剑水蚤

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源水为小水库的，是否多发？

梦岩

短角异剑水蚤胚胎发育和幼体发育的研究
         刘俊鹏， 赵 文， 王 珊， 王 磊， 邢跃楠
                (大连水产学院辽宁省省级高校水生生物学重点实验室，大连116023)
  摘要：研究了短角异剑水蚤Apocyclops royi的胚胎和胚后发育过程。结果表明：短角异剑水蚤在盐度为34±1，温度为(24±1)℃ 的情况下，胚胎发育的时间为40一45 h，无节幼体发育时问为3．5—4 d，桡足幼体的发育时问为5—6 d，从受精卵到发育为成体累计需要11—12 d。短角异剑水蚤雌体在交配后可连续挂卵，并孵化出多胎幼体而无需再次受精。无节幼体孵出3—4 h内即可摄食。
关键词：短角异剑水蚤；胚胎发育；幼体发育
短角异剑水蚤Apocyclops royi隶属于桡足亚纲、剑水蚤目、剑水蚤亚科，是一种生活在混盐水和内陆盐水中的桡足类，其出现的最高盐度为150．5，pH为9．6，碱度为25．7 mmoL／L，是三北地区内陆盐水浮游动物的主要种类。该蚤个体较小，营养丰富，繁殖速度快，适应能力强，是一种很有潜力的海水鱼虾类活饵料的培养对象。关于剑水蚤胚胎发育和幼体发育的资料不多，有关异剑水蚤属的研究尚未见报道。本试验中，作者对短角异剑水蚤的胚胎发育和幼体发育的特性进行了研究，旨在为探索规模化培养的可行性提供基础资料。
1 材料与方法
短角异剑水蚤于2003年1O月取自山东省东营一盐水池塘，取回后在容积为1O L的玻璃缸中用原池水培育，用控温仪将水温控制在25℃左右，投喂小球藻Chlorella sp．、球等鞭金藻Isochrysis
galbana。逐步滴加海水增加盐度，直至完全用海水培养(海水经煮沸消毒，盐度为34±1)。
随机选取新带卵囊的雌体3O只，单只培养在盛有30 mL培养液的50 mL广口瓶中，在ThermoForma 3744型(美国产)光照培养箱中培养，温度为(24±1)℃。培养液为经过砂滤的大连黑石礁海区自然海水，使用前煮沸消毒，并用滴加自来水方式调节盐度，用折射盐度计(ATAGO S一10，日本产)校正。试验期间，盐度为34±1，每2 d更换70％培养液，并投喂球等鞭金藻，使食物密度保持在3．0×10个/ mL左右，光照强度为1 000lx，pH为8．4。
在胚胎发育早期(原肠胚之前)，每隔1 h在显微镜(Axiovert 25，德国产)下观察1次，之后每隔4 h观察1次，记录受精卵的发育情况并拍照。无节幼体孵出后，将雌体用吸管吸出，留下幼体继续培养，初期每隔6 h观察1次，后期每隔12～～ 24 h观察1次。随机选取幼体3～5只进行观察、测量并拍照。
2 结果
2•1 短角异剑水蚤的胚胎发育
短角异剑水蚤的胚胎发育过程见表1、图1。从表1可见，在水温为(24±1)℃ ，盐度为34±1的情况下，短角异剑水蚤的受精卵经过40～45 h的发育，完成孵化过程，进入无节幼体期。
2．2 短角异剑水蚤的胚后发育
短角异剑水蚤的无节幼体期需经过6个幼体发育期，通过身体分节、伸长及附肢的增多发育进入桡足幼体阶段，成为桡足幼体。在桡足幼体阶段已经基本具备了成体的特征，如身体已明显分为前体部和后体部。桡足类一般需要经过5个桡足幼体期才能发育为成体。
2．2．1 无节幼体期  短角异剑水蚤不同无节幼体期的体长和体宽见表2。

I期(图2一A) 体长为0．101 mm。腹面观体呈卵圆形，上部较宽，下部较窄，体长与体宽相差不大。身体前端具一深红色眼点，上唇前端圆，后端几乎伸至身体中部。身体后端光滑无分叉，有
尾部触毛1对，较短小。侧面观背面为弧型，腹面有3对附肢。第

梦岩

有尾部触毛1对，较短小。侧面观背面为弧型，腹面有3对附肢。第一触角1对，形状扁平，单肢型，由3节组成：第一节很短，不具刚毛；第二节较第一节略长，背缘具刚毛1根；第3节最长，末端具刚毛2根。第二触角1对，双肢型，较发达。大颚1对，双肢型。游泳能力弱，较缓慢。
Ⅱ期(图2一B) 体长为0．128 mm，体宽为0．096 mm。形状与I期无节幼体相比变化不大。腹面观体呈倒梨型，体略伸长。身体后端出现分叉，尾部触毛仍为1对，较I期无节幼体长。第二触角发达，外肢5节，第一节至第四节各具刚毛1根，末节具刚毛2根。内肢2节，第一节具刚毛2根，第二节腹缘具刚毛1根，末端具刚毛1根。

