在我国南方地区,臭氧-活性炭饮用水处理系统中无脊椎动物孳生繁殖问题越来越受到关注。无脊椎动物的大量繁殖不仅影响饮用水的感官、产生嗅味,同时存在潜在的致病风险,因此,如何有效的控制无脊椎动物在水处理系统中的生长繁殖,降低生物风险是目前臭氧-活性炭水厂亟待解决的问题。本研究选取南方地区A、B两个典型臭氧-活性炭深度处理水厂,采用现场调查和中试模拟研究方法,通过对饮用水处理系统各个环节中无脊椎动物群落结构特征的研究,分析了影响无脊椎动物繁殖和穿透的原因,并提出常规处理和活性炭池中控制无脊椎动物繁殖的有效措施。研究结果显示:南方水库型水源中无脊椎动物种类多,密度高,分布在水处理系统各个工艺环节。调查发现,原水中共有无脊椎动物49种(已定种),其中轮虫、枝角类和桡足类为优势类群。经过常规工艺处理后无脊椎动物种类数大幅下降,A水厂降为29种,B水厂降为15种。常规工艺出水经深度处理后,无脊椎动物种类变化不大。原水中无脊椎动物主要为热带和亚热带常见广栖性种类,经过水处理工艺后,主要为底栖性种类,如猛水蚤、单趾轮虫、腔轮虫等。常规工艺出水中无脊椎动物种类组成和密度变化对深度处理系统(活性炭池)中无脊椎动物生长、繁殖和穿透情况有重要影响,底栖性的无脊椎动物如猛水蚤等更容易在活性炭池中大量繁殖。设施和管理不完善的常规处理系统可能导致无脊椎动物大量生长繁殖,沉淀池是常规处理阶段无脊椎动物生长繁殖的最主要场所。无脊椎动物在炭池中大量繁殖。经活性炭过滤后,A水厂桡足类丰度增加了1.85倍,B水厂水中轮虫丰度增加了22.4倍,同时,A水厂炭池出水无脊椎动物密度高达286ind./m3,超过了饮用水的危机限值250ind./m3。无脊椎动物在生物活性炭池中的生长规律符合罗伦斯(Lorentz)分布模型,其丰度峰值的时间和数量与生物的种类和活性炭类型有关。同时,无脊椎动物的生长呈现明显的季节性变化趋势。活性炭池中无脊椎动物群落演替的顺序为:滤食性无脊椎动物(枝角类)→小型无脊椎动物(轮虫)→大型无脊椎动物(桡足类)→耐污性无脊椎动物(寡毛类和线虫)。这一发现对于生物活性炭池无脊椎动物控制具有重要意义。除枝角类以外(P>0.05),其他无脊椎动物丰度与水温显著相关(P<0.05)。化学预氧化灭活是控制无脊椎动物在常规处理系统生长、繁殖和穿透的最有效措施。二氧化氯和氯是常规工艺无脊椎动物灭活的适宜药剂,在纯水介质中,2.0mg/L的氯和1.0mg/L的二氧化氯,暴露1h以上时,能完全灭活剑水蚤和象鼻溞?捎煤人闯逑词强刂苹钚蕴砍匚藜棺刀锷ぁ⒎敝澈痛┩?最简单、有效的控制方法,余氯浓度以3mg/L为宜。但当生物大量繁殖,反冲洗不能有效控制时,可采用高浓度食盐水对炭层进行浸泡应急处理,食盐浓度以20g/L为宜。炭层下300mm的砂垫层能够有效降低生物活性炭池无脊椎动物的穿透。本研究提出的无脊椎动物生长繁殖控制方法为保障臭氧-生物活性炭工艺应用的生物安全性提供了有力的理论指导和技术支持。