南水北调工程对血吸虫病传播影响研究进展

黄殷殷 张世清 操治国 王毓洁 汪天平

水资源是十分重要的自然资源，我国人均水资源匮乏，整体空间上有分布不均匀的情况，呈现南方水多、北方水少的特点。其中，黄淮海三河流域及西北内陆地区的水资源资源仅占全国的12%，而总面积则占全国的50%，该区域水资源的匮乏严重制约了其经济发展［1］。同时，我国的水资源受降水影响较大，年内和年间也有较大的波动，在连续干旱的时候，水资源匮乏的地区更面临着更严峻的挑战。为合理开发利用我国水资源，改善和修复北方水资源缺乏地区的自然环境，促进国民经济健康持续发展，20世纪50年代我国便提出了“南水北调”的设想，经几十年的研究和规划，最终形成了南水北调东线、中线、西线三条工程线路，将实现与长江、黄河、淮河、海河四条河流构成“四横三纵”的水网布局［2］。

血吸虫病是严重危害人民群众身体健康和经济社会发展的寄生虫病。血吸虫病的传播离不开水，因兴修水利等原因引发的水环境改变可能会导致中间宿主螺类扩散和血吸虫病蔓延。经过半个多世纪的不懈努力，目前我国血吸虫病疫情已降至历史最低水平。然而，作为一项浩大的水利工程，南水北调工程的建设和运行可能引起的生态环境变化，是否会导致钉螺随调水北移，使已达到传播阻断的工程沿线地区疫情回升？或使非流行地区成为新的钉螺孳生地，进而将血吸虫病流行范围向北方扩散蔓延？为此，学界开展了大量的调查研究工作。

一、南水北调工程概况

（一）东线工程

南水北调东线工程自2002年正式启动，其从扬州附近长江干流取水，地处江苏省江都市境内的江都水利枢纽是南水北调东线工程的源头，在扬州到天津段京杭大运河的基础上进行扩建，并利用与其平行的部分河道逐级提水北送，连通洪泽湖、骆马湖、南四湖和东平湖，随后分水两路，一路向北穿黄河后自流到天津，全长1 156 km；另一路向东经新辟的胶东地区输水干线接引黄济青渠道，向胶东地区输水，全长701 km。东线工程经北京、天津、河北、山东、安徽和江苏六个省（直辖市），供水区内分布有淮河、海河、黄河流域的25座地市级及其以上城市。此外，南水北调东线相关工程还包括安徽省内引江济淮工程。

（二）中线工程

南水北调中线工程自2003年正式启动，从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水，沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后，经黄淮海平原西部边缘在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河，继续沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津，全长1 276 km。另外，为了弥补丹江口调水后汉江下游水量减少的问题，中线工程还同步实施了引江济汉、兴隆水利枢纽、改（扩）建闸站、整治局部航道四项补偿工程。

（三）西线工程

西线工程从长江上游通天河、雅砻江和大渡河上游引长江水入黄河上游，主要解决青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西和山西六个省份的缺水问题，结合兴建黄河干流的大型水利工程，还可向邻近黄河流域的甘肃河西走廊供水。

二、南水北调工程沿线血吸虫病流行概况

南水北调工程沿线原血吸虫病流行地区为东线工程江苏段的里下河地区、引江济淮工程的长江至巢湖段和中线引江济汉补偿工程中的湖北四湖地区，西线工程沿线无血吸虫病流行［3～10］。

南水北调东线工程江苏段血吸虫病流行地区南经里运河及三阳河至长江取水口；北至宝应里运河的黄埔渡口，也是我国血吸虫病流行区的最北界（北纬33°15′）；西至金湖县洪泽湖三河闸附近；东至南运河闸入里运河。其南端取水口江都市和其干渠途径的高邮市、宝应市等历史上均为血吸虫病流行区，江苏宝应以北历史上则都无钉螺分布，均为血吸虫病非流行区［3～5］。

引江济淮工程的两个引水口无为县凤凰颈和芜湖市裕溪河口均位于血吸虫病流行区，螺情与病情都相对较为严重，且菜子湖、白荡湖及凤凰颈三条引水线路的引水口三条线路的长江至巢湖段均经过血吸虫病流行区或历史流行区，其中无为县、枞阳县、居巢区（现巢湖市）等都曾是我国血吸虫病重度流行区之一。血吸虫病疫情随着调水线路逐渐减轻，入巢湖段、巢湖及巢湖至淮河段均为血吸虫病非流行区，目前没有钉螺分布［6，7］。