Ⅲ期(图2一C) 体长为0．165 mm，体宽为0．112 mm。身体进一步伸长，且出现第一小颚原基，1对，位置在大颚基部下方，可见向身体下方伸出的刺状结构。身体末端分叉明显，尾部触毛增加为2对。
Ⅳ期(图2一D) 体长为0．191 mm。身体后部具2对触毛。上唇前端圆，后端伸至身体1／3处。
V期(图2一E) 体长为0．239 mm，体宽为0．138 mm。身体进一步拉长，身体后部具3对尾触毛，最外侧的1对最长，居中的1对其次，第三对触毛位于最内侧，刚长出，最短。第一触角为单肢型，共分3节；第二触角为双肢型，基肢2节，外肢5节，内肢2节。大颚双肢型。第-d,颚雏形明显。
Ⅵ期(图2一F) 体长为0．308 mm，体宽为0．181 mm。身体进一步拉长，运动速度很快，身体后部具3对尾触毛：腹面观最外侧的I对最长，最内侧的1对次之，居中的1对最短。第一触角为单肢型，共分3节：第一节、第二节侧缘各具刚毛1根，第三节侧缘具刚毛4根，末端具刚毛4根，较长。第二触角为双肢型，基肢2节，其中基节内缘具两个强大的撕咬叉，十分明显，腹缘具1根刺，基节内缘具3根刺。外肢分为5节：第一节具2根短小刚毛，第二节至第四节腹缘各具刚毛1根，第五节腹缘具刚毛1根，末端具刚毛3根。内肢共分为2节：第一节腹缘具刚毛3根，第二节内缘具刚毛5根，末端具刚毛4根。大颚双肢型，内缘具4根刺。外肢分为4节：第一节至第三节各具刚毛1根，第四节具刚毛2根。内肢分为2节：第一节具有强大的内叶，腹缘具2根刚毛；第二节末缘具2根刚毛。第一小颚刚毛数进一步增多，比较明显。身体腹部下方可见明显附肢原基。
2．2．2 桡足幼体期 短角异剑水蚤桡足幼体期的体长、全长和体宽以及桡足幼体期的发育时间和特征分别见表3和表4。从表4可见，桡足幼体的发育时间为5～6 d，从受精卵到发育为成体累计需要11～12 d。


3 讨论
3．1 桡足类的生殖特性
桡足类为雌雄异体。交配时，雄体将精荚粘挂在雌体纳精囊的生殖孔上，并挤出精子进入纳精囊内完成受精过程。受精卵从生殖孔排出后一个个地被产到水中，或黏结成1～2个卵囊，每个卵囊中卵的数量为1～168个，通常为几个到20几个。短角异剑水蚤具2个卵囊，每个卵囊的含卵数为18个左右，但有时仅为l2个或9个，甚至3个。卵在卵囊中孵出无节幼体后，空的卵囊即脱落，一般在几个小时至几天后又形成新的卵囊，有时仅几分钟到十几分钟就出现下一窝卵囊。短角异剑水蚤一般间隔l～4 h形成新的卵囊，最快时为30 min。剑水蚤类一生可产几个到几十个卵囊。桡足类的精子在雌体纳精囊内可以存活很长时间，而且从一个精荚内排出的精子可使数窝卵子连续受精。如飞马哲水蚤一次交配排出的精子足可使一个雌体在整个产卵期所用，本试验中也观察到短角异剑水蚤雌体不经过第二次交配即可连续生育多次。
枝角类在正常情况下行孤雌生殖，通过这种方式简化了繁殖的程序，并加快了繁殖速度，确保了种群的稳定性和快速增长。而桡足类的卵虽然需要受精才能孵化，但由于纳精囊内精子的存在，使雌体无需再行交配即可完成受精过程，简化了繁殖的中间环节，这在一定程度上类似于枝角类的孤雌生殖。桡足类的这种生殖特性为其生存和种群的延续提供了充分的保障，也是对生存条件长期适应的结果。
3．2 桡足类的胚胎发育
通常桡足类受精后立即开始胚胎发育，直到孵出无节幼体。Marshall等 对飞马哲水蚤卵的孵化过程观察发现：受精卵在孵化前，先是较厚的外膜破裂，而无节幼体仍被一层很薄的外膜包裹着。由于膜内水分因渗透而增加，使体积增大(约增大5倍)，之后内膜破裂，无节幼虫破膜而出。孵化前，在透明的卵内出现红色色素点，这是卵即将孵化的标志。据笔者对短角异剑水蚤受精卵的观察，发现在孵化过程中卵的颜色和透明程度会发生较大的变化，孵化后期胚胎颜色鲜艳透明，眼点(孵化后成为无节幼体眼)呈鲜红色，较清晰。临近孵化前，胚胎在卵膜内颤动频率加快，之后卵膜膨大，无节幼体破膜而出。
桡足类完成胚胎发育所需时间变化很大，条件适宜时一般约2～5 d。短角异剑水蚤的卵在(24±1)℃下一般需4O～45 h完成胚胎发育过程；飞马哲水蚤在2O℃时只需要l9～22 h即可完成胚胎发育过程，而在0 oC时则需要116～120 h；荷兰Tjeukemeer水库4种桡足类的胚胎发育时间从10 d(25℃)到18．6 d(2．5 oC)。饵料的丰富与否也会影响桡足类的胚胎发育时间。Corkett等通过试验发现，伪哲水蚤在饵料不足的情况下发育时间会延迟。本试验中，笔者也发现短角异剑水蚤的繁殖速度会因饵料不足而减慢，且胚胎发育时间会延长到47 h。
3．3 桡足类发育的形态特征和发育速度
桡足类的无节幼体同种甚至同属之间在形态上十分相似，但在个体大小和附肢发生先后上可能有所差异。一般来说，剑水蚤I期无节幼体具第一触角、第二触角和大颚3对附肢，Ⅱ期无节幼体出现第一小颚。通常在无节幼体最末期出现第二小颚和第l、2两对胸足的萌芽。然而，胸刺外剑水蚤 一tocyclops phaleratus和毛饰拟剑水蚤Paracyclops tim—briatus延到I期桡足幼体才出现上述附肢。短角异剑水蚤到Ⅲ期无节幼体才见到第一小颚原

