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[科普中國]-赤潮

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赤潮(harmful algal bloom, HAB),又稱紅潮,國際上也稱其為“有害藻類”或“紅色幽靈”。是在特定的環(huán)境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細(xì)菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。赤潮并不一定都是紅色,主要包括淡水系統(tǒng)中的水華,海洋中的一般赤潮,近幾年新定義的褐潮(抑食金球藻類),綠潮(滸苔類)等。

“赤潮”,是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的一種異常現(xiàn)象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定環(huán)境條件下爆發(fā)性地增殖造成的。海藻是一個龐大的家族,除了一些大型海藻外,很多都是非常微小的植物,有的是單細(xì)胞生物。根據(jù)引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量的不同,海水有時也呈現(xiàn)黃、綠、褐色等不同顏色。

簡介赤潮又稱紅潮。因海洋中的浮游生物暴發(fā)性急劇繁殖造成海水顏色異常的現(xiàn)象。江河、湖泊中出現(xiàn)類似的現(xiàn)象,通常稱為水花或水華。赤潮并不都是紅色的,不同的浮游生物引起海水不同的顏色,赤潮只是各種顏色潮的總稱。過于豐富的營養(yǎng)元素導(dǎo)致藻類生物的大量繁殖,而引起缺氧是產(chǎn)生赤潮的主要原因。鐵、錳等微量元素和某些有機(jī)化合物是赤潮生物大量繁殖的重要誘因。由于海洋污染日趨嚴(yán)重,赤潮發(fā)生的次數(shù)也愈益頻繁,海灣和沿岸海域更為突出。赤潮是海洋污染的信號,赤潮期河,魚、蝦、蟹、貝類大量死亡,對水產(chǎn)資源破壞很大,嚴(yán)重的還會因形成沉積物而影響海港建設(shè)。防止赤潮發(fā)生的有效措施是防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)污染,特別要控制氮、磷等營養(yǎng)元素大量進(jìn)入水體1。

基本特征赤潮是伴隨著浮游生物的驟然大量增殖而直接或間接發(fā)生的現(xiàn)象。本來是漁業(yè)方面的用語,并沒有嚴(yán)格的定義。水面發(fā)生變色的情況甚多,厄水(海水變綠褐色)、苦潮(按即赤潮,海水變赤色)、青潮(海水變藍(lán)色)及淡水中的水華,都是同樣性質(zhì)的現(xiàn)象。構(gòu)成赤潮的浮游生物種類很多,但甲藻、硅藻類大多是優(yōu)勢種。當(dāng)發(fā)生赤潮時的浮游生物的密度一般是102—106細(xì)胞/毫升。在日本近海淡水流入的內(nèi)灣,自春至秋均有發(fā)生。隨著城市和工業(yè)廢水的增加而出現(xiàn)了富營養(yǎng)化,在東京灣、瀨戶內(nèi)海、有明海等赤潮頻繁發(fā)生。赤潮有時可使魚類等水生動物遭受很大危害,這是由于赤潮浮游生物堵塞魚鰓,引起機(jī)械障礙,和它們死后分解,迅速消耗氧氣,水中氧氣不足,以及分泌有害物質(zhì)等造成的,〔尤其是裸甲藻屬(Gymnodinium)和Olisthodiscus等危害甚大〕。一般以為是由于水不流動、富營養(yǎng)化、日照量增大和水溫上升等因素綜合作用的結(jié)果。

赤潮是一種復(fù)雜的生態(tài)異常現(xiàn)象,發(fā)生的原因也比較復(fù)雜。關(guān)于赤潮成因尚沒有定論,科學(xué)家們認(rèn)為,赤潮是近岸海水受到有機(jī)物污染所致。在正常的情況下,海洋中的營養(yǎng)鹽含量較低,這就限制了浮游植物的生長(有些鞭毛蟲類(或者甲藻類)還是一些魚蝦的食物)。但是,當(dāng)含有大量營養(yǎng)物質(zhì)的生活污水、工業(yè)廢水(主要是食品、造紙和印染工業(yè))和農(nóng)業(yè)廢水流入海洋后,再加上海區(qū)的其他理化因素有利于生物的生長和繁殖時,赤潮生物便會急劇繁殖起來,便形成赤潮。

形成原因浮游生物所謂海洋浮游生物是缺乏發(fā)達(dá)的運(yùn)動器官,沒有或僅有微弱的游泳能力而懸浮在水層中常隨水流移動的一類海洋生物。其中,能通過自身光合作用使海水中的無機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成生物新陳代謝所需有機(jī)化合物者,我們稱之為浮游植物,不具備這種能力,即必須以浮游植物為餌者則稱為浮游動物。據(jù)初步統(tǒng)計,世界各大洋中能形成赤潮的浮游生物有180余種,其中在中國浮游生物名錄上登載的有63種。

能夠形成赤潮的浮游生物有一個別名,這就是人們常說的“赤潮生物”。在被稱之為赤潮生物的63種浮游生物中,硅藻有24種,甲藻32種,藍(lán)藻3種,金藻1種,隱藻2種,原生動物1種。在中國,已有赤潮資料記載的赤潮生物達(dá)25種。其余的38種在中國海域均有分布,只是尚未形成過赤潮而已。因此說,有赤潮生物分布的海域并非一定會發(fā)生赤潮,這要看其密度能否達(dá)到足以使局部海域水體變色的水平。