南水北调中线工程的取水口及输水干线沿线均无血吸虫病流行，但其引江济汉补偿工程的上游处于沮漳河水系的下游，沮漳河水系是湖北省血吸虫病流行区的上游，也是引江济汉工程中可能造成钉螺扩散的源头。工程经过的荆州区渠乡镇均为血吸虫病流行区或历史流行区，经过的港南渠、港北渠、港总渠和红卫渠均有钉螺分布，其他区域和水系则均为血吸虫病非流行区［8～10］。

三、南水北调工程对血吸虫病流行的影响

钉螺作为日本血吸虫病的唯一中间宿主，其分布决定了血吸虫病的流行分布，钉螺扩散也就意味着存在血吸虫病扩散的风险。因此，南水北调工程对血吸虫病流行的影响取决于工程引起钉螺扩散风险的大小以及北扩钉螺能否正常生存繁殖并传播血吸虫病。

（一）南水北调工程引起钉螺扩散风险分析

钉螺的扩散方式主要有自主爬行、以悬移质或推移质形式随水流迁移、吸附漂浮物迁移以及人为携带等方式，其中钉螺通过自主爬行迁移距离十分有限，其远距离迁徙的主要方式是通过吸附漂浮物迁移［11，12］。南水北调工程的实施，改变了相应河段的水文情势，造成了钉螺扩散的风险。其中，河道漂浮物携螺扩散的风险较大；此外，工程中土壤运输和渔业生产等人为活动也有造成钉螺扩散的潜在风险。

1.河道漂浮物携螺扩散

2006年，选择江都泵站前江都西闸外和芒稻河宁通公路段为监测点，对每月水面漂浮物携带钉螺情况进行调查，调查方法采用网捞法捞获河道内漂浮物，再用淘洗过筛法观察吸附钉螺数，每个监测点监测面积为6 000 m2。其中，江都西闸外2006年共打捞漂浮物62.85 kg，检获钉螺共6只，芒稻河宁通公路点共打捞漂浮物84.70 kg，检获钉螺156只，平均为1.842只／kg。此外，于2005年6～9月，每月对江都站拦污栅栏拦截的漂浮物携带钉螺情况进行抽样调查，共检查漂浮物173.2 kg，发现其他螺156只，未发现钉螺。监测结果表明，汛期钉螺可以吸附在漂浮物上随着水流漂流扩散［13］。

2006～2009年，选择里运河高邮界首渡口、金宝航道退水闸段及新通扬运河宜陵河口三处监测点，在6～9月每月采用网捞法和稻草帘诱螺法进行漂浮物和水体钉螺监测。四年共打捞漂浮物2 824 kg，检获其他螺2 018只，未发现钉螺；共投入稻草帘880块，检获其他螺19 994只，在新通扬运河宜陵河口检获钉螺456只，其他两处监测点未检获钉螺［3］。

2.土壤运输引起钉螺扩散

2006～2009年对南水北调东线工程引水口江都泵站消力池滩地定点监测发现，2006年秋季在3号与4号泵站间的消力池滩地有低密度、小范围钉螺孳生，钉螺面积为2 530 m2，而自2005年江都站前引河开展硬化护砌工程后，2005年秋及2006年春在该处未发现钉螺（此前有钉螺孳生）。同时发现此处堆积有遗弃的泵站前引河建筑垃圾，根据多年连续监测结果推测，该处钉螺是由于建筑垃圾携带扩散所致。此后，未对该处有螺环境进行灭螺处理，连续定期监测未发现钉螺继续扩散，未发现感染性钉螺［4］。

3.渔业生产携带钉螺扩散

南水北调不仅有调水的作用，还具有航运的功能，多条航道都为我国水上运输的黄金航道，同时工程干线河道及毗邻相关湖泊也是渔业生产的重要场所，如高邮市的高邮湖、邵伯湖与东线工程高邮段输水干线相邻，且有钉螺孳生，存在通过渔业生产等携带方式对输水干线造成钉螺扩散的潜在风险。2010年对南水北调东线工程高邮段、江都段及周边的高邮湖、邵伯湖等相关水域开展渔船调查，调查渔船163条（159条从事捕鱼生产，4条从事鱼虾贩运），其中156条常年经过有螺水域，所有渔船船体内外均未发现钉螺［14］。2008年长江汛期的8～9月对南水北调中线工程沮漳河临江寺出水口及附近水域当地船只进行调查，共调查22艘（木制渔船18艘、铁渡船4艘），均未发现有钉螺吸附，但发现船舷两侧吸附有大量的其他水生螺类［8］。