梦岩

基，到V期无节幼体第一小颚雏形明显，第--I1,颚到桡足幼体期才出现。桡足幼体期出现体节和新的附肢。剑水蚤类I期桡足幼体头胸部分为4节，腹部为l节；11期桡足幼体头胸部分为5节，腹部仍为l节；11I～V期桡足幼体期腹部逐次增加为2、3、4节，Ⅳ期桡足幼体已出现雌雄分化的特征。短角异剑水蚤桡足幼体各期的分节情况和上述相同，到V期桡足幼体时，雄性较瘦小，第一触角褶皱较多，雌性形状较宽大，可见到纳精囊雏形，雌、雄分化已很明显。胚后发育期的长短受水温和其他条件的影响变化很大。Tjeukemeer水库4种桡足类5℃时无节幼体期为29．1—48．2 d，桡足幼体期雌性为25～43d，雄性为23～34 d；25 oC时无节幼体期相应地缩短为3．2～3．7 d，桡足幼体期雌、雄均为7．0d 。本试验结果表明，短角异剑水蚤24℃ 时无节幼体期为3．5～4 d，桡足幼体期约为5～6 d。一般来说，桡足类的无节幼体期发育要快于桡足幼体期。短角异剑水蚤不仅无节幼体期快于桡足幼体期，并且在两个幼体期中，都是从前期到末期，发育时间依次递减。为了粗略比较发育速率的快慢，表5列出剑水蚤目某些种类在最适温度下胚胎和胚后发育的时间。从表5可见，几种剑水蚤在最适温度下胚胎发育期为l～2．2 d，无节幼体期为3．2～6．2 d，桡足幼体期为5～lO．3 d，胚后发育期为8．5～l6．5 d，总计发育时间为lO．5～l8．7 d。对比之下，短角异剑水蚤胚胎发育时间较慢，但胚后发育时间较快，特别是桡足幼体期明显快于其余3种，从卵到成体总发育时间也较快，平均为ll d左右，与粗壮刺剑水蚤接近。发育时间长短，对种群增长能力有决定性作用。从作为活饵料培养对象来看，短角异剑水蚤这方面是有优势的。在日本，作为海水鱼虾类苗种活饵料研究对象的克氏纺锤水蚤Acartia clausi和日本虎斑猛水蚤Tigriopusjaponicus，从孵出到性成熟所需时间，前者在20℃时需15～19．5 d，后者在23～25℃ 下需8 d，在23℃ 下需8～11d。相比之下，短角异剑水蚤快于克氏纺锤水蚤，稍逊于日本虎斑猛水蚤。

梦岩

条件很多如库区富营养化情况.生物链.等等，具体情况具体分析。

梦岩

原帖由 梦岩 于 2009-5-16 16:01 发表
基，到V期无节幼体第一小颚雏形明显，第--I1,颚到桡足幼体期才出现。桡足幼体期出现体节和新的附肢。剑水蚤类I期桡足幼体头胸部分为4节，腹部为l节；11期桡足幼体头胸部分为5节，腹部仍为l节；11I～V期桡足幼体期腹部 ...

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hitsteven

无须金币就能淘走，谢谢楼主，辛苦了

hitsteven

支持领导意见！！！努力学习！

梦岩

南黄海中华哲水蚤昼夜垂直分布
              张芳，孙松，张永山，张武昌
           （中国科学院海洋研究所，山东青岛/55267）
摘要：在南黄海定点研究了中华哲水蚤各个发育期的昼夜垂直分布，分析了该种2000年6月的昼夜垂直分布规律。结果表明：中华哲水蚤雌体在后半夜上升到表层产卵，形成卵的高密集区；随后，卵在大约20h内边沉降边孵化成NⅠ期无节幼体，导致相应时间内卵的密度减少；NⅢ到CV期幼体的垂直分布规律基本相同，其密集群的平均深度主要分布在30m的温、盐跃层。讨论了温、盐跃层，叶绿素"，捕食者等因素对它们垂直分布的影响。
关键词：中华哲水蚤；垂直分布；跃层
中图分类号：4 4 文献标识码：=4 4 文章编号：7222 > ;205（/223）20 >
中华哲水蚤分布在中国近海和日本沿岸水域。就其巨大的丰度和较大的体长来讲，该种被认为是近海水域浮游动物桡足类中最重要的种类，在物质从初级生产向肉食性鱼类传递过程中起了重要的作用。垂直移动是浮游动物尤其是哲水蚤类的一种普遍行为，也是影响垂直分布的一个重要因素。它的类型主要包括显著型和不显著型，但垂直移动的类型会随着发育期和季节的变化而变化。这种变化是和本身生物学因素、外界环境因子的变化分不开的。外界环境因子主要包括光度、温度、盐度、食物因子等；本身生物学因素包括代谢率、激素、内部节率、生殖等。以往对有关中华哲水蚤在黄海垂直移动的研究已有一些报道，如1991年刘晓丹对北黄海该种各发育期的昼夜垂直移动规律进行了探讨。同年Morilka研究了黄海在温跃层比较明显的情况下，中华哲水蚤昼夜垂直移动情况。2002年王克等研究了南黄海鳀鱼产卵场浮游动物8个优势种的昼夜垂直移动，他们都旨在获得与环境因子相关的垂直移动规律。由于较全面地获得同步环境与生物因子的数据比较困难，因此对垂直移动规律的推测或多或少都存在些欠缺。作者分析了2006年6月一个站位该种各个发育期的昼夜垂直分布情况，并与Huang等研究的该种在日本濑户内海季节垂直移动规律做比较，为更好地理解该种的自然生态习性、鱼类和浮游动物种群补充机制提供参考资料。
1材料和方法
1.1标本的采集
所用的标本系2006年6月“ 北斗号”科学考察船在南黄海的A站（35.470N，122.470E，平均深度55m）采用大容量采水器（ 天津国家海洋局海洋技术所制造，容积为59L）在24h（6月21日22：22—6月22日22：22）内每隔; 8h采水一次，每次分别在0，5，10，20，;55m 处分5层采水。温度、盐度的观测时间与大容量采水器同步。图7 给出A观测站的位置。

