胺、臭氧、二氧化氯、氯氣、過氧化氫、次氯酸鈉、高錳酸鉀、漂白粉、漂白精等強氧化劑。藥劑成本高昂且影響水環境化學條件。雖然化學氧化劑和生物抑制劑能滅活搖蚊卵束和幼蟲從而降低搖蚊種群的生物總量,但藥劑使用量較大,在一定程度上影響生活飲用水的水質口感。

源頭防治

噴霧防治法是在構筑物池面上配置噴霧裝置干擾成蟲的飛行交配,并阻斷搖蚊成蟲返回水面產卵,從而降低搖蚊生物總量。

光誘滅活法是用特定波長的紫外光吸引搖蚊成蟲,將其捕獲進捕蟲網內或利用高壓電將其滅活。誘蚊燈主要設置在成蟲產卵和幼蟲筑巢的的沉淀池壁。夜間在水池周邊設置誘蚊燈誘滅成蟲,可一定程度降低搖蚊種群在水處理系統中的種群密度。

生物抑制法是利用治病微生物或病毒對搖蚊蟲進行控制,有學者采用WHO推薦的防治飲用水伊蚊和桉蚊傳播疾病的選擇性殺滅劑——蘇云金芽孢桿菌以色列亞種發酵液(Bacillus thuringiensis var. Israelensis de Barjac, B.t.i.)開展試驗滅活搖蚊幼蟲。

超聲波法是利用超聲波的機械作用和空化作用會影響生物細胞結構、干擾生物細胞物質代謝及抗氧化酶系統的正常運行導致生物代謝異常,以至于致死。超聲波可直接、有效、并快速滅活搖蚊卵束及其幼蟲。靜態試驗數據顯示超聲波能分別在1分鐘和4分鐘內滅活全部搖蚊卵束和幼蟲(圖4)。與當前其他防治手段相比,超聲波輻射具有對原水水質影響小,可操作性強,持久性好,安裝簡便等優點,可從搖蚊孳生源頭減少其生物總量。

綜上所述,應對供水廠的搖蚊幼蟲應采取源頭防治、多措并舉的方針,優先選擇對水質影響小、能耗小、可操作性強,持久性好的方式。

圖4 超聲波輻射對搖蚊卵束(A)和幼蟲(B)的影響

案例介紹

廣東某水廠多種措施防治沉淀池搖蚊幼蟲污染效果。

其中,經初步生產性試驗驗證(圖5)。

超聲波聲源矩陣輻射裝置安裝在排泥車,利用排泥車于深夜期間的移動(速度約0.012 m/s)啟動超聲波聲源矩陣,通過超聲波輻射破壞黏附于沉淀池壁的搖蚊卵束,有效阻斷了搖蚊由卵束到幼蟲的發育環節,極大地減少搖蚊在沉淀池出水和廠區環境中的生物總量,高效并低成本地清理了沉淀池池壁的搖蚊卵束和藻類等生物污染(圖5),降低搖蚊對水質隱患的影響。

(A,依托沉淀池排車超聲波聲源矩陣裝置;B,設備運行前的池壁;C,設備運行后的池壁)

圖5 生產性試驗裝置及其初步效果圖

關鍵詞: 污水處理

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