欄目導讀

中國科技核心期刊《凈水技術》關注我國供排水和工業水處理生產一線的實際問題，打造一線生產技術人員實戰經驗的分享平臺。本欄目內容主要選自發表于《凈水技術》“供排水企業運行及管理成果專欄”的原創論文或由《凈水技術》情報資訊板塊精選翻譯的國外經典文獻，供同行交流參考。

本期摘要

自來水的感官評價，很大程度由嗅味和肉眼可見的微生物存在情況決定，其中肉眼可見的微生物不僅會影響用戶對自來水感官的評價，還會引發用戶對水質安全的擔憂。因此，了解如何控制原水和水處理過程中的大型生物，可以幫助供水企業抑制這些大型生物在輸水系統中的繁殖，從而防止用戶投訴。

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水是多種生物的棲息地。一些大到足以用肉眼看到的大型生物可能會給供水設施帶來代價高昂的問題。這些生物包括無脊椎動物（包括昆蟲、甲殼動物和貽貝）以及水生植物。雖然它們不會影響健康，但它們的存在會成為水質低劣的指標，給人留下深刻印象，從而影響客戶的信心。

預先確定原水中是否存在大型生物以及大型生物的種類，是防止大型生物進入飲用水輸配系統并最終進入用戶家中的最佳策略。建議開展常規的原水篩選和監測計劃，以控制這些有害生物。

*歐亞水黍過量生長是畜牧場、農田、化糞池系統、草坪和高爾夫球場營養過剩的癥狀。要控制這種過量的水生植物，最好的辦法是減少或改變養分來源。

蠓（Midge fly）和盲蚊（Blind mosquito）通常是對搖蚊科（Chironomidae）兩翅蠅屬（非咬蠓）中類似蚊子的成蟲的稱呼。它們的幼蟲與許多其他無脊椎動物一起侵擾世界各地的供水系統。其生命周期包括四個階段--卵、幼蟲、蛹和成蟲。幼蟲（約 30 毫米）從卵中孵化出來后，迅速起伏分散，肉眼更容易看到。幼蟲在自身周圍構建絲狀管，管端開口，使其能夠以處理系統和水管中的原生動物、活的或死的細菌和殘渣為食。最后，幼蟲變成蛹，從絲狀管中鉆出，成為成蟲（照片 1），需要空氣呼吸和交配（例如，在水塔或過濾建筑物中）。不過，孤雌生殖的物種也可以以噬菌體成蟲的形式產卵，不需要空氣（例如在水管內）。

照片 1

當成年蠓從蛹的狀態出現時，它需要空氣來呼吸和交配（例如，在水塔、過濾建筑物中）。

控制非無性繁殖蠓的關鍵是將成蠓排除在所有飲用水處理區之外。如果發生蟲害，唯一的辦法就是消除成群和交配行為，并最終消除蟲卵的沉積。所有處理廠的結構都應使用細網或過濾材料進行防蟲處理。

控制無性繁殖蠓比較困難，因為無性繁殖蠓的種類不依賴系統中的空氣階段進行繁殖。很難將搖蚊幼蟲從粘在輸配管內部的支管中沖走。在食物來源未被清除的情況下，用空氣或泡沫進行密集沖洗只會對無脊椎動物的數量產生暫時的影響，因為一些標本總會留在流量較低的地方，如接頭和消防栓。要想快速降低無性繁殖搖蚊的數量，氯菊酯等化學防治方法最為成功，但也是暫時的，因為化學藥劑無法接觸到所有標本。建議對無脊椎動物的數量進行總體監測，以防止突然出現蟲害。

甲殼綱

甲殼綱包含幾種在典型源水中自然出現的水生物種。它們不會對公眾健康造成危害，但可能會成為飲用水處理廠和輸配系統中的有害生物。一些較大的物種肉眼可見，但即使是較小的甲殼類動物也會因其活躍的運動而引人注目。由于甲殼動物普遍存在于作為原水的地表水和地下水中，它們可以通過處理廠進入飲用水輸配系統。它們可以爬進管道或水箱（通過孔洞或裂縫），甚至可以逆著水流附著在表面上。大多數甲殼動物以細菌、有機碎屑和藻類為食。已被確認為飲用水中有害生物的甲殼類主要有五類，包括甲殼動物、橈足類、等足類、兩足類和梭子蟹。

