高锰酸钾对淡水壳菜的杀灭试验

刘冬梅，王 睿，2，洪 洁，崔福义，陈伟雄，王彩虹，陈朝湘

(1.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，150090哈尔滨;2.中持(北京)水务运营有限公司，100192北京;3.广东省建筑设计研究院，518055广州;4.广州自来水公司南洲水厂，510300广州)

淡水壳菜是一种淡水贝类，以滤食水体中的硅藻、原生动物和有机碎屑等为生［1］，在水中靠分泌的足丝附着在其他物体上，其分泌的足丝是一种结构蛋白——足丝粘附蛋白(Mussel Adhesive Proteins)，含有一种特殊的氨基酸——多巴(3，4-l-dihydroxyphenylalanine，DOPA)，由酪氨酸经羟化后生成，与足丝较强的粘附性具有直接联系［2］，输水管道中较低流速更利于其繁殖［3］.淡水壳菜已在我国南方的输水管道内大量繁殖，对原水的长距离输送造成重大影响，增加了输水的阻力和电耗，同时恶化水质，增大自来水厂处理的难度.淡水壳菜在采样口及在线监测仪器上附着，影响采样和监测仪器的正常工作.目前，国内外对于淡水壳菜的主要控制方法有:生物方法，通过在水源地放养能够捕食淡水壳菜及其幼体的鱼类来抑制淡水壳菜的生长繁殖;物理方法，包括增设预处理设施、离水干燥法［4-5］、高温水浸泡喷淋法［6］、封闭缺氧法［7-10］以及人工或机械清除法.大部分物理方法操作复杂，限制因素较多，可行性差;化学法，主要有足丝溶解法［11］和化学药剂杀灭，化学药剂包括氯［12］、臭氧、硫酸铜、氧化铜、钾盐、石灰和各种杀贝剂等.与物理方法相比，化学方法对于淡水壳菜的控制具有时间短、见效快的特点，但受水体安全要求的影响，药剂选择及投加量是目前研究的重点.

高锰酸钾是水处理中常用的强氧化剂，能够去除水中嗅味和色度，同时达到除铁、除锰的效果.在原水管道中投加适量高锰酸钾，能使氧化作用最大限度地进行，达到杀灭淡水壳菜的效果.本文探讨了实验室条件下高锰酸钾对于淡水壳菜的杀灭效果，为今后生产上实施提供参考.

1 实验

1.1 实验材料

定期从取水泵站格栅前的吸水井中刮取成团淡水壳菜，将足丝剪断，静养在玻璃水槽中24 h后以备试验，利用游标卡尺测量壳长，按照壳长大小分成4类:小于10 mm、10～15 mm、15～20 mm、大于20 mm，分别用于实验.

高锰酸钾采用分析纯，用纯水配制成需要质量浓度，再加入到原水中.

1.2 实验方法

在1 L烧杯中分别放入10个健康的活体淡水壳菜，再分别注入含不同质量浓度高锰酸钾的原水.每隔24 h更换一次原水，保证烧杯内的药剂质量浓度和水质新鲜.每天观察并记录淡水壳菜的死亡情况.每组试验设置3个平行试验和1个对照组.对照组烧杯中只盛装原水，每24 h更换1次.温度控制采用恒温培养箱.

淡水壳菜死亡判断方法［13］:用镊子将淡水壳菜从水中取出，对于双壳已完全弹开显示出明显死亡迹象的，则判断为死亡;对于小开口的，对外界刺激无开闭壳反应的，将其放回原水中放置24 h后，若仍无开闭壳反应，则判断已死亡.

2 结果与讨论

2.1 不同质量浓度高锰酸钾的杀灭效果

试验在室温条件下(15～18℃)进行，选取壳长为10～15 mm的淡水壳菜用于试验.高锰酸钾质量浓度分别为:0.5、1、1.2、1.5、1.8、2、3、5 mg/L.每天记录淡水壳菜的死亡情况，以15 d为1个试验周期，结果如图1.

图1 不同质量浓度高锰酸钾对淡水壳菜的杀灭效果

由图1可知，对照组在试验期间无个体死亡.淡水壳菜在0.5 mg/L高锰酸钾溶液中开壳率较高，能够分泌足丝附着在杯壁上较好地生存，经过15 d并无死亡.当接触1 mg/L以上高锰酸钾溶液时淡水壳菜基本不进行足丝的分泌，开壳率较低.在1 mg/L溶液中死亡率较低，15 d只有10%个体死亡;接触1.2 mg/L以上高锰酸钾溶液，死亡率明显增加，并随高锰酸钾质量浓度增加而增加.在1.2 mg/L高锰酸钾溶液中，达到100%死亡需要15 d;在1.5 mg/L高锰酸钾溶液中，死亡率最快，全部死亡需11 d;质量浓度继续升高，在1.8 mg/L高锰酸钾溶液中，死亡速度稍有下降，需要13 d;接触2 mg/L以上高锰酸钾便紧闭双壳，进行自我保护，在前8 d里基本没有死亡，从第9天开始陆续死亡，随着质量浓度继续增加对死亡速率并无太大影响，均在第15天达到100%死亡率.

