海綿城市中海綿體的蚊幼孳生現(xiàn)狀及成因分析

肖冰 楊銀川 陸昕渝 李欣然 黃民生 尹超 何巖

摘要：海綿城市的建設(shè)是為了解決城市水問題，但由于積水，海綿體中可能伴生著蚊幼孳生的風(fēng)險.為研究海綿體中蚊幼蟲孳生現(xiàn)狀及其成因，為其蚊害防治提供相關(guān)依據(jù)，本研究于2017年3月至2017年11月，對池州市典型海綿體進(jìn)行積水、水質(zhì)和蚊幼監(jiān)測.結(jié)果表明，池州一中雨水濕塘1（溢流口）中水質(zhì)較差（劣V類），積水時間較長（2～3個月），周邊血源充足，天敵缺失，存在蚊幼孳生現(xiàn)象，蚊幼蟲密度在2017年6月至8月分別為1.6條/勺、2.2條/勺、1.0條/勺，勺指數(shù)為100%、50%和20%，存在一定蚊害風(fēng)險，需采取相關(guān)措施.其余海綿體未發(fā)現(xiàn)蚊幼.海綿體建設(shè)可能增加蚊蟲孳生，因此在海綿體的規(guī)劃設(shè)計及運(yùn)行維護(hù)階段都需考慮該風(fēng)險.

關(guān)鍵詞：海綿體;積水;蚊幼孳生;水質(zhì)

中圖分類號：x835 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DoI：10.3969/j.issn.1000-5641.2018.06.013

0引言

為了解決我國城市內(nèi)澇和水質(zhì)污染等城市水問題，2014年10月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》，并于2015年公布了16個試點(diǎn)城市名單，其中池州是海綿工程開展最早、覆蓋率最大的城市之一.

與傳統(tǒng)快排式雨水管理模式相比，海綿城市注重于雨水徑流的源頭調(diào)蓄和污染凈化及水資源的就地利用海綿體是海綿城市系統(tǒng)的基本組成，雨水花園、濕塘、下沉式綠地、植草溝和雨水井等都是典型的城市海綿體.

蚊蟲的一生中有3個階段（卵、幼、蛹）離不開水，其成蟲將卵產(chǎn)于水面，卵在水中孵化、發(fā)育為幼和蛹，然后羽化為成蟲.蚊蟲完成一個生長發(fā)育周期通常需要11～18d左右.在海綿城市系統(tǒng)中，眾多的海綿體分布于城市地表，若其積水時間較長，則海綿體有可能成為蚊蟲的孳生地，影響市民的健康乃至生命安全.

根據(jù)《池州市海綿城市規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》，適合當(dāng)?shù)氐陀绊戦_發(fā)的設(shè)施主要有透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲井、蓄水池和雨水罐等，本文選取池州市（城區(qū)）有蚊幼孳生可能性的典型海綿體為對象，研究這類海綿體中蚊幼蟲的孳生現(xiàn)狀及其成因，旨在為海綿體中蚊害的預(yù)防和控制提供相關(guān)依據(jù)，并為后續(xù)海綿體的規(guī)劃設(shè)計和運(yùn)行管理提供參考.

1材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

池州位于安徽省西南部，長江中下游沖擊平原與丘陵接合部位，是長江南岸重要的濱江港口城市.其地區(qū)降水的年際變化和年內(nèi)分配不均勻，6 9月為汛期且多暴雨，隨之產(chǎn)生的洪水峰高量大，加上內(nèi)河源短流急，河道坡度大，老城區(qū)排水管網(wǎng)多為雨污合流，雨水管網(wǎng)排水能力不足，極易造成城市內(nèi)澇且雨水徑流對周圍水體、水質(zhì)及生態(tài)系統(tǒng)影響較大.同時池州多為剝蝕丘崗、平原及低洼湖盆，湖泊池塘星羅棋布，具有建設(shè)海綿城市得天獨(dú)厚的條件，因此成為海綿城市首批試點(diǎn)之一.池州市內(nèi)河湖水質(zhì)較好，總體可達(dá)地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)規(guī)劃，池州市海綿城市示范區(qū)年徑流總量控制率定為72%，懸浮固體污染物（ss）去除率為40%，為防止城市內(nèi)澇，制定了30年一遇的城市內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)和100年一遇的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，其對應(yīng)的設(shè)計降雨量為24.2mm/d.池州優(yōu)勢蚊種為傳播乙腦的庫蚊和傳播瘧疾的按蚊，池州市所在的安徽省在1998-2002年近10年乙腦發(fā)病趨勢動態(tài)分析中屬于高發(fā)區(qū)范圍，疫情較為嚴(yán)重，主要通過噴灑殺蟲劑進(jìn)行蚊害防治.

