高錳酸鉀對淡水殼菜的殺滅試驗

劉冬梅，王 睿，2，洪 潔，崔福義，陳偉雄，王彩虹，陳朝湘

(1.哈爾濱工業大學城市水資源與水環境國家重點實驗室，150090哈爾濱;2.中持(北京)水務運營有限公司，100192北京;3.廣東省建筑設計研究院，518055廣州;4.廣州自來水公司南洲水廠，510300廣州)

淡水殼菜是一種淡水貝類，以濾食水體中的硅藻、原生動物和有機碎屑等為生［1］，在水中靠分泌的足絲附著在其他物體上，其分泌的足絲是一種結構蛋白——足絲粘附蛋白(Mussel Adhesive Proteins)，含有一種特殊的氨基酸——多巴(3，4-l-dihydroxyphenylalanine，DOPA)，由酪氨酸經羥化后生成，與足絲較強的粘附性具有直接聯系［2］，輸水管道中較低流速更利于其繁殖［3］.淡水殼菜已在我國南方的輸水管道內大量繁殖，對原水的長距離輸送造成重大影響，增加了輸水的阻力和電耗，同時惡化水質，增大自來水廠處理的難度.淡水殼菜在采樣口及在線監測儀器上附著，影響采樣和監測儀器的正常工作.目前，國內外對于淡水殼菜的主要控制方法有:生物方法，通過在水源地放養能夠捕食淡水殼菜及其幼體的魚類來抑制淡水殼菜的生長繁殖;物理方法，包括增設預處理設施、離水干燥法［4-5］、高溫水浸泡噴淋法［6］、封閉缺氧法［7-10］以及人工或機械清除法.大部分物理方法操作復雜，限制因素較多，可行性差;化學法，主要有足絲溶解法［11］和化學藥劑殺滅，化學藥劑包括氯［12］、臭氧、硫酸銅、氧化銅、鉀鹽、石灰和各種殺貝劑等.與物理方法相比，化學方法對于淡水殼菜的控制具有時間短、見效快的特點，但受水體安全要求的影響，藥劑選擇及投加量是目前研究的重點.

高錳酸鉀是水處理中常用的強氧化劑，能夠去除水中嗅味和色度，同時達到除鐵、除錳的效果.在原水管道中投加適量高錳酸鉀，能使氧化作用最大限度地進行，達到殺滅淡水殼菜的效果.本文探討了實驗室條件下高錳酸鉀對于淡水殼菜的殺滅效果，為今后生產上實施提供參考.

1 實驗

1.1 實驗材料

定期從取水泵站格柵前的吸水井中刮取成團淡水殼菜，將足絲剪斷，靜養在玻璃水槽中24 h后以備試驗，利用游標卡尺測量殼長，按照殼長大小分成4類:小于10 mm、10～15 mm、15～20 mm、大于20 mm，分別用于實驗.

高錳酸鉀采用分析純，用純水配制成需要質量濃度，再加入到原水中.

1.2 實驗方法

在1 L燒杯中分別放入10個健康的活體淡水殼菜，再分別注入含不同質量濃度高錳酸鉀的原水.每隔24 h更換一次原水，保證燒杯內的藥劑質量濃度和水質新鮮.每天觀察并記錄淡水殼菜的死亡情況.每組試驗設置3個平行試驗和1個對照組.對照組燒杯中只盛裝原水，每24 h更換1次.溫度控制采用恒溫培養箱.

淡水殼菜死亡判斷方法［13］:用鑷子將淡水殼菜從水中取出，對于雙殼已完全彈開顯示出明顯死亡跡象的，則判斷為死亡;對于小開口的，對外界刺激無開閉殼反應的，將其放回原水中放置24 h后，若仍無開閉殼反應，則判斷已死亡.

2 結果與討論

2.1 不同質量濃度高錳酸鉀的殺滅效果

試驗在室溫條件下(15～18℃)進行，選取殼長為10～15 mm的淡水殼菜用于試驗.高錳酸鉀質量濃度分別為:0.5、1、1.2、1.5、1.8、2、3、5 mg/L.每天記錄淡水殼菜的死亡情況，以15 d為1個試驗周期，結果如圖1.

圖1 不同質量濃度高錳酸鉀對淡水殼菜的殺滅效果

由圖1可知，對照組在試驗期間無個體死亡.淡水殼菜在0.5 mg/L高錳酸鉀溶液中開殼率較高，能夠分泌足絲附著在杯壁上較好地生存，經過15 d并無死亡.當接觸1 mg/L以上高錳酸鉀溶液時淡水殼菜基本不進行足絲的分泌，開殼率較低.在1 mg/L溶液中死亡率較低，15 d只有10%個體死亡;接觸1.2 mg/L以上高錳酸鉀溶液，死亡率明顯增加，并隨高錳酸鉀質量濃度增加而增加.在1.2 mg/L高錳酸鉀溶液中，達到100%死亡需要15 d;在1.5 mg/L高錳酸鉀溶液中，死亡率最快，全部死亡需11 d;質量濃度繼續升高，在1.8 mg/L高錳酸鉀溶液中，死亡速度稍有下降，需要13 d;接觸2 mg/L以上高錳酸鉀便緊閉雙殼，進行自我保護，在前8 d里基本沒有死亡，從第9天開始陸續死亡，隨著質量濃度繼續增加對死亡速率并無太大影響，均在第15天達到100%死亡率.