水蚤（水蚤的代表屬）。這些生物通常被稱為水蚤，體長從 0.25 毫米到 3.0 毫米不等（照片 2）。它們存在于地表水和地下水中，以浮游生物和分解物為食。它們以生澀的垂直運動方式游動--一對強有力的第二觸角為這種運動提供了便利。它們的主要繁殖方式是無性繁殖，但有性繁殖是在擁擠、食物供應減少和不利溫度等壓力條件下觸發的。溫暖的水域條件會導致種群數量增加。克拉多雷魚的卵耐冷凍和干燥。

照片 2

水蚤俗稱 "水蚤"，存在于地表水和地下水中。

橈足類（代表屬Cyclops）。雖然橈足類的大小與橈足類相似，但大多數長度小于 1 毫米。淡水橈足類分布在開放水域、近岸水域和地下水中，也可能與沉積物有關。它們可能是草食性或肉食性，用腿和觸角游泳。這些生物進行有性繁殖，繁殖高峰出現在夏季。有些種類可以通過形成具有抵抗力的包囊或繭在不利的環境條件下生存。橈足類動物的卵可以穿過處理系統中的過濾池，在輸配系統中孵化。

等足目（代表屬 Asellus 和 Proasellus）。這些生物通常被稱為水虱或水生母豬蟲，體長從 5 毫米到 15 毫米不等。它們的體型較大，特別明顯，因此會引起客戶投訴。淡水等腳類動物大多生活在淺水區的巖石和植被下。它們以碎屑為食，在水面上爬行移動。繁殖方式為有性繁殖，繁殖高峰期在春季和秋季，種群高峰期在夏季。

兩足類【代表屬：蜚蠊（Gammarus）和鱵（Hyalella）】。這些生物通常被稱為淡水蝦、蛤蟆或側游魚，體型與等足類相似。片腳類動物通常生活在涼爽的淺水中，棲息地廣泛，如泉水、湖泊和地下水。它們在沉積層上方游動，以碎屑、藻類和腐肉為食。片腳類動物進行有性生殖，春季為繁殖高峰，夏季為種群高峰。在分布系統中繁殖的片腳類動物會因攝入富含鐵的微粒而呈現紅色。

有尾目（代表屬 Candona 和 Cypridopsis）。這些生物通常被稱為籽蝦，因為它們很像種子。它們體型較小（長 1 毫米），因此很難識別。梭形綱動物通常與沉積物和植被一起出現在靜止和流動的淡水中。它們以細菌、真菌、藻類和有機碎屑為食。無性繁殖在淡水梭形綱動物中很常見。它們的卵可以在低溫和干燥條件下長期存活。

有些甲殼類動物對化學除草劑和殺蟲劑很敏感，因此藻類控制措施（如施用硫酸銅）可用于控制源水的數量。體積較小的甲殼類或其卵可以穿透處理廠設計和操作不當的過濾器，并在輸配系統的死角和低流量區域大量繁殖。建議對過濾系統采用適當的反沖洗程序，對輸配系統采用優化的沖洗速度，以清除這些有害生物。不同種類和形態的生物對消毒的敏感性也不同。橈足類對二氧化氯、臭氧和氯消毒比對游離氯更敏感。相比之下，橈足類對游離氯的敏感度高于對一氯胺的敏感度。據報道，美國污水處理廠目前采用的紫外線照射劑量會殺死橈足類，但仍缺乏這方面的數據。

入侵貝類

斑馬貽貝和夸加貽貝（照片 3）是一種入侵物種，可侵襲和堵塞水下基礎設施，如輸水管道、供水管道、水泵、閥門以及處理廠和工業設施的進水口。這些貽貝于 20 世紀 80 年代末傳入美國，據報道至少有 33 個州、450 多個湖泊和流域出現了這種貽貝。第三個物種是金貽貝，自 1991 年引入南美洲以來，已在南美洲迅速蔓延。