人類活動隨著現(xiàn)代化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,沿海地區(qū)人口的增多,大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋,其中相當(dāng)一部分未經(jīng)處理就直接排入海洋,導(dǎo)致近海、港灣富營養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重。同時,由于沿海開發(fā)程度的增高和海水養(yǎng)殖業(yè)的擴(kuò)大,也帶來了海洋生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)自身污染問題;海運(yùn)業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致外來有害赤潮種類的引入;全球氣候的變化也導(dǎo)致了赤潮的頻繁發(fā)生。海水養(yǎng)殖的自身污染亦是誘發(fā)赤潮的因素之一。

赤潮是一種世界性的公害,美國、日本、中國、加拿大、法國、瑞典、挪威、菲律賓、印度、印度尼西亞、馬來西亞、韓國等30多個國家和地區(qū)赤潮發(fā)生都很頻繁。首先,赤潮的發(fā)生,破壞了海洋的正常生態(tài)結(jié)構(gòu),因此也破壞了海洋中的正常生產(chǎn)過程,從而威脅海洋生物的生存。

其次,有些赤潮生物會分泌出粘液,粘在魚、蝦、貝等生物的鰓上,妨礙呼吸,導(dǎo)致窒息死亡。含有毒素的赤潮生物被海洋生物攝食后能引起中毒死亡。人類食用含有毒素的海產(chǎn)品,也會造成類似的后果。

再次是大量赤潮生物死亡后,在尸骸的分解過程中要大量消耗海水中的溶解氧,造成缺氧環(huán)境,引起蝦、貝類的大量死亡。

隨著全國沿海養(yǎng)殖業(yè)的大發(fā)展,尤其是對蝦養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展。也產(chǎn)生了嚴(yán)重的自身污染問題。在對蝦養(yǎng)殖中,人工投喂大量配合飼料和鮮活餌料。由于養(yǎng)殖技術(shù)陳舊和不完善,往往造成投餌量偏大,池內(nèi)殘存餌料增多,嚴(yán)重污染了養(yǎng)殖水質(zhì)。另一方面,由于蝦池每天需要排換水,所以每天都有大量污水排入海中,這些帶有大量殘餌、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物,加快了海水的富營養(yǎng)化,這樣為赤潮生物提供了適宜的生物環(huán)境,使其增殖加快,特別是在高溫、悶熱、無風(fēng)的條件下最易發(fā)生赤潮。由此可見,海水養(yǎng)殖業(yè)的自身污染也使赤潮發(fā)生的頻率增加。

海水富養(yǎng)海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)和首要條件

由于城市工業(yè)廢水和生活污水大量排入海中,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集,造成海域富營養(yǎng)化。此時,水域中氮、磷等營養(yǎng)鹽類;鐵、錳等微量元素以及有機(jī)化合物的含量大大增加,促進(jìn)赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結(jié)果表明,赤潮發(fā)生海域的水體均已遭到嚴(yán)重污染,富營養(yǎng)化。氮磷等營養(yǎng)鹽物質(zhì)大大超標(biāo)。據(jù)研究表明,工業(yè)廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的鐵螯合劑和小于2 mg/dm3 的錳螯合劑,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達(dá)到最高增殖率,相反,在沒有鐵、錳元素的海水中,即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營養(yǎng)條件下也不會增加種群的密度。

其次一些有機(jī)物質(zhì)也會促使赤潮生物急劇增殖。如用無機(jī)營養(yǎng)鹽培養(yǎng)簡裸甲藻,生長不明顯,但加入酵母提取液時,則生長顯著,加入土壤浸出液和維生素B12時,光亮裸甲藻生長特別好。

海水溫度水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發(fā)生的重要原因

海水的溫度是赤潮發(fā)生的重要環(huán)境因子,20—30℃是赤潮發(fā)生的適宜溫度范圍??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)一周內(nèi)水溫突然升高大于2℃是赤潮發(fā)生的先兆。海水的化學(xué)因子如鹽度變化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。鹽度在26—37的范圍內(nèi)均有發(fā)生赤潮的可能,但是海水鹽度在15—21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發(fā)赤潮。由于徑流、涌升流、水團(tuán)或海流的交匯作用,使海底層營養(yǎng)鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養(yǎng)化。營養(yǎng)鹽類含量急劇上升,引起硅藻的大量繁殖。這些硅藻過盛,特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。這些硅藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。據(jù)監(jiān)測資料表明,在赤潮發(fā)生時,水域多為干旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風(fēng)力較弱,或者潮流緩慢等水域環(huán)境。

海水養(yǎng)殖海水養(yǎng)殖的自身污染亦是誘發(fā)赤潮的因素之一

自然因素也是引發(fā)赤潮的重要原因

赤潮多發(fā)除了人為原因外,還與緯度位置、季節(jié)、洋流、海域的封閉程度等自然因素有關(guān)。

歷史記載

赤潮是一種災(zāi)害性的水色異常現(xiàn)象。人類早就有相關(guān)記載,如《舊約·出埃及記》中就有關(guān)于赤潮的描述:“河里的水,都變作血,河也腥臭了,埃及人就不能喝這里的水了?!?