由此可推断，淡水壳菜在恶劣环境中具有闭壳自我保护的能力，闭壳可达1周左右，此后，待自身营养物质消耗殆尽，不得不开壳接触高质量浓度氧化剂，逐渐死亡.此时，增加药剂质量浓度并不能加速死亡.死亡速率应与淡水壳菜的闭壳保护时间有较大关系，与药剂质量浓度关系不大.高质量浓度下后期死亡速率较快，但结合前期投药时间，经济上并不可取，而且淡水壳菜集中死亡会使水中溶解氧迅速降低，恶化水质.因此，实际操作中没有必要投入较高质量浓度高锰酸钾，质量浓度选在1.2～1.8 mg/L，既达到很好的效果，又节约了药剂成本.

2.2 温度的影响

将含有相同质量浓度(0、1、1.5、1.8、2 mg/L)高锰酸钾溶液的烧杯分别至于25、30℃培养箱中，其他条件与室温试验条件相同，考察温度对杀灭效果的影响，结果如图2，3.

图2 25 ℃时高锰酸钾对淡水壳菜的杀灭效果

图3 30 ℃时高锰酸钾对淡水壳菜的杀灭效果

随着温度的升高，开壳率明显升高.室温条件下，在1 mg/L高锰酸钾中，淡水壳菜处于闭壳状态，当温度逐渐升高，在1 mg/L中仍能开壳吸取养分.同时，温度升高，杀灭效果也明显提高.在25℃条件下，对照组在15 d里仍无死亡，在1 mg/L高锰酸钾中，第15天死亡率达60%.在1.5、1.8、2 mg/L高锰酸钾中完全死亡分别需要6、8、7 d.在30℃中对照组死亡率增加，第15天达20%，同时，试验组的死亡速率也明显加快，在1 mg/L高锰酸钾中，第15天死亡率达70%.在1.5、1.8、2 mg/L高锰酸钾中完全死亡分别需要3、6、4 d.

由此可见，温度的升高有利于药剂对淡水壳菜的杀灭作用，高温条件下淡水壳菜的代谢作用增强，因而，药剂对其完全杀灭需要的时间也明显缩短.30℃的高温不利于淡水壳菜的生存，在该温度下杀灭效果也最好.

2.3 壳长的影响

不同壳长的淡水壳菜对药剂的忍耐力不同，因而杀灭效果也不同.将4组不同壳长的淡水壳菜分别放入1.5 mg/L高锰酸钾溶液中，壳长分别为:小于10 mm，10～15 mm，15～20 mm，大于20 mm.每天对淡水壳菜的死亡情况进行观察记录.结果表明:不同壳长的淡水壳菜对药剂的忍耐力不同，完全杀灭4组淡水壳菜，需要时间分别为:8、11、12、9 d.壳长小于10 mm和大于20 mm的淡水壳菜对药剂的忍耐能力较弱，而处于中间壳长的忍耐力较强，如图4所示.

图4 不同壳长淡水壳菜对药剂的忍耐力

淡水壳菜一般繁殖季节为2～9月，最佳繁殖时期是3～7月［14］.幼体对于食物和环境的耐受力较弱［15］，实际生产中可在淡水壳菜繁殖旺盛的季节投药，对大量幼虫和稚贝进行杀灭，既能节约药剂投加量，又能减少投药时间，起到事半功倍的效果.

3 结论

1)高锰酸钾对淡水壳菜具有较好的杀灭作用，1.5 mg/L时杀灭效果最好，室温下需要11 d;接触2 mg/L以上高锰酸钾便紧闭双壳，进行自我保护，随着质量浓度继续增加对死亡速率并无太大影响.实际操作中投加高锰酸钾质量浓度在1.2～1.8 mg/L时较为经济，且能达到很好的效果.

2)随着温度的升高，淡水壳菜的代谢增强，开壳率升高，死亡速率也明显提高.在炎热的夏季，投加适量高锰酸钾可较好地去除管道中淡水壳菜.

3)不同壳长的淡水壳菜对药剂的忍耐力不同，壳长小于10 mm和大于20 mm的对药剂的忍耐力稍弱，而处于中间壳长的忍耐力较强.选择在淡水壳菜大量繁殖季节投药，既能节约药剂投加量，又能缩短投加时间，且能达到较好的效果.

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