（二）扩散钉螺能否在原无钉螺分布地区孳生

钉螺的生长繁殖与土壤pH、温度、湿度以及土壤中有机质、腐殖质等的含量都有关，钉螺适宜的生存和繁殖温度为20～25℃，在低于0℃的环境仅数小时即死亡［15］。

1.钉螺难以在北纬33°15′以北地区生存繁殖

为了解钉螺移至北纬33°15′以北地区，能否生存繁殖从而产生新的有螺区，有研究选择山东济宁（35°23′）、徐州岱山（34°21′）及镇江（32°10′）三处，采用定量笼养的方法，将幼螺放置在可保持稳定水位的水塘边，经12～24个月后，济宁钉螺死亡率高达95%～100%，徐州岱山为75%～90%，而对照点镇江则仅为30%左右。济宁钉螺的产卵量和卵孵化率都仅为镇江的1／3，幼螺成活率为0；徐州岱山的产卵量、卵孵化率、幼螺成活率均明显低于镇江。证明我国北纬35°23′以北地区为钉螺的非孳生地，35°23′～33°15′地区为钉螺的非适宜孳生地［16］。

取长江南京段江滩钉螺，在南水北调东线途径的微山湖北邻——济宁设点，选无污染的养鱼场作为实验现场，采用笼养的方式，经过3、6、9、15和18个月的放养，观察钉螺的死亡率、产卵量和孵化率，并用光镜和电镜结合方式观察在济宁放养6个月后的钉螺。研究发现，经过一个冬天后（放养6个月），钉螺死亡率达到35.33%；9个月后，钉螺死亡率达到95.18%；18个月后，钉螺死亡率达到100%。每对钉螺平均产卵量为15.93个，孵化率为32.5%，但孵出的幼螺无法正常发育为成螺，5个月内死亡。光镜下济宁放养钉螺与对照组（镇江钉螺）相比，卵巢和睾丸出现萎缩、生殖细胞减少［17］；电镜下可见济宁放养钉螺睾丸内精子数量明显减少，同时精子出现不同程度的畸形。进一步采用组织化学和酶组织化学的方法对济宁放养钉螺的雌雄生殖腺进行观察，发现济宁雄性钉螺睾丸中糖原、DNA、细胞色素氧化酶、5′-核苷酸酶和乳酸脱氢酶含量或酶活性低于对照组，琥珀酸脱氢酶则明显高于对照组；雌性钉螺卵巢中糖原、组蛋白含量和酶活性均较对照组钉螺有明显降低，这些参与生殖细胞形成、成熟的一系列有关组织化学成分或酶活性的改变，使得钉螺繁殖能力下降。这一结果也同样说明钉螺不能在济宁地区正常生存繁殖［18］。

此外，还有研究进一步对人工北移传代钉螺对血吸虫的易感性进行了观察。结果表明，钉螺与毛蚴比例分别为1∶5、1∶20和1∶40时，北移至徐州岱山的第3代子螺感染率与镇江高姿的第3代子螺感染率无明显差异，说明在非适宜孳生地钉螺的生存能力虽然有所下降，但仍保持对血吸虫的易感性［19］。还有研究发现，将南水北调东线干渠南端取水口的感染性钉螺放在微山湖区逸蚴，放入小白鼠和家兔进行疫水接触，感染后第5周，在所有存活的小白鼠体内均能收集到虫体，肝脏还发现有血吸虫虫卵结节；感染后第7周，感染的3只家兔粪便毛蚴孵化法均为阳性，且体内有大量雌雄合抱的日本血吸虫成虫［20］。研究结果表明，在非适宜生存环境，毛蚴感染的钉螺可以逸出尾蚴并感染动物宿主。

2.南水北调工程水道不存在“冬陆夏水”的环境

钉螺为水陆两栖动物，水对钉螺的分布、生长、发育和繁殖都有较大的影响，江湖滩地区的“冬陆夏水”或内陆水网地区的“干湿交替”环境有利于钉螺的生长繁殖，常常成为钉螺的孳生地。既往研究发现，长期水淹可导致成螺死亡率增高［21］；冬季水淹可使钉螺产卵量减少1／2以上，卵孵化率可下降约1／3［22］；春季水淹会导致螺卵卵胚发育迟缓，出现大量畸形胚胎，甚至螺卵大量死亡。长期特别是冬春季持续高水位不利于钉螺的繁殖［23］。