照片 3

斑馬貽貝是一種入侵物種，可侵襲和堵塞水下基礎設施。

這些貽貝的生命周期包括浮游幼體階段（絨毛幼體），這些幼體很容易通過水流、船舶壓艙水和娛樂性劃船進行傳播，使它們能夠擴散到新的地點。植食性生命階段附著在物體表面并發育成成蟲。隨著多代發育并附著在同一表面和其他貽貝的外殼上，表面會被迅速定殖和阻塞。作為濾食性動物，這些貽貝消耗浮游植物，它們通常可以忍受相對較寬的環境條件，壽命一般為三至五年。它們的外殼主要由碳酸鈣組成，因此鈣的供應是其生存和增殖的最重要環境因素之一。水體中的鈣濃度與 pH 值相結合，可用于評估未受污染水體的入侵風險。

防止貽貝侵染需要限制劃船和其他可能將貽貝或受侵染水體帶入新系統的活動，如在不同湖泊使用前清洗船體，排干船上所有的水（活水井、底艙、發動機等）。成貽貝監測包括目視檢查水下結構和表面。在對大量水進行過濾和濃縮后，用交叉偏振光顯微鏡對浮游伶貽貝種群進行計數。對于有蟲害的系統，保護基礎設施的控制方法包括化學、物理和機械方法。連續或定期氯化、銅基殺軟體動物劑、氯化鉀和一種生物貽貝毒素都已應用于各類水生系統。紫外線也很有效。化學防治通常對伶貽貝的生命階段更為有效。

物理和機械控制措施包括在脆弱的基礎設施上游設置滲沙床、濾網、篩網和過濾池，干燥和刮除也是清除附著貽貝的有效方法。還在水下表面涂上各種防污涂料，以防止貽貝附著。一旦受到侵擾，只要沒有持續的新鮮侵擾水供應，較小的系統就有可能根除貽貝。不過，對于許多系統來說，控制和保護已成為日常操作和維護活動的一部分。

供水企業應監控有害生物，并努力確保它們不會影響水處理過程和水質。

入侵水生植物的物種

一些淡水水生植物的入侵威脅著北美的供水設施（照片 4）。入侵的水生植物會對原水造成不良影響，影響溫度、溶解氧和 pH 值；產生不良的味道和氣味問題；堵塞供水基礎設施；促進藻類生長；以及造成可能導致沉積物增加的條件。一些入侵水生物種一旦形成，就很容易在水體中傳播；適應各種棲息地條件；需要規劃、協調和大量資源才能根除。主要的控制手段包括物理/機械、化學和生物方法。

照片 4

歐亞黍屬植物可以在湖泊和水庫中傳播。

許多水生植物都能成功繁殖（如在整個環境中傳播）。其中一種繁殖方法是破碎繁殖。對于許多入侵水生植物來說，即使是一小塊植物材料碎片也能形成一個新的個體。這種策略可使植物隨著水流、遷徙水鳥的身體、壓艙水或娛樂船只和設備遷移到新的區域。其他繁殖方式包括種子遷移和通過塊莖繁殖。

水生植物類別。根據植物的生長方式，淡水水生植物一般可分為五類：岸邊植物或挺水植物、浮葉生根植物、浮墊生根植物、浮在水面的自由浮水植物和沉水植物。有些水生植物是具有攻擊性的有害物種，對溫度、抽水排水和環境因素（如堿度）的耐受范圍很廣，通常會限制非攻擊性水生植物的蔓延。未來，隨著氣候條件的變化，這些因素可能會被放大。要以盡可能低的成本為用戶提供最高質量的水，原水水源的狀況是一個至關重要的因素。入侵性水生植物會改變原水的化學、物理和生物特性，并會弄臟取水基礎設施。

預防和控制。植物的生態環境、公眾接觸飲用水源的程度以及水源的大小都會影響供水企業可能選擇的預防和控制方法。供水企業應努力防止入侵，同時為可能發生的入侵做好準備。供水企業可以通過制定和實施水生有害物種計劃來開始預防過程，該計劃包括四個基本組成部分：預防、早期檢測和監控、快速反應以及控制和根除。