河里的魚必死,河也要腥臭,埃及人就厭惡吃這河里的水。

耶和華曉諭摩西說,你對亞倫說,把你的杖伸在埃及所有的水以上,就是在他們的江,河,池,塘以上,叫水都變作血。在埃及遍地,無論在木器中,石器中,都必有血。

摩西,亞倫就照耶和華所吩咐的行。亞倫在法老和臣仆眼前舉杖擊打河里的水,河里的水都變作血了。

河里的魚死了,河也腥臭了,埃及人就不能吃這河里的水,埃及遍地都有了血。

赤潮發(fā)生時,海水變得黏黏的,還會發(fā)出一股腥臭味,顏色大多都變成紅色或近紅色。在日本,早在藤原時代和鐮倉時代就有赤潮方面的記載。1603年法國人馬克· 萊斯卡波特記載了美洲羅亞爾灣地區(qū)的印第安人根據(jù)月黑之夜觀察海水發(fā)光現(xiàn)象來判別貽貝是否可以食用。1831—1836年,達(dá)爾文在《貝格爾航海記錄》中記載了在巴西和智利近海面發(fā)生的束毛藻引發(fā)的赤潮事件。據(jù)載,中國早在2000多年前就發(fā)現(xiàn)赤潮現(xiàn)象,一些古書文獻(xiàn)或文藝作品里已有一些有關(guān)赤潮方面的記載。如清代的蒲松齡在《聊齋志異》中就形象地記載了與赤潮有關(guān)的發(fā)光現(xiàn)象。

辨別方法典型特征赤潮是在特定的環(huán)境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細(xì)菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。赤潮是一個歷史沿用名,它并不一定都是紅色,實際上是許多赤潮的統(tǒng)稱。赤潮發(fā)生的原因、種類、和數(shù)量的不同,水體會呈現(xiàn)不同的顏色,有紅顏色或磚紅顏色、綠色、黃色、棕色等。值得指出的是,某些赤潮生物(如膝溝藻、裸甲藻、梨甲藻等)引起赤潮有時并不引起海水呈現(xiàn)任何特別的顏色。

判斷依據(jù)暫時用的赤潮判斷依據(jù)可分為兩類。

表觀判據(jù)表觀判據(jù),最明顯的是水體變色,此外還有隨之而來的魚、蝦、貝類的死亡水體發(fā)臭并帶有粘性等。

生物學(xué)判據(jù)生物學(xué)判據(jù),受研究水平所限,國際上還沒有公認(rèn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),一般采用日本學(xué)者安達(dá)六朗根據(jù)日本各地發(fā)生的140余起赤潮調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計而于1973年提出的“不同生物體長的赤潮生物密度”法作為赤潮的生物學(xué)判據(jù)。

發(fā)生過程赤潮的長消過程,大致可分為起始、發(fā)展、維持和消亡四個階段。各階段的主要理、化和生物控制因素如下表。3

起始階段海域內(nèi)具有一定數(shù)量的赤潮生物種(包括營養(yǎng)體或胞囊)。并且,此時的水環(huán)境各種物理、化學(xué)條件基本適宜于某種赤潮生物生長、繁殖的需要。

發(fā)展階段亦稱為赤潮的形成階段。當(dāng)海域內(nèi)的某種赤潮生物種群有了一定個體數(shù)量時,且溫度、鹽度、光照、營養(yǎng)等外環(huán)境達(dá)到該赤潮生物生長、增殖的最適范圍,赤潮生物即可進(jìn)入指數(shù)增殖期,就有可能較快地發(fā)展成赤潮。

維持階段這一階段的長短,主要取決于水體的物理穩(wěn)定性和各種營養(yǎng)鹽的富有程度,以及當(dāng)營養(yǎng)鹽被大量消耗后補(bǔ)充的速率和補(bǔ)充量。如果這階段海區(qū)風(fēng)平浪靜,水體鉛直混合與水平混合較差,水團(tuán)相對穩(wěn)定,且營養(yǎng)鹽等又能及時得到必要的補(bǔ)充,赤潮就可能持續(xù)較長時間;反之,若遇臺風(fēng)、陰雨,水體穩(wěn)定性差或因營養(yǎng)鹽被消耗殆盡,又未能得到及時補(bǔ)充,那么,赤潮現(xiàn)象就可能很快消失。

消亡階段所謂消亡階段是指赤潮現(xiàn)象消失的過程。引起消失的原因可有刮風(fēng)、下雨或營養(yǎng)鹽消耗殆盡。也可因溫度已超過該赤潮生物的適宜范圍。還可因潮流增強(qiáng),赤潮被擴(kuò)散等等。赤潮消失過程經(jīng)常是赤潮對漁業(yè)危害的最嚴(yán)重階段。

表:赤潮長消過程中各階段的主要物理、化學(xué)和生物控制因素

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主要危害

一是大量赤潮生物集聚于魚類的鰓部,使魚類因缺氧而窒息死亡;

二是赤潮生物死亡后,藻體在分解過程中大量消耗水中的溶解氧,導(dǎo)致魚類及其它海洋生物因缺氧死亡,使海洋的正常生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重的破壞;

三是魚類吞食大量有毒藻類,可致魚類死亡;

四是有些藻類可分泌毒素,毒素通過食物鏈嚴(yán)重威脅消費者的健康和生命安全。

赤潮發(fā)生后,除海水變成紅色外,同時海水的pH值也會升高,粘稠度增加,非赤潮藻類的浮游生物會死亡、衰減;赤潮藻也因爆發(fā)性增殖、過度聚集而大量死亡。4造成以下危害:

破壞生態(tài)平衡

海洋是一種生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存,相互制約的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動都是處于相對穩(wěn)定,動態(tài)平衡的。當(dāng)赤潮發(fā)生時這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發(fā)生初期,由于植物的光合作用,水體會出現(xiàn)高葉綠素a、高溶解氧、高化學(xué)耗氧量。這種環(huán)境因素的改變,致使一些海洋生物不能正常生長、發(fā)育、繁殖,導(dǎo)致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態(tài)平衡。

破壞漁業(yè)

赤潮破壞魚、蝦、貝類等資源的主要原因是:

1.破壞漁場的餌料基礎(chǔ),造成漁業(yè)減產(chǎn)。

2.赤潮生物的異常發(fā)展繁殖,可引起魚、蝦、貝等經(jīng)濟(jì)生物瓣機(jī)械堵塞,造成這些生物窒息而死。

3.赤潮后期,赤潮生物大量死亡,在細(xì)菌分解作用下,可造成環(huán)境嚴(yán)重缺氧或者產(chǎn)生硫化氫等有害物質(zhì),使海洋生物缺氧或中毒死亡。

4.有些赤潮的體內(nèi)或代謝產(chǎn)物中含有生物毒素,能直接毒死魚、蝦、貝類等生物。

影響健康

有些赤潮生物分泌赤潮毒素,當(dāng)魚、貝類處于有毒赤潮區(qū)域內(nèi),攝食這些有毒生物,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內(nèi)積累,其含量大大超過食用時人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用,就引起人體中毒,嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡。

由赤潮引發(fā)的赤潮毒素統(tǒng)稱貝毒,暫時確定有10余種貝毒其毒素比眼鏡蛇毒素高80倍,比一般的麻醉劑,如普魯卡因、可卡因還強(qiáng)10萬多倍。常見的赤潮毒素有:麻痹性貝毒、腹瀉性貝毒、神經(jīng)性貝毒、記憶喪失性貝毒、西加魚毒等,其中麻痹性貝毒是世界范圍內(nèi)分布最廣、危害最嚴(yán)重的一類毒素。

貝毒中毒癥狀為:初期唇舌麻木,發(fā)展到四肢麻木,并伴有頭暈、惡心、胸悶、站立不穩(wěn)、腹痛、嘔吐等,嚴(yán)重者出現(xiàn)昏迷,呼吸困難。赤潮毒素引起人體中毒事件在世界沿海地區(qū)時有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計,全世界因赤潮毒素的貝類中毒事件約300多起,死亡300多人。

赤潮是在特定環(huán)境條件下產(chǎn)生的,相關(guān)因素很多,但其中一個極其重要的因素是海洋污染。大量含有各種含氮有機(jī)物的廢棄污水排入海水中,促使海水富營養(yǎng)化,這是赤潮藻類能夠大量繁殖的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。國內(nèi)外大量研究表明,海洋浮游藻是引發(fā)赤潮的主要生物,在全世界4000多種海洋浮游微藻中有260多種能形成赤潮,其中有70多種能產(chǎn)生毒素。他們分泌的毒素有些可直接導(dǎo)致海洋生物大量死亡,有些甚至可以通過食物鏈傳遞,造成人類的食物中毒。

至2008年為止,世界上已有30多個國家和地區(qū)不同程度地受到過赤潮的危害,日本是受害最嚴(yán)重的國家之一。近十幾年來,由于海洋污染日益加劇,中國赤潮災(zāi)害也有加重的趨勢,由分散的少數(shù)海域,發(fā)展到成片海域,一些重要的養(yǎng)殖基地受害尤重。對赤潮的發(fā)生、危害予以研究和防治,涉及到生物海洋學(xué)、化學(xué)海洋學(xué)、物理海洋學(xué)和環(huán)境海洋學(xué)等多種學(xué)科,是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。3

防患治理開展赤潮有關(guān)形成機(jī)理和預(yù)測、防治應(yīng)用技術(shù)的研究,是標(biāo)本兼治的良策。赤潮對生物資源的影響已成為聯(lián)合國有關(guān)組織所關(guān)注的全球性問題之一,已召開多次國際性赤潮問題研討會,制訂出長期研究計劃,重點是赤潮發(fā)生機(jī)制、赤潮的監(jiān)測和預(yù)報,以及治理赤潮的方法等。

監(jiān)視監(jiān)測

在防范赤潮工作方面,有些國家正在建立赤潮防治和監(jiān)測監(jiān)視系統(tǒng),對有跡象出現(xiàn)赤潮的海區(qū),進(jìn)行連續(xù)的跟蹤監(jiān)測,及時掌握引發(fā)赤潮環(huán)境因素的消長動向,為預(yù)報赤潮的發(fā)生提供信息;對已發(fā)生赤潮的海區(qū)則采取必要的防范措施。加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù),切實控制沿海廢水廢物的入海量,特別要控制氮、磷和其他有機(jī)物的排放量,避免海區(qū)的富營養(yǎng)化,是防范赤潮發(fā)生的一項根本措施,已引起各有關(guān)方面的重視。此外,隨著沿海養(yǎng)殖業(yè)的興起,避免養(yǎng)殖廢水污染海區(qū),很多養(yǎng)殖場已建立小型蓄水站,以淡化水體的營養(yǎng),在赤潮發(fā)生時可以調(diào)劑用水,與此同時,改進(jìn)養(yǎng)殖餌料種類,用半生態(tài)系養(yǎng)殖方法逐步替代投餌喂養(yǎng)方式,以期自然增殖有益藻類和浮游生物,改善自然生態(tài)環(huán)境。

