地表水源中小型水生动物孳生与灭活实验研究

西安建筑科技大学硕士学位论文地表水源中小型水生动物孳生与灭活实验研究姓名：陈千皎申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：黄廷林20060601２３水生动物孳生的控制措施１．由于水源水污染是引发线虫、水蚤等孳生的首要原因，所以控制供水系统中生物污染应该坚持“预防为主，防治结合”的原则，下大力气控制地表水体有机污染，努力改善水源水质。

２．水厂应定期清洗水处理构筑物，特别是死角地区，以破坏小型生物筑巢、生长和繁殖的环境。

在水厂内部进行生物灭活是一种补救措施，加强和改善现有的水处理工艺，在每个处理环节上都严格把关，争取不让水蚤、线虫随出水进入管网。

３．管网中应保持一定的余氯量，以遏制微生物和虫卵的再度生长。

另外，科学管理输配水管网也是防止水生动物孳生的一个重要方面。

供水企业应准确掌握管网的现状，及时更新老管、锈管、漏管，防止管外污物在低压时倒吸入供水管网；遇到爆管要抓紧抢修，并避免和减少抢修过程中的污染；另外，“盲肠管”、消火栓及管网末梢等死水区红虫易于筑巢栖身，应该定期排放。

４．对城市二次供水的水池和水箱要定期清洗和消毒，并加强管理，避免产生红虫、线虫等的二次污染。

２．４西安市供水系统中几种典型水生动物的生物学特性我们在西安市市区和郊县发现的典型水生动物有：颤蚓、水蚤和摇蚊幼虫。

我们对这３种生物分别进行了培养研究，以期对它们的时空分布规律、生态特性、生长繁殖规律等有个全面的了解。

由于本课题组以前已经对摇蚊幼虫的生物学特性进行了比较详尽的研究Ⅲ１，所以本论文研究的主要生物为颤蚓和水蚤。

２４．１颤蚓颤蚓（Ｔｕｂｉｆｅｘ）属于底栖动物（Ｚｏｏｂｅｎｔｈｏｓ）的穴居动物（Ｂｕｒｒｏｗｉｎｇｂｅｎｔｈｏｓ），它们常在水底软泥或沉积物中生活，体呈红褐色，肉眼可见。

它们体呈细长形，便于在底质中穿行。

为解决底质中氧气供应不足问题，颤蚓常将尾部露出并不断摇摆，造成水流以取得氧气，见图２．１［５６１。

它们分布在淤泥为主的底质中有时可以达到相当大的深度，如颤蚓在日本琵琶湖南部有时可以钻至湖底以下Ｏ．９ｍｐ”。

颤蚓的身体分节但不分区，除前端２节和最后一节外，其余体节形态构造基本相同【５”。

体表具从体壁外的小囊中生出的短而硬的刚毛图２．１颤蚓群（ｓｅｔａｌ）【ｓ引，为运动器官。

每节刚毛４束，每８ｉｇ・２１Ｔｕｂｉｆｅ。

８ｓｉｎｇｒｏｕｐ在实验室培养过程中，颤蚓可以在ｐＨ值为７．１～７．８ｍｇ・Ｌ。

１去氯自来水中（经４８ｈ持续曝气的自来水）中生存良好。

（４）溶解氧颤蚂Ｉ可以在低氧的条件下生存，因为它们血浆中的血红蛋白很容易与氧结合而进行氧的传递，使其甚至能在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出淤泥之外，以便更有效地进行呼吸作用。

在实验室培养过程中，颤蚓可以在溶解氧（ＤＯ）４．１Ｎ７Ｏｍｇ・Ｌ。

１去氯自来水中（经４８ｈ小时持续曝气的自来水）中生存良好。

但在夏季７、８月份由于温度高，水中溶解氧含量较低，蚓常离开盘底聚集成团块状于水面。

水质极易变坏，发臭。

如不及时换水便会造成大量虫体死亡，死亡虫体变成白色，泡胀状，有腥臭气味。

未死亡颤蚓同死亡虫体依然聚结成团，如不及时清理死亡虫体，则会引起整团颤蚓的集体死亡。

可见，水中必须保持一定的溶解氧才能使得颤蚓正常生长。

２．４．１２颤蚓的实验室培养研究为了进一步观察颤蚓的生活习性并贮备蚓源用于后续的灭活实验，我们开展了实验室颤蚓的快速培养研究。

并根据已掌握的颤蚓的形态特征及其生活习性、环境因子影响等生物学特性，确定了最适宜颤蚓生长的自然条件，并将其应用于实验室的快速培养研究。

（１）颤蚓培养的研究现状由于颤蚓是一种非常好的鱼类饵料，所以是广大农村地区水产养殖对象在苗种阶段的优质饵料。

钟永平【４４Ｉ曾对其人工养殖技术进行了介绍。

另外由于其在污水自净和水质污染监测中的重要地位【６“，国内外许多学者都对其进行了观察和培养研究。

Ｋｏｓｉｏｒｅｋｌ６５１对正颤蚓在２４。

Ｃ水温的蚓茧内发育及性成熟期间的生长发育进行了实验室饲养研究，Ｐａｏｌｅｔｔｉ［“】采用Ｋｏｓｉｏｒｅｋ的方法研究了水温与正颤蚓的产茧，蚓茧的孵化时间，胚胎死亡率和生长速度的关系。