1.2数据的获得和处理
对采集的浮游动物样品在解剖镜下鉴定计数。对中华哲水蚤的卵、无节幼体（文中)NI～NVI),分别代表无节幼体I到VI期幼体）、桡足幼体（文中CI CV分别代表桡足幼体I到V期幼体）成体的计数都采用个体计数法，并把所得数据转换成为个/m3，其中NI和NV的鉴定困难，鉴于它们都处于非摄食阶段，所以把它们放在一起计数。该种的垂直分布图均为密度分布图，单位均使用个/m3。
2结果
2.1水文条件
平均密度深度Dm通过以下公式计算得到：

其中，%$
为第Ai采样i层的丰度；Di为第i采样层的深度（采样层数见1.1）

从图2可以看出，A站的温度在20～30m之间有明显的跃层，温度从8℃突跃到15℃以下为低温区，温度稳定在7～8℃；同样A站的盐度在20～30m之间有明显的跃层，盐度从31.95突跃到32.80,30m以下为高盐区域，盐度稳定在32.80左右，因此A站在30m以下是低温高盐区。
2.2昼夜垂直分布
从图3可以看出：（1）卵在各深度层都有分布，但大都分布在0～20m层，在时间上高密度的卵主要集中在凌晨03.00和03.00 09.00次之，到21.00 00.00密度明显减少；同时，卵分布的平均深度随着时间的推移除个别外有逐渐增加的趋势。
（2)NI NⅡ期在10～30m内有分布，表层和底层几乎没有分布，在00.00时，有大量的出现，该NI NⅡ期所在的平均密度深度，从12m 到30m，变化范围较大。（3）从NⅢ到CV垂直分布规律基本相同，它们密集群的平均深度主要分布在30m，有个别发育期，在个别时间内平均密度深度向上或向下移动。（3）雌性成体在各深度层都有分布，凌晨03.00，06.00时，它们大量分布在0～10m另外，它的平均深度变化很大。
3讨论
根据野外现场中华哲水蚤产卵节律的研究，发现它们在后半夜开始产卵，拂晓时几乎停止产卵。与中华哲水蚤的产卵节律相似，很多哲水蚤类都在夜间上升到表层产卵，这样卵就停留在表层，而孵化出来的幼体能保证在饵料浓度比较丰富的浅水层出现，这样能保证初摄食期)*** 幼体的开口摄食。因此不难解释在本次调查的结果2.2中（1）和（4）中的现象：0300 和06.00时表层都出现卵的高密度分布。相应地在此期间，雌体也大量出现在表层。对于雌体在产卵后离开表层这一现象，Uye认为因为中华哲水蚤雌体摄食自己的卵，如果雌体和卵在同一水

层出现，遭遇率是非常高的，所以在破晓之前雌体要离开表层向

梦岩

下层移动，避免上述情况的发生也是一种生态适应性的表现。
中华哲水蚤的卵是沉性的，而且沉降速率随环境条件的不同而不同，在室内所测海水静止的情况下该种卵的沉降速率为50.8m（ 盐度：29.85，温度：13～18℃），在本文的调查中，在A站现场环境下，根据卵的平均密度深度也可以估算出，卵在现场海水中沉降速率约为28m/d。可能因为现场条件下海水动荡、或水流、或盐度等因素的影响使沉降速率减小。同时，雌体03.00产的卵在相应环境（ 平均温度18.9℃）条件下，根据孵化时间与温度的关系公式Dh＝545(T＋5.7)－2.09可以估算出，该站的卵孵化成无节幼体大约需要0.76d)。另外再根据现场该站所测得的卵的孵化率都为100%，作者推测：雌体03.00的卵大部分孵化成NI无节幼体了，所以21.00，00.00时卵的密度很小，推测是因为多数卵孵化成无节幼体所致。Uye有关该种昼夜垂直分布的研究
也有同样的结果。
从结果2.2中（3）可以知道，NⅢ CV倾向于集中在30m处，同样从结果2.1可以知道，30m处在A站的温度、盐度跃层。王克（此研究资料恰与本研究资料同步）的研究结果表明，中华哲水蚤（ 所有桡足幼体的和）主要分布在20m以下，与本文结果吻合。Moaioka，在我国的北黄海也作过该种一些发育期的垂直分布与温跃层关系的研究，结果表明CI Ⅱ CⅣ也倾向于聚集在温度跃层，恰恰叶绿素的高值就分布在跃层附近，并认为这种分布可能是摄食节律所驱使的。根据本次调查的叶绿素a的资料，叶绿素的垂直变化不大，最高值在表层。因此在本文中NⅢ CV在跃层停留的驱动因子是否摄食节律所驱使是值得探讨的。
逃避捕食是影响该种垂直移动行为的重要因素，捕食者又可以分为有视觉性捕食者和非视觉性捕食者，对中华哲水蚤来说，它的有视觉性捕食者包括各种鱼类，非视觉性捕食者包括接触式摄食的桡足类、磷虾类、毛颚类等。孟田湘在山东半岛南部鲥鱼产卵场鲥鱼仔、稚鱼摄食的研究中，在鲥鱼的消化道中尽管没有发现中华哲水蚤，但邓景耀等对渤海主要生物种间关系及食物网的探讨中，表明很多鱼类摄食中华哲水蚤，如：鲥鱼、青鳞鱼、黄鲫等。鉴于鲥鱼在黄海有很大的生物资源量，可以把鲥鱼作为一个重要的捕食因子。根据同步的鲥鱼仔、稚鱼昼夜垂直分布资料（ 图4）可知，鲥鱼仔、稚鱼的密集分布09.00以后有向中层，或近底水域移动的趋势，夜间主要分散于0～10m。因受跃层的影响，鲥鱼常常分布于跃层之上，无论白天还是夜间它们一般不穿越跃层进入底层冷水区。同时根据本航次同步调查的毛颚类强壮箭虫的昼夜垂直分布规律，我们知道夜间其分布在上层，白天分布在中下层。因此可以推测：A站的中华哲水蚤的一些发育期（ 如：CⅢ，CⅣ，CV）白天有向跃层以下移动的趋势，有可能是为了躲避正向下移动的捕食者。Huang等的研究也表明CV、雌成体白天下降的平均水深与捕食鱼类（鳀鱼和沙丁鱼的幼鱼）数量的自然对数有负相关的关系。