选择东线工程源头的江都水利枢纽泵站的消力池和滩地作为观察点，了解江都水利枢纽的调水运行情况，并对高水位运行前后江都泵站消力池和滩地钉螺进行定期调查。研究发现，抗旱连续抽调江水的情况下，2010年11月至2011年7月江都泵站处于高水位运行状态，跨越了秋、冬、春季，覆盖了钉螺繁殖的主要阶段。高水位运行前，江都泵站消力池3号有螺滩地的2010年春季钉螺密度为0.856 0只／0.1m2，高水位运行后，2011年秋钉螺密度下降为0.015 3只／0.1m2。这一结果也表明钉螺主要繁殖阶段冬春季的持续高水位运行，严重影响了钉螺的交配、产卵和生存［24］。

调查南水北调东线一期工程实施前后调水量及水流水势发现，调水量主要在枯水期，即每年的10月至次年的5月，可占全年的78.51% ～92.36%，同时输水河道输水水位基本不变［25］。也就意味着枯水期也就是冬春期，工程输水河道的水位较之前提高，水位也相对稳定，输水干线缺乏“冬陆夏水”或者“干湿交替”的生态环境，不利于扩散钉螺的生长繁殖。

3.钉螺在巢湖的生存繁殖能力

巢湖位于安徽省的中部，是我国五大淡水湖之一，也是引江济淮工程的途径之处。巢湖与血吸虫病流行区相毗邻，但巢湖湖区从未发现有钉螺［26］。为了解引江济淮工程一旦引起钉螺扩散，扩散至巢湖的钉螺能否在湖区生存繁殖，研究人员分别在巢湖湖区和工程取水口附近的无为县选择观察区，采用螺笼放养试验，观察钉螺生存繁殖情况，发现放养后14个月内，两地的钉螺存活率差异无统计学意义，且两地均检获了一代钉螺和二代钉螺，螺口数也都呈上升趋势［27］；采用现场生态模拟实验，发现放养后6个月内，两地钉螺存活率同样无明显差异，同时也都收获了子代钉螺［28］。结果表明，一旦钉螺扩散到巢湖，巢湖可以成为新的血吸虫病流行区。

4.气候变暖对钉螺扩散的影响

由于温室效应、气候变暖，北纬33°15′以北地区气温可能会达到适宜钉螺生存的温度，一些学者担心随着气候变暖，南水北调将会导致钉螺北移［29～31］。

收集南水北调沿线天津、德州、济南、兖州、徐州、淮安和盱眙气象站（其中6个气象站维度在北纬33°15′以北）1960～2011年气象数据资料，利用钉螺和日本血吸虫有效积温（SDT）模型、血吸虫病气候-传播模型［32］计算钉螺和日本血吸虫的年有效积温（ET）。结果显示，钉螺和日本血吸虫ETs／SDTs比值均＞1，即日本血吸虫在该积温条件可以完成生活史［33］。

然而，多年以来我国北纬33°15′以北地区从未有钉螺孳生的报道，这可能是由于钉螺孳生条件与多种因素密切相关，除温度外，还有水分、土壤、植被、光照等其他条件要求。有研究发现南水北调东线降水量有随着气温升高而减少的趋势，年降水量不足则无法满足钉螺生长的需要［34］。有关气候变暖对钉螺扩散的影响尚待进一步结合其他环境因素深入研究。

四、防止血吸虫病流行的对策与措施

大型水利工程可能造成生态环境的改变，引起钉螺扩散，造成血吸虫病疫区扩大和疫情加重，国内外水利工程因没采取科学有效的防治措施导致血吸虫病流行的情况屡见不鲜［35～37］。如埃及Aswan水库造成了水泡螺大范围扩散，血吸虫病人群感染率大幅度上升［35］；安徽省泾县陈村水库灌区，由于施工期间未规范有螺区取土，造成钉螺扩散，干渠和支渠内钉螺孳生［36］。另外还有苏丹Gezira水利工程、肯尼亚Mwea水利工程、四川丹棱县修建水库等，均造成了不同程度的血吸虫病扩散或疫情加重。因此，在实施南水北调工程建设时，必须制订相应的对策与措施，防止工程引起的钉螺扩散，控制血吸虫病流行。

1.钉螺控制

有效控制工程造成的钉螺扩散可大大降低血吸虫病流行的风险，钉螺控制主要包括以下两个方面。

（1）控制源头钉螺

南水北调东线工程南端取水口及江苏段输水干渠、引江济淮三条线路的引水口以及南水北调中线引江济汉补偿工程的上游均为血吸虫病流行区，有钉螺孳生。控制住源头的钉螺是防止钉螺扩散的关键。根据不同的地理环境，综合治理，采用药物灭螺结合环境改造如翻耕套种、硬化护坡、吸淤填沙、水源区保芦沙埋灭螺等方式，杀灭源头钉螺，消除钉螺孳生的环境，实现有效控制输水路线源头地区的钉螺［29，38］。