李仁熙［６２，６３］在借鉴了国外学者的研究基础上，研究了当地正颤蚓在１５℃、２０℃和２５℃水温的生长发育及繁殖过程及其与水温的关系。

（２）实验室培养从蓝田县自来水厂取回原水（灞河水）和构筑物底泥，用４０目标准筛分离出颤蚓等小型水生动物，挑选出成熟的图２．２颤蚓的蚓茧（８０倍显微摄影）颤蚓一具备明显的环带，体长在Ｆｉｇ．２．２ＴｈｅＣＯＣＯＯｎｏｆｔｕｂｉｆｅｘ（ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆ８０ｔｉｍｅｓ）３０～５０ｍｍ的颤蚓进行单独培养。

将它们放于培养瓷盘中，以松软的木屑作为基质，培养水样采用去氯自来水，水温在２３℃～２５℃，水面高出基质１０ｒａｍ。

其中ＤＯ为４．１～７０ｍｇ・Ｌ～，ｐＨ值为７．１～７．８ｍｇ・Ｌ－１。

喂以腐烂的落叶和碾碎的新鲜莴苣。

每天换水一次，换水量为盘中水的一半，水温与瓷盘中相同。

蚓每天适量喂食一次帕“。

经过～段时问的培养，发现了新生蚓茧，见图２．２。

蚓茧为淡橙色，略带透明状，呈椭球形，两端略尖，长约２～３ｍｍ，内有卵粒２～１０个，卵粒呈褐色。

图２．３颤蚓的茧内发育全过程（８０倍显微摄影）Ｆｉｇ．２．３Ｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｔｈｃｏｕｒｓｅｏｆｔｕｂｉｆｅｘ（ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆ８０ｔｉｍｅｓ）从培养成虫的瓷盘中挑选出蚓茧，放入培养皿中单独培养，培养方法同上。

经过７－１４ｄ，卵粒发育成幼虫，纷纷从卵茧一侧游离出来。

整个茧内发育情况如图２．３所示。

图２．４幼虫（８０倍显微摄影）Ｆｉｇ２．４Ｙｏｕｎｇｔｕｂｉｆｅｘ（ｍｉｃｒ０２ｒａＤｈｏｆ８０ｔｉｍｅｓ）图２．５成虫Ｆｉｇ．２．５Ｍａｔｕｒｅｔｕｂｉｆｅｘ刚孵出的幼蚓仅有３ｍｍ左右，身体直径不足０．２ｒａｍ，伸缩活动敏捷，或漂浮在水面或沉于皿底，肉眼难辨，体色较浅，略；滞红褐色见图２．４ｆ５”。

其形态与成熟颤蚓相比并无明显的差别，属于直接发育。

经过３０～３７ｄ左右的生长，幼蚓出现了环带，标志着发育为成熟个体，成虫及其生殖环带的形态如图２．５和２．６所示。

颤蚓的发育可以划分为蚓茧内发育、未成熟阶段和成熟３个阶段【６“。

蚓茧内发育阶段是从蚓茧产出到幼蚓自蚓茧内孵出的胚胎发育过程，未成熟阶段是从幼蚓孵出到蚓体出现环带的生长发育过程。

成熟阶段是从蚓体出现环带到第一个蚓茧产出的发育过程。

在实验室培养条件下（水温２３℃～２５℃，ＤＯ４１～７０ｍｇ・Ｌ。

１），茧内发育为１０～１４ｄ，未成熟阶段为３７～４５ｄ，成熟阶段为图２．６成熟颤蚓的生殖环带（显微摄影）５～ｌＯｄ，整个发育过程历时５２～６９ｄ。

Ｆｉｇ．２．６Ｃｌｉｔｅｌｌｕｍｏｆｍａｔｕｒｅｔｕｂｉｆｅｘ（ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ）２４．２水蚤西安地区所发现的水蚤优势种类为节肢动物门（Ａｒｔｈｒｏｐｏｄａ）甲壳纲（Ｃｒｕｓ—ｔａｃｅａ）鳃足亚纲（Ｂｒａｎｃｈｉｏｐｏｄａ）双甲目（Ｄｉｐｌｏｓｔｒａｃａ）枝角亚目（Ｃｌａｄｏｃｅｒａ）。