4 小结
总之，浮游动物的垂直移动是一种非常复杂而又广泛的生态学现象，是各种因子共同作用的结果，不仅受环境因子的影响，还受浮游动物各种类本身生态习性的影响，因此还需要在室内就各个单因子对其垂直分布的影响进行一些专门的实验，验证一些争论和假设。
致谢 国家海洋局第二研究所黄大吉研究员提供了温度、盐度资料，黄海水产研究所万瑞景先生了提供鳀鱼仔、稚鱼分布资料，吉鹏、张光涛计数了部分浮游动物标本，谨致谢忱。

梦岩

鱼类控制水蚤类浮游动物孳生的下行效应试验
林 涛 ，崔福义 ，陈 卫 ，刘冬梅
(1．河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京210098；2．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090)
摘要：该文在不同放养生物量下进行鲢鱼和鳙鱼控制水蚤孳生的下行效应试验研究。试验期间鲢鱼和鳙鱼的放养生物量为7：3。结果表明：适宜生物量(30 g／m3 )的鲢鱼和鳙鱼放养可以有效地抑制水蚤孳生。生态系统中的鱼体磷和沉积磷含量分别增加45％和16％ ，该试验系统减少了沉积营养物的再生速度。过低的放养生物量(10 g／m3 )下鱼类的下行控制效应降低以至难以控制水蚤的孳生，试验系统中颗粒磷浓度上升60％ ；高放养量(120 g／m 3)下的较高捕食压力加速营养物质自下而上的补充，使水中总磷浓度升高23％
关键词：滤食性鱼类；水蚤；浮游动物；下行效应；生物操纵
中图分类号：TU 991 文章编号：1005—9830(2008)05—0646—05
近年来，以剑水蚤为代表的水蚤类浮游动物在我国许多城市的水库和湖泊类水源中孳生繁殖。剑水蚤具有游动性，容易穿透滤池，而其抗氧化性又较强，常规水处理消毒工艺难以将其杀灭，这就给人们用水安全带来威胁 J。在应用“生物操纵”技术治理水体富营养化中，一些学者提出了“下行效应”(top．down effect)的概念，即将水体的营养状态及生物群落变化归因于鱼类捕食所产生的“营养级联反应”(trophic cascade effect) 。在此基础上，有学者提出在水源中实施以控制水蚤类浮游动物孳生为目的的鱼类放养。研究表明，滤食性的鲢鱼和鳙鱼对剑水蚤的生物控制作用优于草食性草鱼和杂食性鲤鱼，但鲢鱼和鳙鱼的单养一定程度上限制了其生物操纵作用的发挥 。本文提出鲢、鳙混养的试验方案，在不同的放养生物量下，研究其“下行效应”对剑水蚤的生物控制和对水体中氮、磷的营养级联反应。
1 试验装置及方法
试验采用4个容积为1．2 m3 的玻璃水箱(水箱尺寸为2 m×0．5 m×1．2 m)，水深1．1 m。由荧光灯提供5 600 lux左右的液面光照强度，光照时间约为10 h／d。根据剑水蚤孳生的实际水源条件，在水箱中配制经过曝气除氯的自来水，加入约30 L生活污水和6 g硝酸钠、4 g氯化铵和0．75 g磷酸二氢钠(水体有机物质量浓度约为4～6mg／L，硝酸氮和氨氮浓度均约1mg／L左右，
溶解性总磷浓度为0．2mg／L)，用适量底泥构成水体的沉积物(沉积磷质量浓度约100 mg／L)。配水1周后，接种以蓝藻、绿藻和硅藻为主的藻类。其中蓝藻以微囊藻、念珠藻为主；绿藻多为栅藻；硅藻主要是直链藻。各种藻类的接种量约为10 个／升。3周后将剑水蚤(约200对雌雄体)及少量的原生动物和轮虫接种入水箱。剑水蚤接种2周后开始试验，共进行8周，其中第1周为试验空白周。从第2周起以1个水箱作为空白对照组，其他3个水箱中放养鲢、鳙鱼，放养的生物量分别为10，30，120g/ m3(水体)，鲢、鳙鱼的放养生物量为7：3，鱼类放养尺寸均为约6厘米／尾。试验期间平均水温为25±2℃，定期补充因取样而散失的水分。
采用虹吸法从水箱中随机采集1 L混合水样进行测定，浮游生物经鲁哥氏液固定后采用视野法镜检计数；水样均预先经孔径为0．45um膜过滤，正磷酸盐测定采用钼蓝比色法，总磷和颗粒磷测定采用硫酸消解一钼蓝比色法，沉积磷和鱼体鳞测定采用硫酸一高氯酸消解一钼锑比色法，总氮、氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮测定采用《水和废水标准测定法》；试验结束时将鱼解剖取其前肠含物，用鲁哥氏液固定后进行浮游生物的镜检。
2 试验结果与讨论
2．1 剑水蚤的生物控制作用
鲢、鳙鱼引入微型生态系统后，剑水蚤的生物控制结果如图1所示。由图1可见，在l0g/ m3的放养量下，由于鱼类的生物量较小使得剑水蚤没有得到很好的控制，试验结束时其密度依然处于较高的水平，同样浮游藻类的生长也处于不断上升的趋势；在30g/ m3的系统中，剑水蚤的数量减少直到试验结束都维持在较低的水平，同样由于鱼类的捕食藻类数量也有所降低(见图2)；而在120 g／m3的放养量下，由于鱼类的生物量过大，捕食活动剧烈，第2周就检测不到剑水蚤的存在，同时藻类的数量也下降较大，但试验3周后，由于水体溶解氧含量降低导致鱼类死亡，藻类又开始迅速增长。