由此可推斷，淡水殼菜在惡劣環境中具有閉殼自我保護的能力，閉殼可達1周左右，此后，待自身營養物質消耗殆盡，不得不開殼接觸高質量濃度氧化劑，逐漸死亡.此時，增加藥劑質量濃度并不能加速死亡.死亡速率應與淡水殼菜的閉殼保護時間有較大關系，與藥劑質量濃度關系不大.高質量濃度下后期死亡速率較快，但結合前期投藥時間，經濟上并不可取，而且淡水殼菜集中死亡會使水中溶解氧迅速降低，惡化水質.因此，實際操作中沒有必要投入較高質量濃度高錳酸鉀，質量濃度選在1.2～1.8 mg/L，既達到很好的效果，又節約了藥劑成本.

2.2 溫度的影響

將含有相同質量濃度(0、1、1.5、1.8、2 mg/L)高錳酸鉀溶液的燒杯分別至于25、30℃培養箱中，其他條件與室溫試驗條件相同，考察溫度對殺滅效果的影響，結果如圖2，3.

圖2 25 ℃時高錳酸鉀對淡水殼菜的殺滅效果

圖3 30 ℃時高錳酸鉀對淡水殼菜的殺滅效果

隨著溫度的升高，開殼率明顯升高.室溫條件下，在1 mg/L高錳酸鉀中，淡水殼菜處于閉殼狀態，當溫度逐漸升高，在1 mg/L中仍能開殼吸取養分.同時，溫度升高，殺滅效果也明顯提高.在25℃條件下，對照組在15 d里仍無死亡，在1 mg/L高錳酸鉀中，第15天死亡率達60%.在1.5、1.8、2 mg/L高錳酸鉀中完全死亡分別需要6、8、7 d.在30℃中對照組死亡率增加，第15天達20%，同時，試驗組的死亡速率也明顯加快，在1 mg/L高錳酸鉀中，第15天死亡率達70%.在1.5、1.8、2 mg/L高錳酸鉀中完全死亡分別需要3、6、4 d.

由此可見，溫度的升高有利于藥劑對淡水殼菜的殺滅作用，高溫條件下淡水殼菜的代謝作用增強，因而，藥劑對其完全殺滅需要的時間也明顯縮短.30℃的高溫不利于淡水殼菜的生存，在該溫度下殺滅效果也最好.

2.3 殼長的影響

不同殼長的淡水殼菜對藥劑的忍耐力不同，因而殺滅效果也不同.將4組不同殼長的淡水殼菜分別放入1.5 mg/L高錳酸鉀溶液中，殼長分別為:小于10 mm，10～15 mm，15～20 mm，大于20 mm.每天對淡水殼菜的死亡情況進行觀察記錄.結果表明:不同殼長的淡水殼菜對藥劑的忍耐力不同，完全殺滅4組淡水殼菜，需要時間分別為:8、11、12、9 d.殼長小于10 mm和大于20 mm的淡水殼菜對藥劑的忍耐能力較弱，而處于中間殼長的忍耐力較強，如圖4所示.

圖4 不同殼長淡水殼菜對藥劑的忍耐力

淡水殼菜一般繁殖季節為2～9月，最佳繁殖時期是3～7月［14］.幼體對于食物和環境的耐受力較弱［15］，實際生產中可在淡水殼菜繁殖旺盛的季節投藥，對大量幼蟲和稚貝進行殺滅，既能節約藥劑投加量，又能減少投藥時間，起到事半功倍的效果.

3 結論

1)高錳酸鉀對淡水殼菜具有較好的殺滅作用，1.5 mg/L時殺滅效果最好，室溫下需要11 d;接觸2 mg/L以上高錳酸鉀便緊閉雙殼，進行自我保護，隨著質量濃度繼續增加對死亡速率并無太大影響.實際操作中投加高錳酸鉀質量濃度在1.2～1.8 mg/L時較為經濟，且能達到很好的效果.

2)隨著溫度的升高，淡水殼菜的代謝增強，開殼率升高，死亡速率也明顯提高.在炎熱的夏季，投加適量高錳酸鉀可較好地去除管道中淡水殼菜.

3)不同殼長的淡水殼菜對藥劑的忍耐力不同，殼長小于10 mm和大于20 mm的對藥劑的忍耐力稍弱，而處于中間殼長的忍耐力較強.選擇在淡水殼菜大量繁殖季節投藥，既能節約藥劑投加量，又能縮短投加時間，且能達到較好的效果.

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