通過前期調(diào)研，本研究將采樣點(diǎn)設(shè)于池州市天堂湖新區(qū)的池州一中學(xué)生公寓區(qū)的雨水濕塘（見圖1）和貴池區(qū)的三臺山公園的客水滯留區(qū)（見圖2）.兩處海綿體均已建成并運(yùn)行一年，較為穩(wěn)定.

池州一中的學(xué)生公寓區(qū)總匯水面積達(dá)4.1萬m2，下墊面由綠地、建筑和道路組成，其中，綠地面積較大.改造前，該區(qū)域排水管網(wǎng)為雨污合流，井測量管徑不滿足流量要求.改造后，該區(qū)域綜合雨量徑流系數(shù)僅0.32.其海綿工程采用局部綠化下沉，并設(shè)計綠化廊道，將屋面、道路雨水和籃球場排水引入綠化帶，經(jīng)過綠化帶內(nèi)設(shè)置的旱溪礫石過濾系統(tǒng)匯入雨水濕塘，同時增加了DN600雨水排水管網(wǎng)，將溢流雨水通過管網(wǎng)排入清溪河.

三臺山公園為山地開放公園，占地面積14.8萬m2，山體覆蓋率達(dá)90%，具有較好的雨水涵養(yǎng)本底.海綿工程建設(shè)后，三臺山公園年徑流控制率為83%，降雨控制深度為37.2 mm.本研究采樣區(qū)域為三臺山公園東北角的客水滯留區(qū)，既有硬質(zhì)結(jié)構(gòu)的景觀水池，又有卵石鋪設(shè)的旱溪，還有雨水濕塘，將周邊雨水組織匯入，實(shí)現(xiàn)徑流的調(diào)蓄和凈化并補(bǔ)充景觀水.

兩個采樣地分別屬于校園公寓區(qū)和公共綠地，具有較大的人口密度和人流量，為蚊蟲提供充足血源，且植被蓋度大，海綿體多，有可能為蚊蟲孳生提供良好的條件.

1.2研究方法

采樣時間為2017年3-11月（長三角地區(qū)蚊蟲生長繁殖季節(jié)），采樣地點(diǎn)為池州一中學(xué)生公寓區(qū)的6個雨水濕塘和2個雨水井，以及三臺山公園1個景觀水池和3個雨水濕塘（合計12個）.每月采集一次水樣進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，并根據(jù)《病媒生物密度監(jiān)測方法蚊蟲》（GB/T23797 2009）采用標(biāo)準(zhǔn)勺捕法采集蚊幼，現(xiàn)場計數(shù)，實(shí)驗室培養(yǎng)鑒定.于2017年5月至12月每周現(xiàn)場記錄各海綿單體的積水深度.對積水情況、水質(zhì)及蚊幼蟲的監(jiān)測結(jié)果開展分析，探討海綿體中蚊幼蟲孳生的相關(guān)機(jī)制.

2研究結(jié)果及討論

2.1海綿體積水情況及其分類

由于蚊幼需要在水中生長發(fā)育，一旦水體干涸，蚊幼就會死亡，因此積水時間是影響蚊幼生長發(fā)育以及成蚊密度的重要參數(shù)本研究根據(jù)每周測量的海綿體積水深度（見圖3和圖4），將上述12個海綿體分為長期積水（整年積水）、半長期積水（積水時間為2～3個月）以及短期積水（積水時間為0～3周）3種類型.

海綿體積水情況分類結(jié)果：①長期積水型，三臺山公園景觀水池;②半長期積水型，池州一中雨水濕塘1（溢流口）、池州一中雨水井2、三臺山公園雨水濕塘1和三臺山公園雨水濕塘3;③短期積水型，池州一中雨水濕塘3—8、池州一中雨水井4和三臺山公園雨水濕塘2.

在短期積水的海綿體中，池州一中雨水濕塘3—8和雨水井4僅在3月份和6月份存在積水，其他時間均無積水，這種情況不利于蚊幼孳生，因此后續(xù)分析中未將這些樣點(diǎn)考慮在內(nèi)（海綿體由12個減少到6個）.

2.2海綿體水質(zhì)情況及其分析

計算6個海綿體2017年3 11月份水質(zhì)指標(biāo)：總磷（TP）、氨氮（NH+4一N）、總氮（TN）、五日生化需氧量（BOD5）和高錳酸鹽指數(shù)（cODM。）的年平均值，根據(jù)國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838 2002），對各海綿體的積水水質(zhì)進(jìn)行模糊綜合評價，根據(jù)加權(quán)平均綜合評價原則得到水質(zhì)類別（見表1）.