就食性而言，鲢鱼主要滤食15～50 um的浮游植物，同时也可以滤食一些浮游动物，而鳙鱼主要以40～110 um的浮游动物为食 。试验结束时，鲢鱼肠含物饵料中浮游植物与浮游动物的生物量比在1．4～3之间；而鳙鱼肠含物中其比值仅为0．23～0．7。对鲢鱼肠含物的检测进一步说明(见图3)，鲢鱼对浮游藻类中蓝藻有较好的摄食作用，这一点与国内外利用滤食性鱼类控制蓝藻水华的试验结果一致 ；而鳙鱼在摄食选择性方面喜食浮游动物尤其是剑水蚤类大型浮游动物(见图4)。
鲢、鳙鱼的混养正是充分发挥二者的特点，在有效控制剑水蚤孳生的同时，又避免由于浮游动物的减少而引发的浮游植物的大量孳生。

另外，在鲢、鳙鱼的放养量为120 g／m3的试验系统中，水中的溶解氧迅速降低并最终导致鱼类死亡，说明在此生物量下，水体中由藻类的光合自身的呼吸作用而消耗的氧气，因而带来溶解氧水平的急剧降低。而在较低的放养量下，鱼类通过自身的生物操纵作用，很好地维持了水体中溶解氧的动态平衡。
2．2 浮游生物群落的变化
试验结束时浮游生物的组成亦发生一定的改变，结果如表1所示。在放养生物量为30 g／m3 的生态系统中蓝藻所占的比重下降，而硅藻的比重大幅度的增长，在放养量为10 g／m3 的系统中这种变化趋势较小；120 g／m3 的放养生物量下，系统中藻类的组成呈平均化的趋势。就浮游动物而言，在10g/ m3 的系统中个体较小的原生动物和轮虫类浮游动物数量迅速增加，但剑水蚤密度依然处于较高的水平，随着鱼类放养生物量的提高，剑水蚤的数量减少，原生动物和轮虫成为鱼类的捕食对象，以120 g／m3的放养情况最为明显。
根据Brooks的大小效率假说，在水体中鱼类的饵料充足时，鱼类在摄食过程中通常优先选择大型的浮游生物。对鲢、鳙鱼前肠含物的检测表明，在l0g/m3和30 g／m3水体的放养生物量下，鲢、鳙鱼肠道食物的充塞指数在1．3～1．6之间；而在120 g／m3的放养生物量下，鲢、鳙鱼肠道食物的充塞指数仅为0．4～0．6。在饵料充足的条件下，鲢鱼优先摄食大型的浮游植物如蓝藻，而鳙鱼则更倾向于以剑水蚤类浮游动物为食，蓝藻和剑水蚤被优先捕食后降低了其他浮游生物的生存压力，致使其迅速地生长；在120 g／m3的放养生物量下，鱼类饵料不足使得鲢、鳙鱼加大了对其他浮游生物如硅藻、原生动物和轮虫等的摄食，致使水体中藻类的组成较为平均；由于剑水蚤的消失浮作用所产生的氧气难以弥补水生生物尤其是鱼类游动物主要表现为原生动物和轮虫。

2．3 总磷和总氮含量变化
鲢、鳙鱼投放后其生物操纵作用对水体中营养物质的结构和代谢水平影响显著，与空白试验对照组相比，生物量为10g/m3和30 g／m3的微型生态系统对氮、磷有更好的去除作用，其中以总磷的降低最为显著，而在120g/ m3的系统中出现了营养物质浓度增加的情况(见图5、6)。

生态系统中营养物质的浓度变化，主要取决于从植物对无机营养物的摄取到植物可重新利用的无机营养物再生这一复杂过程 。在10g/m3和30 g／m3较低的放养量下，水体食物链中的下级营养者充足，鲢、鳙鱼能充分发挥其生物操纵作用来实现营养物质向鱼类本身生命物质的转化。试验结束时，2个系统中鱼体磷的含量均有所增加，沉积磷含量的上升说明系统有助于抑制底质中磷的释放。
在30 g／m3系统中颗粒磷浓度的减少表明系统对富营养化的缓解作用，而在10 g／m3系统中由于对浮游植物的生物控制作用较弱，导致试验结束时水体中颗粒磷浓度有所上升(见表2)。就氮素变化而言，2个系统中硝氮在总氮中所占比例较高，而氨氮浓度较低，说明系统中生物代谢过程的物质循环处于正常状态(见表3)。
由表2、3可以看出，在120 g／m3的放养量下，营养物质成为限制其生长的主要因素，此时维持自身生命活动而排泄物质的速度要高于其摄取的速度，试验结束时鱼体鳞的减少说明鱼类此时处于异化作用状态。另外鲢、鳙鱼的牧食压力过大，会刺激食物链中其他营养者的生长，进而加速了底泥中的沉积营养盐向水体中的补充速率，从而引起水体中总磷和总氮含量的升高。因此，沉积磷的含量减少，底层水体中氮、磷的含量分别是表层水体的1．5倍和4倍，呈现出明显的梯度变化，其中总磷在底质一水界面上的含量达到了0．33 mg／L，而其他系统中上、下水体氮、磷的含量差别在20％左右。就氮素变化而言，2个系统中硝氮在总氮中所占比例有所降低，而氨氮浓度较高，特别是在溶解氧缺乏而导致的鱼类死亡阶段(试验结束时)，水体出 现较高的亚硝酸盐含量，说明这种试验生态系统处于崩溃状态。