治理方法從現(xiàn)有條件看,一旦大面積赤潮出現(xiàn)后,還沒有特別有效的方法加以制止,對于一些局部小范圍防治赤潮的方法,雖實驗過多種,但效果還不夠理想。主要是利用化學(xué)藥物(硫酸銅)殺滅赤潮生物,但效果欠佳,費用昂貴,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益均不太好;有的采用網(wǎng)具捕撈赤潮生物,或采用隔離手段把養(yǎng)殖區(qū)保護(hù)起來;有的正在實驗以蟲治蟲的辦法,繁殖棱足類及二枚貝來捕食赤潮生物等等。這些方法均在實驗中,還未取得較大的突破,從發(fā)展趨勢看,生物控制法,即分離出對赤潮藻類合適的控制生物,以調(diào)節(jié)海水中的富營養(yǎng)化環(huán)境將是較好的選擇。日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人工養(yǎng)殖的銅藻藻體、江籬藻體等海藻在茂盛期,可以大量吸收海水中的氮和磷,如果在易發(fā)生赤潮的富營養(yǎng)化海域,大量養(yǎng)殖這些藻類,并在生長最旺盛時及時采收,能較好的降低海水富營養(yǎng)化的程度。此外利用動力或機(jī)械方法攪動底質(zhì),促進(jìn)海底有機(jī)污染物分解,恢復(fù)底棲生物生存環(huán)境,提高海區(qū)的自凈能力,也是一種比較好又實用的方法。利用粘土礦物對赤潮生物的絮凝作用,和粘土礦物中鋁離子對赤潮生物細(xì)胞的破壞作用來消除赤潮,也取得了好進(jìn)展,并有可能成為一項較實用的防治赤潮的途徑,因為利用粘土治理赤潮具有很多優(yōu)點,已證實的優(yōu)點有:對生物和環(huán)境無害,有促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和凈化作用;粘土資源豐富,且是底棲生物和魚貝類幼仔的餌料,操作簡便易行,可以大范圍使用。

1.關(guān)于赤潮的治理方法,據(jù)報道已有多種,如工程物理方法、化學(xué)方法以及生物學(xué)的方法。物理法——粘土法國際上公認(rèn)的一種方法是撒播粘土法。利用粘土微粒對赤潮生物的絮凝作用去除赤潮生物,撒播粘土濃度達(dá)到1000mg/L時,赤潮藻去除率可達(dá)當(dāng)65%左右。有報道稱在小型實驗場去除率可達(dá)95%~99%。20世紀(jì)80年代初,日本在鹿兒島海面上進(jìn)行過具有一定規(guī)模撒播粘土治理赤潮的實驗。1996年韓國曾用6×104T粘土制劑治理100km2海域赤潮。

2、化學(xué)除藻法是利用化學(xué)藥劑對藻類細(xì)胞產(chǎn)生的破壞和抑制生物活性的方法進(jìn)行殺滅控制赤潮生物,具有見效快的特點。最早使用的化學(xué)藥劑是CuSO4,易溶于水,在使用過程中極易造成局部濃度過高而危害漁業(yè),同時在海水的波動下遷移轉(zhuǎn)化太快,藥效的持久性差,也易引起銅Cu的二次污染,有機(jī)化合物在淡水除藻中具有藥力持續(xù)時間長、對非赤潮生物影響小等優(yōu)點,用有機(jī)化合物殺滅和去除赤潮生物也已有相關(guān)的報道。已有多種化學(xué)制劑用于赤潮生物治理的實驗研究:如硫酸銅和緩釋銅離子除藻劑、臭氧、二氧化氯以及新潔爾滅、碘伏、異噻唑啉酮等有機(jī)除藻劑。

3.生物學(xué)方法治理赤潮的辦法主要是有三個方面,一是以魚類控制藻類的生長;二是以水生高等植物控制水體富營養(yǎng)鹽以及藻類;三是以微生物來控制藻類的生長。其中由于微生物易于繁殖的特點,使得微生物控藻是生物控藻里最有前途的一種控藻方式。這些殺藻微生物主要是包括細(xì)菌(溶藻細(xì)菌)、病毒(噬菌體)、原生動物、真菌和放線菌等五類。多數(shù)溶藻細(xì)菌能夠分泌細(xì)胞外物質(zhì),對宿主藻類起抑制或殺滅作用,因此通過溶藻細(xì)菌篩選高效、專一,能夠生物降解的殺藻物質(zhì)是滅殺赤潮藻的一個新的研究方向。治理中比較現(xiàn)實的方法就是利用海洋微生物對赤潮藻的滅活作用,及其對藻類毒素的有效降解作用,可使海洋環(huán)境長期保持穩(wěn)定的生態(tài)平衡,從而達(dá)到防治赤潮的目的。

預(yù)防措施

1.控制海域的富營養(yǎng)化

①應(yīng)重視對城市污水和工業(yè)污水的處理,提高污水凈化率。

②合理開發(fā)海水養(yǎng)殖業(yè)