根據(jù)水質(zhì)評價結(jié)果，池州一中雨水濕塘1（溢流口）的綜合水質(zhì)最差，屬劣V類，主要污染因子是氨氮.池州一中雨水濕塘1（溢流口）處為半長期積水，即降雨后雨水積滯時間為2～3個月，但積水深度較淺（平均深度9.57 cm）.采樣期間觀察到該海綿體中有一些食品包裝袋等生活垃圾，雨水將污染浸出流入雨水濕塘，造成水質(zhì)的惡化.其他海綿體的水質(zhì)均能達(dá)到II-Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，主要污染因子均為高錳酸鹽指數(shù).

池州一中雨水井2為半長期積水，積水深度較大，且井壁為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要通過管道排水，透水性差，隨著降雨量增大對污染具有一定的稀釋作用，因此水質(zhì)較好，為Ⅲ類.

三臺山公園景觀水池為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，長期持水，池中有盆栽的睡蓮等植物，還有放養(yǎng)的魚類等水生動物.由于地處開放公園，周圍嬉戲游客較多，容易對水池造成人為污染，比如垃圾隨意丟棄、兒童隨地大小便等，但由于水池較大，對污染具有較強(qiáng)的緩沖作用，同時，景觀水池中的水通過泵提升至生態(tài)濕地，再經(jīng)濕地流入景觀水池形成水循環(huán)，對池中污染物有較好的凈化作用.

三臺山公園濕塘1 3由于接納的主要是雨水和地表徑流，且周圍有綠地作為緩沖帶，對地表徑流具有一定的凈化作用，因此水質(zhì)均達(dá)到Ⅱ-Ⅲ類.

2.3海綿體中蚊幼孳生狀況及其分析

蚊蟲生長于水體中，積水成為它們孳生的必要條件，同時也是制約因素.

采樣期間，6個長期和半長期積水的海綿體中，僅在池州一中雨水濕塘1（溢流口）中采集到蚊幼（9個月中有3個月發(fā)現(xiàn)蚊幼），根據(jù)《病媒生物密度控制水平蚊蟲》（GB/T 27771-2011）的定義，計算其蚊幼勺指數(shù)、蚊幼蟲密度和成蚊率（見表2）.其蚊幼蟲密度均低于5條/勺，但勺指數(shù)均高于3%，未達(dá)到國家衛(wèi)生城市滅蚊考核標(biāo)準(zhǔn).可認(rèn)為該海綿體具有一定的蚊害風(fēng)險.

現(xiàn)場采集的蚊幼經(jīng)實(shí)驗室培育后鑒種，結(jié)果均為淡色庫蚊.

淡色庫蚊在水中生長繁殖，污水中溶解態(tài)和顆粒態(tài)食源豐富，可為蚊卵孵化和幼蟲生長發(fā)育提供營養(yǎng)，但污染過重的水體其表面易形成水膜，阻礙蚊幼呼吸，乃至造成死亡

雌蚊需要吸食血液，利用血液中的蛋白質(zhì)促進(jìn)卵巢發(fā)育，產(chǎn)卵地一般選擇在離血源較近的積水環(huán)境中，因此在相同的積水環(huán)境下，住宅區(qū)的蚊蟲密度要高于綠地環(huán)境.

淡色庫蚊幼蟲生存環(huán)境的pH值和溶解氧（DO）濃度范圍較大.蚊幼蟲腸道前半部分呈堿性（pH值在10.5～11.5之間），而其他大部分器官均處于中性[111，因此在弱堿性水體中對藻類的攝食較快，但在高堿性水體中難以適應(yīng)生存.本研究中各海綿體水體的pH平均值為8.78～0.47，屬于偏堿性水體，其中，池州一中雨水濕塘1的pH值最小，平均為8.22.由于淡色庫蚊的幼蟲通過尾部呼吸管浮于水面，呼吸空氣，因此水中的DO水平對蚊幼生長主要為間接影響：水中DO濃度高低與藻密度有關(guān)，而浮游藻可以作為蚊幼的食源，對蚊幼的生長發(fā)育有一定影響.