3 结论
通过本文研究得出 以下结论：(1)在3O g／m3的放养生物量下，鲢、鳙鱼可以有效地抑制水蚤孳生；在10 g／m3 的系统中个体较小的原生动物和轮虫类浮游动物数量迅速增加，但剑水蚤密度依然处于较高的水平；而120 g／m 3的高放养量会导致鱼类的捕食活动剧烈,可能导致试验生态系统的崩溃；(2)在放养生物量为30 g／m3的生态系统中蓝藻所占的比重下降，而硅藻的比重大幅度增长；10g/ m3 的系统中这种变化趋势较小；120 g／m3 的放养生物量下，系统中藻类的组成呈平均化的趋势；(3)30 g／m3的放养生物量下，试验中鱼体磷和沉积磷含量分别增加45％和16％，水体中颗粒磷浓度上升60％；高放养量(120 g／m3)会加速营养物质自下而上的补充，引起水体中总磷含量升高23％。

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净水工艺中剑水蚤的二次繁殖及检制
徐林林I 崔福义‘ 宋安坤 孟岩
(1 哈 尔 滨工 业 大 学 市 政 环 境 工程学院，哈尔滨150090;2 大庆，大庆163453)
摘要 为 解决净水工艺中剑水蚤的二次繁殖问题，进行了生产性试验，考察了二氧化氯与常规工艺协同对剑水蚤的去除效果。指出滤池滞水区停留时间长、流速低是造成剑水蚤二次繁殖的主要原因。二氧化氯预氧化可以强化常规处理工艺对剑水蚤的去除，当二氧化氯投加量为2 mg/L时，可以有效控制剑水蚤的二次繁殖。
关键词 二次繁殖剑水蚤二氧化氯预氧化
水体富营养化导致剑水蚤类浮游动物在一些水源水中大量孽生，而剑水蚤游动性强、抗氧化性强的特点给饮用水处理带来诸多问题。在用户水中出现的剑水蚤不仅会带来不良的感官影响，同时还是诸如血吸虫、绦虫、线虫等的中间宿主，是传播疾病的重要媒介，给饮用水安全带来隐患，但常规水处理工艺难以有效去除剑水蚤。
Z水厂以水库水为水源，由于春季库容较小，稀释作用差，加之对滤食性鱼类的过量捕捞，水中剑水蚤大量繁殖。常规混凝沉淀处理工艺能够去除一部分体型较大的剑水蚤，但对体型小的剑水蚤和虫卵去除效果较差，导致剑水蚤在沉淀池和滤池上层二次繁殖，含量高达600个/L。参考相关文献，采用预投二氧化氯氧化杀蚤，并调整投加量控制滤池上部水中剑水蚤的二次繁殖，进行生产性试验。
1 水厂工艺情况及剑水蚤二次繁殖问题
1. 1 水厂工艺情况
Z水厂取水口距稳压井28k m，由2根输水管线输送，用时10 h。稳压井距絮凝池150 m，用时15 min。采用2套平行的常规处理工艺，称为系统一和系统二，流程见图1.
水厂现处理能力21万m3/d 。混凝剂采用聚氯化铝，于絮凝池前投加，投加量为18一23.5 m g/L，竖流网格絮凝池絮凝时间为30 min，斜板沉淀池沉淀时间为30 min。普通双阀快滤池采用渠道配水，系统一

滤池水量4 250 m3/h，系统二滤池水量3 750 m3/h.
采用二氧化氯消毒，由一20000二氧化氯发生器制备，xx科技股份有限公司制造。
试验期间平均水温18一 23℃， 原水浊度19NTU,CODmn2 0m g/L,pH 8.6一9.30
1.2 剑水蚤二次繁殖问题
观察发现 ，滤池上部水流分为活水区和滞水区(见图2)。活水区流速高，水停留时间短;滞水区流速低，水停留时间长。
试验期间 ，分别观测原水、沉后水、滤池活水区、滤池滞水区、滤后水的剑水蚤含量，取两次检测平均值，以“个/L'，计。

根据剑水蚤的生活习性，适宜的水温和偏碱性的水体环境有利于其生长繁殖。为53个/1.。在不进行预氧化时原水的剑水蚤含量，沉淀池出水和滤池上部发现大量剑水蚤，观测结果见图3。

从图3可以看出，由于系统一和系统二滤池上部滞水区停留时间长，流速低，剑水蚤二次繁殖现象非常严重，最高含量达到580个/L。据观察，小体型剑水蚤的数量占85%以上，这会带来剑水蚤堵塞和穿透滤池的风险。
2预氧化控制剑水蚤试验，
2.1 预氧化与混凝沉淀协同作用对剑水蚤的去除效果
在系统 一和系统二中，以二氧化氯、高锰酸钾为氧化剂，考察不同预氧化与混凝沉淀协同对剑水蚤的去除效果。高锰酸钾投加于取水口处，投加量0.35mg/I.;利用水厂现有的二氧化氯投加设备，将二氧化氯投加于稳压井中。原水的剑水蚤含量55个/L，结果见图4。