為了減緩由海水養(yǎng)殖帶來的水體富營養(yǎng)化問題,要采取以下措施:

a、根據(jù)水域的環(huán)境條件選擇一些對水質(zhì)有凈化作用的養(yǎng)殖品種,并合理確定養(yǎng)殖密度,控制養(yǎng)殖面積。

b、進(jìn)行多品種混養(yǎng)、輪養(yǎng)、立體養(yǎng)殖,尤其是魚、蝦、貝、藻混養(yǎng),建立生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

c、提高養(yǎng)殖技術(shù),改進(jìn)餌料成分及投餌技術(shù),使其有利于養(yǎng)殖生物的攝食,減少殘餌,減輕水質(zhì)和底質(zhì)的污染。

d、不能將池塘養(yǎng)殖的污水和廢物直接排入海水,應(yīng)采取逐步過濾等辦法加以處理。

2.人工改善水體和底質(zhì)環(huán)境

如在水體富營養(yǎng)化的內(nèi)?;驕\海,有選擇地養(yǎng)殖海帶、裙帶菜、羊棲菜、紅毛菜、紫菜、江籬等大型經(jīng)濟(jì)海藻,既可凈化水體,又有較高的經(jīng)濟(jì)效益;利用自然潮汐的能量提高水體交換能力;可利用挖泥船、吸泥船清除受污染底泥,或翻耕海底,或以粘土礦物、石灰勻漿及沙等覆蓋受污染底泥,來改善水體和底質(zhì)環(huán)境。

3.控制有毒赤潮生物外來種類的引入

要制定完善的法規(guī)和措施,防止有毒赤潮生物經(jīng)船只和養(yǎng)殖品種的移植帶入養(yǎng)殖區(qū)3。

研究過程

中國的赤潮研究起步較晚,最早有文字記載的是1933年原浙江水產(chǎn)實驗場費鴻年報道發(fā)生在浙江鎮(zhèn)海至臺州-石浦-帶的夜光藻-骨條藻赤潮,之后近20年時間,由于日本的侵略和國內(nèi)戰(zhàn)爭等原因而無人問津。直到新中國成立至今近50年的時間,經(jīng)過一代人的努力,這門學(xué)科-赤潮災(zāi)害學(xué)才從無到有、從小到大、由淺及深的發(fā)展起來,為推動中國赤潮災(zāi)害學(xué)自身理論建設(shè)和赤潮的防治與管理做出了世人矚目的科研成果,其發(fā)展過程大致可分為三個階段。

初始階段(1952-1976),這一階段主要是從1952年原中央水產(chǎn)所記述發(fā)生于黃河口范圍約1460km2夜光藻赤潮及危害,后經(jīng)費鴻年在“學(xué)藝雜志”正式發(fā)表這一文章為開始的。這一時期缺乏對赤潮的認(rèn)識和調(diào)查監(jiān)測,資料甚少,只見到周貞英在福建平潭島附近海域發(fā)現(xiàn)的兩次“東洋水”-即束毛藻赤潮和陳亞瞿發(fā)生在長江口以東外海面積約2000km2的束毛藻赤潮等論文報告,工作零星,基本上停留在赤潮現(xiàn)象的定性描述,尚未進(jìn)行過赤潮專項調(diào)查研究。

起步階段

(1977-1989),這個階段是從1977年由于在渤海灣海河口發(fā)生規(guī)模宏大、持續(xù)時間長達(dá)50多天的微型原甲藻(Prorocentrummininum)赤潮及其對漁業(yè)造成的嚴(yán)重危害以后,才引起中國政府和有關(guān)部門高度重視開始的。國家和有關(guān)部門相斷開始設(shè)立赤潮研究專項,組織有關(guān)科研教育部門進(jìn)行專題研究,特別值得一提的是1978年國家環(huán)保局設(shè)立的重大科研項目--渤黃海污染防治研究項目中的145專題“渤海灣赤潮的發(fā)生機(jī)制及預(yù)測方法研究”并由中國科學(xué)院海洋研究所赤潮課題組率先組織實施“渤海灣富營養(yǎng)化和赤潮問題”的調(diào)查研究以后,赤潮專項研究才猶如雨后春筍般在黃海、東海和南海相繼開展起來。中國著名的浮游生物學(xué)家鄭重教授發(fā)表的“赤潮生物研究--海洋浮游生物學(xué)的新動向”一文,對當(dāng)時中國赤潮研究工作的開展也起到積極的推動作用。

發(fā)展階段(1990-2000),1990年以來,中國赤潮研究開始跨入了一個新的發(fā)展階段,這個階段的重要標(biāo)志是于1990年由全國赤潮研究聯(lián)合體申請獲得國家基金委資助開展的重大項目“中國東南沿海赤潮發(fā)生機(jī)理研究”開始的大規(guī)模、多學(xué)科綜合研究(1990-1994)和由國家科委資助的“八五”攻關(guān)專題“近海富營養(yǎng)評估和赤潮預(yù)測技術(shù)研究”(1990-1995)、國家攀登計劃B專題“有機(jī)污染誘發(fā)有機(jī)赤潮及危害機(jī)理研究”(1994-1998)以及國家基金“九五”重大項目“中國沿海典型增養(yǎng)殖區(qū)有害赤潮發(fā)生動力學(xué)及防治機(jī)理研究”等(1997-2000),其主要特點是研究領(lǐng)域全方位、研究內(nèi)容的前沿性、前瞻性,開展了包括:赤藻甲藻的孢囊生理生態(tài)及生活史、赤潮微型甲藻識別新技術(shù)、赤潮種群生態(tài)動力學(xué),赤潮生消過程、成因和機(jī)理,開拓赤潮藻種間及藻菌相互作用,赤潮毒素及產(chǎn)毒、致毒機(jī)理,赤潮的生物、化學(xué)治理方法、赤潮的生態(tài)數(shù)值模擬及圍隔生態(tài)系實驗應(yīng)用研究等,獲得了一批具有創(chuàng)新性的研究成果。其中大部分工作屬于填補(bǔ)國內(nèi)空白,部分內(nèi)容屬于跟蹤國際前沿、與國際的前期工作,少數(shù)屬于世界開創(chuàng)性工作。