枝角类的主要形态特征有以下５个：①体短，左右侧扁，分节不明显；②有两瓣透明的介壳披包在外；③头部有显著的黑色复眼，并带有水晶体；④第二触角发达，枝角状，为浮游和滤食的主要器官。

第二触角双肢型，并有羽状刚毛。

内外肢节数以及游泳刚毛的排列因种类而异，是分类的重要根据之一；⑤直接发育，无变态（薄皮蚤除外）。

我们在水厂发现的枝角类水蚤一般体长约１Ｎ２ｍｍ，在水中跳跃，活动敏捷‘”１（图２．７－２．８）。

图２．７水蚤（８０倍显微摄影）Ｆｉｇ．２．７Ｃｌａｄｏｃｅｒａ（ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆ８０ｔｉｍｅｓ）图２．８水蚤（８０倍显微摄影）Ｆｉｇ．２．８Ｃｌａｄｏｃｅｒａ（ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆ８０ｔｉｍｅｓ）西安建筑科技大学硕士论文出幼虫；在高于３０℃和低于６℃的情况下基本无幼虫出现。

每一批有十几只幼虫。

成虫２０℃下能存活５０ｄ以上，而２５℃时约４０ｄ。

水蚤能在较大范围内适应温度的变化，在４℃低温下放置２４ｈ后，回到室温中能正常活动。

实验室中，观察到水蚤在ｐＨ为４和１０的溶液中能存活较长时间，在ｐＨ至３与ＰＨ兰１ｌ溶液中不能存活。

２４．３摇蚊幼虫我们常说的红虫指摇蚊幼虫，属昆虫纲双翅目摇蚊科。

摇蚊的生活史经卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。

除成虫外，其余阶段均在水中生活。

幼虫营底栖生活，其生物量约占底栖动物总量的７０～８０％１６”。

外部形态一般为圆柱体，氏２～３０ｍｍ，体分头、胸、腹三部分，头上具有眼点、触角，由于身体内含有血红素而成红色，见图２．９。

摇蚊的生活史经历卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。

幼虫阶段共经历三次脱皮，体色在蜕皮后发生变化，从淡红色、鲜红色至深红色；蛹呈黑褐色，其阶段很短，仅几小时，最多２～３ｄ即羽化为成虫。

摇蚊不同种类差异很大，图２．９摇蚊幼虫有的两年一个世代，有的一年有七个世代，大多数每年有Ｆｉｇ．２．９Ｃｈｉｒｏｎｏｒｎｉｄ１ａｒｖａｅ两个世代，第一个在春季（５～６月），第二个在夏季（８～９月）。

摇蚊幼虫为杂食性，主要摄取细菌、藻类、胶菌团和有机碎屑等。

摇蚊幼虫卵在水中的孵化时间主要受水温的影响，ｌ～２ｄ即可孵化，温度越高，卵粒孵化时间越短；而幼虫从孵出至化蛹所需的时间由水质及水温决定【４５４６１。

摇蚊幼虫能耐缺氧，有些甚至在无氧条件下也能生存３０～１２０ｄ。

冬季在水底越冬，生活期数月至一年【４”。

在实验室条件下，摇蚊的生长史中，一个世代（卵到成虫）最短可达３０ｄ，幼虫占的时间最长，约２３～２７ｄ。

２．５本章小结本章对供水系统出现的水生动物进行了总体介绍，调查了西安市地区水生动物孳生的现状，并依据线虫、水蚤等孳生的原因，从理论上提出了具体解决措施。

对西安市供水系统中出现的３种典型水生动物一颤蚓、水蚤和摇蚊幼虫的生态学特征分别研究，并进行了实验室人工模拟培养，以掌握它们的时空分布规律、生态特性、生长繁殖规律并为后续的灭活实验提供活体材料。

西安建筑科技大学硕二｝－论文率可以达到８０％，灭活率提高了５倍还要多。

另外，１０ｍｇ・Ｌ’１的高锰酸钟在５０ｍｉｎ时可以达到１００％的灭活。

我们还可以看出，随着接触时问的延长，灭活效果的提高是明显的，即使是２ｍｇ・Ｌ。

的高锰酸钾将接触时间延长至１００ｍｉｎ也同样可以达到１００％的灭活率。

（２）ｐＨ值对灭活效果的影响观察ｐＨ值在５－９变化时，高锰酸钾的灭活效果变化情况。

药剂投加量采用２ｍｇ・Ｌ～，蒸馏水为实验水样，由图３．３可以看出高锰酸钾随着ｐＨ值的升高，灭活效率降低，特别是在１ｈ接触时间荸时更为明显。

将接触时釜间延长，灭活效果随“、ｐＨ变化而变化的幅度大大减小，如接触时间为１．５ｈ和２ｈ时，ｐＨ为９时的灭活率比起ｐＨ为５时的灭活率仅分别降低了３０％和２６．７％。