从图4可以看出，常规混凝沉淀对剑水蚤的去除效果较差，而二氧化氯预氧化可以显著提高沉后水的剑水蚤去除率。这是由剑水蚤的生理结构和氧化剂的性质决定的。剑水蚤体壁由底膜、上皮细胞层、下皮细胞层和钙化层等7层细胞结构组成，体表甲壳对剑水蚤的保护能力是水中低等生物如细菌、病毒的细胞壁或病毒衣壳所不能达到的。氧化剂是通过破坏剑水蚤体内的蛋白酶，使其生理机能发生障碍而达到杀蚤效果的。因此，化学药剂需要有很强的氧化能力，同时要有足够的作用时间，才能有效地将其去除。二氧化氯的氧化还原电位E0=十1.5 V ，氧化性很强，且受原水pH影响较小，所以对剑水蚤的去除效果较好。不投加二氧化氯时，高锰酸钾对剑水蚤的氧化杀灭作用较差;且当其与二氧化氯联用时，降低了二氧化氯对剑水蚤的去除率，有关机理还有待进一步研究。
2.2 剑水蚤二次繁殖及控制对策
2.2. 1 剑水蚤的二次繁殖
根据上述结果，对二氧化氯的控蚤性能进一步考察。停止投加高锰酸钾，投加0.9 m g/L 二氧化氯。原水的剑水蚤含量为55个/L。观测结果见图5。

从图5看出，当系统一和系统二沉淀池出水中剑水蚤含量分别为18个/I，和21个/L时，滤池活水区剑水蚤含量为21个/I，和28个/L;而滞水区则为45个/I和74个/L，且其中大体型的剑水蚤含量占总数的1/3左右。所以二次繁殖主要发生在滤池上层的滞水区。与图3比较，系统一和系统二滤池滞水区与活水区剑水蚤含量之比分别从9.35和3.74 下降到2.14和2.64 ，可见二氧化氯对剑水蚤的二次繁殖在一定程度上起了控制作用。但0.9Mg/ I的二氧化氯投加量并不能完全去除剑水蚤。
2.2.2 二氧化氯投加量对剑水蚤去除效果的影响
进一步考察二氧化氯投加量对剑水蚤去除效果的影响，以系统二为研究对象，确定最佳投加量。试验结果见图6。

从图6可以看出，随着二氧化氯投加量的增加，沉淀池出水、滤池上部滞水区、活水区的剑水蚤含量均迅速下降。对沉后水和滤池上部活水区剑水蚤的去除效果尤佳;当二氧化氯投加量为1.86 mg/时，沉后水和滤池上部活水区剑水蚤未检出，但在滤池上部滞水区仍然检测到体型较小的剑水蚤，含量为4个/L，表明仍有未被灭活的剑水蚤虫卵在滞水区孵化。滤池的截留也发挥了很大作用，在滤后水中未检出剑水蚤。当二氧化氯投加量提高到2 mg/I.时，沉后、滤上和滤后水中均未检出剑水蚤。
3 结论
二氧化氯预氧化可以强化常规处理工艺对剑水蚤的去除率。当二氧化氯投加量为2 mg/L时，可以完全去除剑水蚤，控制其二次繁殖。

梦岩

水处理工艺中杀灭浮游甲壳动物药剂的选配
1 灭活试验与效果
根据石家庄市地表水厂的生产实际情况和经验，从水质和成本两个方面考虑选择氯、氯胺联用、高锰酸钾3种药剂作为试验药剂。在1L原水中投放相同数量的甲壳动物组合(剑水蚤为40-50个，枝角类为10一15个)，再投加不同浓度、种类的药剂，分别30,60,90,120 min后观察和记录甲壳动物的灭活率，比较这3种药剂的杀灭效果
① 高锰酸钾灭活试验。分别向4个烧杯中投加0.1 - 0 .4 mg/I的0.1%高锰酸钾溶液进行试验。结果表明，高锰酸钾对甲壳动物的灭活效果并不理想，当高锰酸钾的投加浓度为0.3 m g/L时，水的颜色已呈粉红色，4h后不褪色。因此，高锰酸钾不适合作为杀灭药剂。
② 氯灭活试验。配制有效氯为1,1.5,2,3m g/L的次氯酸钠溶液，并投加在4个烧杯中进行试验。结果表明，30 min后4个烧杯中的剑水蚤活跃如初，枝角类在氯浓度为2mg/L时开始死亡;90 min后剑水蚤在氯浓度>2m留L时开始死亡，而这时的枝角类已全部死亡;120 min后氯浓度为1. 5 mg/L的剑水蚤仍很活跃，说明氯浓度为1.5 mg/L对剑水蚤不起作用。当氯浓度＞2 mg/L时对剑水蚤的灭活率开始上升，但在氯浓度为3 mg/L时也不能被全部灭活。
③ 氯与氨联用灭活试验。选择投加氯量为2m g/L,按氯与氨的比例为1:1到4:1进行试验。投加顺序为先氯后氨，另配制浓度为1%的氨水溶液。结果表明，30 min后氯氨比为1:1和2:1的烧杯中枝角类全部死亡，对剑水蚤的灭活率分别为60%和40%;氯胺比为3:1和4:1的烧杯中对枝角类的灭活率也达到90%，剑水蚤开始死亡，且远不如单纯氯相同浓度下的活跃;90 min后枝角类全部死亡，剑水蚤也只有少数存活;120 min后剑水蚤和枝角类都全部死亡。试验结果充分表明，绿与氨联用的灭活效果明显优于单纯氯的灭活效果
2 经济成本分析
石家庄市地表水厂设计能力为30x104m3/d，液氯售价为24 00元/t，液氯的售价为160。元/t。若选择投加氯浓度为3 mg/L，则用氯作为杀灭药剂所需费用约为78.84万元/a;氯氨联用药剂选择4:1的比例，所需费用约61.32万元/a，可节省生产成本约17.52万元/a。由此可见，氯与氛联用杀灭浮游甲壳动物不仅效果好于单纯的氯，而且还可节省生产成本