相關(guān)災(zāi)情2000年2000年中國海域共記錄到赤潮28起,比1999年增加了13起,累計面積1萬多平方公里。其中,東海發(fā)現(xiàn)11起,累計面積達(dá)7800多平方公里;渤海發(fā)現(xiàn)7起,累計面積近2000平方公里,黃海發(fā)現(xiàn)4起,累計面積800多平方公里;南海發(fā)現(xiàn)6起,但累計面積不到50平方公里。

赤潮發(fā)生次數(shù)較多的有浙江、遼寧、廣東、河北、福建近岸、近海海域。浙江中部近海、遼東灣、渤海灣、杭州灣、珠江口、廈門近岸、黃海北部近岸等是赤潮多發(fā)區(qū)。引發(fā)赤潮的生物以甲藻類為主,其中有夜光藻、錐形斯氏藻和原甲藻。

2000年7月9日至15日,遼東灣鲅魚圈海域發(fā)現(xiàn)中心區(qū)域以淡紅色為主,邊緣區(qū)域以淡黃色、紅褐色為主,呈絮狀、條帶狀分布的赤潮,面積約350平方公里。其西南方有近2000平方公里的水色異常區(qū)分布。2000年5月12日至2000年5月16日,浙江中部臺州列島附近海域發(fā)生面積為1000平方公里的赤潮。2000年5月18日在該海域再次發(fā)現(xiàn)赤潮,赤潮區(qū)域呈褐色條狀和片狀分布,長約80公里,寬約57公里,面積約4560平方公里,赤潮生物以具齒原甲藻(含有毒素)為主,密度最高值在水下2米處。2000年5月20日赤潮區(qū)域擴(kuò)展至5800平方公里。2000年5月24日,該赤潮仍然存在,呈暗紅色塊狀,區(qū)域較2000年5月20日有所北移,面積進(jìn)一步擴(kuò)大。

2000年8月17日,深圳壩光至惠陽澳頭海域發(fā)生赤潮,面積約20平方公里,赤潮生物為錐形斯氏藻和原多甲藻。此次赤潮導(dǎo)致東升網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖的卵形鯧參、美國紅魚、紅鰭笛鯛、師魚等大批死亡。

2003年2003年,各級海洋行政主管部門在鞏固海洋赤潮預(yù)防、控制和治理工作所取得成果的基礎(chǔ)上,將中國赤潮監(jiān)控區(qū)由上年的10個增至18個,同時,充分利用船舶、海監(jiān)飛機(jī)和衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段加大赤潮監(jiān)測監(jiān)視頻率,提高了赤潮發(fā)現(xiàn)率,進(jìn)一步完善了赤潮的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)。

2003年全海域共發(fā)現(xiàn)赤潮119次,累計面積約14 550平方公里。其中,在赤潮監(jiān)控區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)赤潮36次,累計面積近1 500平方公里。

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2002-2003年各海區(qū)赤潮發(fā)生情況對比

2003年赤潮發(fā)生的主要特點為

**時段長、高發(fā)期集中、持續(xù)時間延長。**全年12個月均有赤潮發(fā)生,黃、渤海赤潮主要集中在夏季,高發(fā)期在7~8月;東海從春末至秋末均有赤潮發(fā)生,高發(fā)期在5~9月;南海赤潮四季均有發(fā)生,但5~9月為高發(fā)期。長江口及浙江近岸和近海海域從4月中旬至7月初發(fā)生赤潮近40次,且持續(xù)時間長,最長一次赤潮過程持續(xù)35天。

**大面積赤潮增加、區(qū)域集中。**全海域共發(fā)生100平方公里以上的赤潮27次。其中,500平方公里以上的赤潮8次,大面積赤潮仍集中在長江口和浙江沿海,累計面積超過10 000平方公里。東海赤潮發(fā)生次數(shù)和累計面積分別約占全海域的72%和89%。

**有毒有害藻類增加。**黃渤海海域赤潮生物多為可對魚類產(chǎn)生危害的夜光藻(Noctiluca scintillans)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)和赤潮異灣藻(Heterosigma akashiwo);長江口和浙江沿海6月下旬之前赤潮生物種類多為甲藻類的具齒原甲藻(Prorocentrum triestinum),后期主要為硅藻類的中肋骨條藻(Skeletonema costatum);福建與廣東沿海發(fā)生的赤潮相對較為分散,面積也較小,但有害赤潮生物種類較多,如亞歷山大藻(Alexandrium sp.)、米氏凱倫藻(Karenia mikimotoi)、倒卵形鰭藻(Dinophysis fortii)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮異灣藻(Heterosigma akashiwo)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)等。