池州一中雨水濕塘1（溢流口）不僅積水時間較長，污染嚴(yán)重，并且周邊有豐富的血源、水中有充足的食源，這可能是其出現(xiàn)蚊幼孳生的主要原因.與之對比，其余5個海綿體或水質(zhì)較好，或血源相對不足（如三臺山公園的海綿體），或天敵（魚、蝦、蛙等）較多，造成蚊蟲的產(chǎn)卵量少，或者，蚊幼難于生長發(fā)育以及剛剛孵化出就被天敵捕食.

池州一中雨水濕塘1（溢流口）中6月份蚊幼密度大于8月份，可能的原因為：①氣溫，低溫和高溫都是蚊幼繁殖的限制因素，淡色庫蚊蚊幼最適宜生存的氣溫區(qū)間為19～28°c，6月份氣溫在19～29°c，較適合蚊幼生長，而到了8月份，最高溫上升至35°c，造成蚊蟲密度下降;②降雨，長時間連續(xù)降雨及劇烈降雨均會減少蚊蟲的孳生，一方面由于水面的劇烈波動會阻礙蚊蟲產(chǎn)卵，另一方面也會對蚊幼造成機(jī)械性損傷.2017年6月13日為雷陣雨，之后連續(xù)5日均為多云天氣，降雨為蚊幼的孳生提供了積水，而后的多云天氣又為蚊卵的孵化提供了有利條件，而2017年8月份采樣前僅有兩天為多云，其他均為劇烈降雨天氣，容易造成蚊幼死亡;③水質(zhì)，根據(jù)2017年8月份的水質(zhì)數(shù)據(jù)可知，其氨氮濃度過大，達(dá)到了9.44mg/L，遠(yuǎn)超地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對蚊幼產(chǎn)生一定的毒害

3結(jié)論與展望

（1）積水時間是影響蚊蟲生長發(fā)育的重要參數(shù).長期積水型海綿體（三臺山公園景觀水池）中蚊蟲天敵較多，對蚊幼的生存具有較大威脅，短期積水型海綿體（池州一中雨水濕塘3-8、池州一中雨水井4和三臺山公園雨水濕塘21由于積水時間過短，很快干涸，均不利于蚊幼生長.而半長期積水型海綿體（池州一中雨水濕塘1（溢流口）、池州一中雨水井2、三臺山公園雨水濕塘1、三臺山公園雨水濕塘3）積水時間較長，加上天敵的缺失，存在蚊幼孳生的可能性，但是否有蚊幼孳生還要考慮其水質(zhì)、血源等條件.

（2）池州一中雨水濕透1（溢流口）中存在蚊幼孳生現(xiàn)象，主要原因為其積水時間較長，水質(zhì)污染嚴(yán)重（劣V類），成蚊血源充足，蚊幼食源充沛，且無天敵捕食.由于氣溫、降雨等氣象條件及水質(zhì)狀況的影響，蚊幼密度隨之改變，2017年6月至8月蚊幼蚊幼蟲密度分別為1.6條/勺、2.2條/勺和1.0條/勺，但勺指數(shù)為100%、50%和20%，存在一定的蚊害風(fēng)險.而其余海綿體水質(zhì)較好（II-IV類），缺少蚊幼生長所需營養(yǎng)和有機(jī)物，或天敵較多，或血源相對不足，影響了蚊卵的孵化及幼蟲的生長發(fā)育.

（3）積水時間較長、水質(zhì)較差、周圍血源豐富且水生生物缺乏的海綿體應(yīng)為蚊害防治的重點(diǎn)對象.為了減少蚊媒疾病傳播風(fēng)險，應(yīng)針對這類海綿體開展控蚊滅蚊措施：蚊幼孳生的根本原因是海綿體積水，因此可通過對土壤進(jìn)行翻耕或?qū)⑼寥琅c孔隙率較大的基質(zhì)混合鋪設(shè)在海綿體中，增加海綿體滲透性，減少蚊幼孳生;定期清理海綿體中垃圾，營造清潔環(huán)境，避免水質(zhì)受污染;海綿體中可種植具有驅(qū)蚊效果的植物（如薄荷等），凈化水質(zhì)的同時抑制蚊蟲產(chǎn)卵，減少誘蚊植物的種植;根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件適當(dāng)投加蜻蜒幼蟲等蚊幼的天敵;在蚊蟲孳生高峰期，蚊幼密度過大時，可使用化學(xué)殺蟲劑作為應(yīng)急措施，但由于化學(xué)殺蟲劑長期使用對環(huán)境和生態(tài)具有較大的危害且會使蚊蟲產(chǎn)生抗藥性，為長效滅蚊可使用生物殺蟲劑（如細(xì)菌制劑）;海綿體周圍可放置滅蚊燈減少成蚊數(shù)量.