（2）控制供水区钉螺

在取水口上游设置隔栅措施，拦截上游漂浮物，防止钉螺通过漂浮物扩散，定期对拦截的漂浮物进行检查［9］；加设中层取水拦螺网，在拦网的中下部开设过水口，对水流进行消能，在保证水流量的同时可有效阻止钉螺通过水泵抽吸进入水道［39］；沉砂池中间加建沉螺池，使钉螺沉降于沉螺池，采用药物杀灭；工程全面硬化输水渠道，并在主干线相邻湖区养殖区设置拦螺网，防止钉螺互相交叉扩散［40］；合理缩小工程中船闸闸门宽度，减少因水流和风力带入的漂浮物，降低钉螺扩散的可能；在血吸虫病流行区工程段施工取土和开挖弃土时，应严格按照规范处理表层土，并采取相应的灭螺措施，规范有螺区的取土处理［9］。

2.加强传染源管理

工程实施工程中，推进血吸虫病流行区实施改水改厕，必要时可对血吸虫病流行区的渠道进行隔离，防止疫水向工程渠道排涝；禁止在工程渠附近家畜放牧，防止病畜粪便污染渠道，同时加强工程沿线地区家畜病情监测及野粪监测［8］。

3.加大螺情和病情监测力度

调水期间定期对疫区漂浮物进行抽查，了解钉螺携带情况，定期在工程干渠沿线设点查螺，及时掌握钉螺迁移扩散情况，若发现钉螺，便及时进行灭螺；定期对工程沿线疫区进行查治病，对原发血吸虫病例应进行个案追踪调查，明确其感染地点及途径，并及时给予治疗［41］。另外，还将地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术应用于血吸虫病疫情监控，直观了解血吸虫病的分布现状，实现血吸虫病防治信息的现代化管理［42～44］。

4.加强宣传教育

在南水北调工程途径地区尤其是血吸虫病非流行区居民中进行血吸虫病健康教育及健康促进活动，使他们了解血吸虫病感染途径和预防知识，提高自我防护意识，从而改变不良卫生习惯，可有效降低血吸虫感染的风险，防止血吸虫病的蔓延扩散。

五、结语

南水北调工程是21世纪我国最为宏伟的水利工程，工程涉及区域广、运作时间长，不可避免会对沿线生态环境造成一定的影响，加大部分传染病及寄生虫病流行扩散的风险。研究表明，南水北调工程有引起钉螺扩散的可能，如不采取有效措施，极有可能造成血吸虫病的流行。

南水北调东线工程江苏段的里下河地区为血吸虫病流行区，为防止工程引起的血吸虫病扩散，在工程实施前期进行了血吸虫病传播风险的评估，并在工程实施中结合血防工程，采取相应的干预措施，大大降低了钉螺扩散的风险。目前，东线一期工程已全面通水五年，对工程区血吸虫病进行监测，未发现工程区有血吸虫病扩散，钉螺面积和人畜血吸虫病感染也均得到了有效控制。中线工程取水口及输水干线均为非血吸虫病流行区，但其引江济汉补偿工程的上游为血吸虫病流行区，仍有可能造成钉螺扩散，中线一期工程目前也已全面通水四年，未出现工程造成钉螺扩散的报道，但今后仍需加强监测。西线工程沿线为非血吸虫病流行区，不存在工程造成血吸虫病流行的可能。

此外，安徽省内南水北调相关的引江济淮工程的引水线路中仅巢湖和巢湖至淮河段为非血吸虫病流行区，引水口及长江至巢湖段引水线路的螺情及病情都较为严重。从引水方式来看，工程采用自流或抽引的方式，自流引水有可能讲引水口及工程沿线的钉螺带入巢湖湖区，更容易造成钉螺随水系迁徙。整个工程都在北纬33°15′以南，且有研究证明钉螺可以在巢湖湖区生存并繁殖，一旦工程引起钉螺扩散，钉螺可以在工程沿线生存繁殖。因此，引江济淮工程引起钉螺扩散的风险相对更大，在建设运行期间应采取相应的防护措施，同时需要加大监测力度，一旦发现钉螺扩散，及时处理，大大降低工程造成血吸虫病流行的可能。

未来仍需加强工程沿线血吸虫病流行区如东线工程江苏段的里下河地区、引江济淮工程的长江至巢湖段和中线引江济汉补偿工程中的湖北四湖地区的疫情监测预警工作，密切关注血吸虫病流行情况，同时要做好健康教育、环境改造等防控措施，才能防患于未然，保障工程沿线人民群众身体健康。