2006年2006年,全海域赤潮發(fā)生次數(shù)較上年增加,累計面積減少。有毒藻類引發(fā)赤潮的次數(shù)和面積與上年相當(dāng)。東海為中國赤潮的高發(fā)區(qū)。大面積赤潮集中在渤海灣、長江口外和浙江中南部海域。赤潮主要影響到沿岸魚類和貝類養(yǎng)殖。2005~2006年各海區(qū)赤潮發(fā)生情況對比

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全年共發(fā)現(xiàn)赤潮93次,較2005年增加約13%;赤潮累計發(fā)生面積約19 840平方公里,較2005年減少約27%。其中,在赤潮監(jiān)控區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)赤潮46次,累計面積約11 590平方公里,分別約占全海域赤潮累計發(fā)生次數(shù)和面積的49%和58%。

全海域共發(fā)生100平方公里以上的赤潮31次,累計面積18 540平方公里,分別占赤潮發(fā)生次數(shù)和累計面積的33%和93%;其中,面積超過1 000平方公里的赤潮為7次,較上年減少2次,累計面積減少51%。赤潮高發(fā)區(qū)集中在東海海域,赤潮發(fā)生次數(shù)和累計發(fā)生面積分別占全海域的68%和76%。

2006年中國海域發(fā)生的大面積赤潮

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2006年,中國海域引發(fā)赤潮的生物種類主要為具有毒害作用的米氏凱倫藻、棕囊藻和無毒性的中肋骨條藻、具齒原甲藻、夜光藻等,多次赤潮是由兩種或兩種以上赤潮生物共同形成。有毒赤潮生物引發(fā)或協(xié)同引發(fā)的赤潮41次,累計面積約14 970平方公里,占全年赤潮累計發(fā)生次數(shù)和面積的44%和75%,與上年基本一致。

渤海赤潮發(fā)生次數(shù)較2005年增加2次,累計面積減少44%,大面積赤潮減少。赤潮高發(fā)期集中在6月,但10月中、下旬在天津和河北黃驊附近海域分別發(fā)生了大面積的球形棕囊藻赤潮。1999年至2005年以來,該海區(qū)在7月未發(fā)現(xiàn)赤潮、在10月發(fā)生赤潮均屬首次。

黃海2006年僅發(fā)生2次赤潮,發(fā)生次數(shù)與累計面積較上年分別減少85%和76%。其中,發(fā)生在江蘇海州灣的赤潮為有毒的鏈狀裸甲藻與無毒的短角彎角藻共同引發(fā)的雙相型赤潮。2000年至2006年以來,黃海區(qū)首次在8月份未發(fā)生赤潮。

東海赤潮發(fā)生次數(shù)較上年增加24%,累計面積減少21%。赤潮高發(fā)期集中在5~6月,赤潮發(fā)生次數(shù)和累計面積分別占全海域的49%和73%。其中,超過1 000平方公里的赤潮6次,累計面積近10 000平方公里。大面積赤潮集中在長江口外、舟山、漁山列島和南麂列島等海域。主要赤潮生物為具毒害作用的米氏凱倫藻和無毒性的具齒原甲藻、夜光藻和中肋骨條藻等。其中,由米氏凱倫藻形成或協(xié)同形成的赤潮分別占東海區(qū)赤潮累計發(fā)生次數(shù)和面積的38%和74%。2000年至2006年以來,東海區(qū)首次在1月、3月和11月發(fā)生赤潮。南海赤潮發(fā)生次數(shù)和累計面積分別較上年增加約42%和45%。其中,廣東沿岸赤潮發(fā)生次數(shù)和面積較上年分別增加46%和65%。2000年至2006年以來,南海區(qū)首次在1月份未發(fā)生赤潮;主要赤潮生物為具有毒害作用的棕囊藻、多環(huán)旋溝藻和無毒的中肋骨條藻等。其中,發(fā)生在廣東珠海桂山港網(wǎng)箱養(yǎng)殖海域和粵西湛江港網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的兩次赤潮造成養(yǎng)殖魚類大量死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失逾100萬元。

2012年2012年中國深圳南澳海面出現(xiàn)較大面積赤潮

深圳南澳海面現(xiàn)較大面積夜光藻赤潮:靠近岸邊的海面已變成赤紅色,受污染的海面約有一個足球場大。海面上漂浮著大量垃圾,海水也泛著陣陣惡臭。2012年4月10日,深圳市海洋環(huán)境與資源監(jiān)測中心工作人員到深圳東部海域南澳月亮灣進(jìn)行水樣化驗,認(rèn)定這里出現(xiàn)的較大面積紅褐色物質(zhì)是由一種名叫“夜光藻”的藻類大量繁殖所導(dǎo)致的赤潮。數(shù)天前在大梅沙西部也出現(xiàn)小范圍赤潮。“赤潮對網(wǎng)箱養(yǎng)殖來說,是個災(zāi)難?!睋?jù)南澳某水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)的技術(shù)人員介紹,夜光藻本身不含毒素,但一旦它大量繁殖形成赤潮時,易粘附在魚鰓上阻礙魚類呼吸,導(dǎo)致魚類缺氧窒息死亡。魚類死亡后,分解產(chǎn)生的尸堿和硫化氫會使海水變質(zhì),危害水體生態(tài)環(huán)境,給海洋生物帶來危害。在出現(xiàn)該類赤潮時,不能采撿不明死因的海洋生物食用,以防食物中毒3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃頭生 - 副教授 - 華北電力大學(xué)