物理控制。入侵水生植物的物理或文化控制或根除是指對植物或其棲息地進行操作。這包括手工拔除、手工網捕漂浮植物和植物碎片以及手工切割。其他方法還包括通過改變環境來控制植物和棲息地，如洪水泛濫或縮減水量、鋪設底部障礙物、使用染料遮光（僅適用于小型水體）、在縮減水量后焚燒以及曝氣。

機械控制。機械控制是指使用機械清除水體中的水生植物。機械控制只是收割生長過剩的植物。但機械控制對于清理取水結構周圍的區域和清除衰老植物中的潛在營養物質非常有用。要獲得最大效益，根據物種的生長周期選擇機械控制的時機至關重要。

化學防治。在規劃化學防治時，使用水生除草劑的一些考慮因素包括除草劑對原水和水源生態的影響，以及施用的時間和次數。在選擇除草劑時，供水企業應考慮是使用接觸性除草劑還是系統性除草劑、配方是否對有害植物有選擇性、除草劑的持久性、施用除草劑的許可程序以及成本。常見的除草劑包括 2,4-二氯苯氧乙酸（顆粒狀丁氧基乙酯）、氟啶酮和內吸性除草劑。

生物控制。對入侵水生植物物種進行生物防治需要利用一種生物（稱為生物控制劑）將入侵種群數量減少到可接受的水平。生物控制劑可能會吃掉植物或鉆入植物體內，造成無法彌補的損害。對于所關注的目標入侵水生植物來說，生物控制劑可能是經典的（進口），也可能是非經典的（增殖、保護）。一些生物控制劑包括：鱷魚草蚤甲蟲（Agasicles hygrophila）、莎草象鼻蟲（Cyrtobagous salviniae）、歐亞水象鼻蟲（Euhrychiopsis lecontei）、水草真菌（Mycoleptodiscus terrestris）和草魚（Ctenopharyngodon idella）。

綜合防治。通常需要結合多種控制方法來管理有害植物的數量，而處方需要專門的資源。無論采用哪種控制方法，供水企業都必須在處理后繼續監控水源。如果控制了嚴重的水生植物侵擾，供水企業可能會面臨藻類過度生長的風險，而藻類可能會取代入侵水生植物成為主導。水生入侵物種管理的最佳方法始終是采取預防措施，如凈化漁具和控制病媒的政策。

主動監控可為供水企業節省時間和金錢，并最終為用戶節省成本。

有害生物可能帶來高昂的代價

操作人員應該注意并努力控制的致病（致病）生物并不只有這一種。供水企業應監測有害生物，并努力確保它們從原水開始，不會影響水處理過程和用戶末端的水質。這些有害生物可以是微小的（直徑小于 1 毫米，肉眼無法看到），如放線菌、藻類和藍藻；也可以是宏觀的，如本文所述。

如果不加以控制，這兩種類型都會導致用戶投訴。這些投訴可能是由于微生物產生的低水質造成的，也可能是由于在曝氣濾網中目測到的大體形態（如蠓幼蟲）或原水中的水生植物增殖造成的。如果對水質進行例行監測并優化條件，這兩種微生物以及大腸桿菌等病原體的存在都會降到最低。通常情況下，滋擾性生物會輕易地利用緩解措施的失敗，并迅速成為供水系統的大問題。積極主動的監測可以為供水企業節省時間和金錢，并最終為用戶節省成本。

來源：原文出自AWWA的J Opflow，原文標題《Operators need to know nuisance macroorganisms in water》。

作者：HUNTER ADAMS, BINA NAYAK, HEIN VAN LIEVERLOO, PAUL A. ROCHELLE, ANGELA KIMPO, STEVE ASH, AND MARK SOUTHARD

翻譯：由上海《凈水技術》雜志社執行主編 阮辰旼 翻譯，匯編于，歡迎訂閱。

排版：《凈水技術》編輯 李濱妤

審核：《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼

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