淺談赤潮的危害以及治理方法

文｜ 陳曦 徐玉山

今年5月，天津東疆港附近海域出現(xiàn)了“藍(lán)眼淚”。何為“藍(lán)眼淚”？是一種由海螢、夜光藻等海洋浮游性生物引發(fā)的赤潮現(xiàn)象，它們伴隨著海浪的拍打受到刺激時，體內(nèi)的發(fā)光腺體會產(chǎn)生反應(yīng)，發(fā)出藍(lán)色的光，仿佛碎鉆墜入了無垠的大海，它們隨著海浪起伏，好像大?！傲鳌毕铝司К撎尥傅乃{(lán)色淚水。美不勝收的海洋奇景引來大量游客，紛至沓來的人們忙著拍照上傳視頻，共同見證這罕見的“美景”。但是，這美麗的赤潮卻是一種有危害的生態(tài)異常現(xiàn)象，自1933年費鴻年第一次記錄發(fā)生在浙江沿海的赤潮事件以來，我國沿海地區(qū)頻繁發(fā)現(xiàn)赤潮的蹤跡，每年給沿海城市造成不少經(jīng)濟損失，甚至導(dǎo)致人員傷亡。

從科學(xué)上講，赤潮是由于海洋中微型浮游生物快速增殖、聚集， 導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能破壞的一種生態(tài)異?，F(xiàn)象。由于這種現(xiàn)象常常伴隨著海水顏色的改變，以紅色最為常見，故稱之為赤潮。實際上，這種海水顏色的改變與赤潮生物的顏色、密度等因素有關(guān)，所以通常我們所說的赤潮并非都是紅色。為了更科學(xué)地描述這一生態(tài)異?，F(xiàn)象，目前國際上更多稱其為有害藻華（Harmful Algal Blooms, HABs）。有害藻華包括了各種藻華現(xiàn)象，如海水藻、淡水藻、大型藻、微型藻以及浮游藻和底棲藻等，本文中的赤潮主要指那些發(fā)生在海水中由微型藻形成的有害藻華?！冻喑北O(jiān)測規(guī)程》（HY/T 069—2005）將赤潮（Red Tide）定義為“海洋中的一些微藻、原生動物或細(xì)菌在一定環(huán)境條件下暴發(fā)性增殖或聚集達(dá)到某一水平，引起水體變色或?qū)Ｑ笾衅渌锂a(chǎn)生危害的一種生態(tài)異?，F(xiàn)象”。

赤潮形成的原因

隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快，沿海地區(qū)人類活動影響加劇，陸源污染物排放量增加，海水富營養(yǎng)化嚴(yán)重，加之全球變暖，我國沿岸海域赤潮頻發(fā)。赤潮形成的原因和機理十分復(fù)雜，它是海洋中的生物、物理、化學(xué)、水文和氣候等諸多因素共同作用的結(jié)果。目前，關(guān)于赤潮形成的機制尚未有確切的定論，但可以肯定的是，赤潮的暴發(fā)與赤潮生物的存在、海水富營養(yǎng)化以及適宜的溫度、鹽度、水文氣象等因素密切相關(guān)。

赤潮生物是赤潮發(fā)生的基礎(chǔ)和前提。當(dāng)水體環(huán)境滿足其生長、繁殖的需求時，赤潮生物就會大量繁殖。一般來說，在赤潮生物種類多、密度大的區(qū)域，發(fā)生赤潮的潛在風(fēng)險較大。近年來，隨著海洋運輸業(yè)的發(fā)展，使得赤潮生物通過船舶壓艙水在異地傳播，擴大了赤潮生物的分布范圍，外來赤潮生物的入侵也增加了當(dāng)?shù)爻喑卑l(fā)生的風(fēng)險。

水體富營養(yǎng)化被公認(rèn)為是誘發(fā)赤潮的主要因素。水體富營養(yǎng)化是由于工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水的大量排放，導(dǎo)致海水中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量富集，氮和磷是生物體生長、發(fā)育和繁殖所需要的重要元素，也是赤潮生物生長、繁殖的重要限制因子，尤以磷的影響更大。

海水理化因子特別是溫度和鹽度是誘發(fā)赤潮的重要原因之一。赤潮發(fā)生的適宜溫度范圍為20～30℃，因此在我國赤潮多發(fā)于春末和夏季。有研究表明，短時間內(nèi)鹽度的急劇下降對赤潮生物的繁殖具有刺激作用。

氣溫、光照、降水、風(fēng)向和風(fēng)力等氣象因子對赤潮的形成也具有重要作用，一般而言，在天氣悶熱、干旱少雨、光照充足、水溫偏高、風(fēng)力較弱的水域極易暴發(fā)赤潮。

赤潮的危害

赤潮會破壞海洋生態(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)定且動態(tài)平衡的狀態(tài)，當(dāng)赤潮發(fā)生時，由于赤潮生物的異常暴發(fā)性增殖，這種平衡遭受到嚴(yán)重干擾和破壞。在植物性赤潮發(fā)生初期，由于植物的光合作用，赤潮海域水體中葉綠素a含量增高、溶解氧增高、化學(xué)耗氧量增高，致使一些海洋生物不能正常生長、發(fā)育、繁殖，甚至導(dǎo)致一些生物的死亡，破壞了原有的生態(tài)平衡。

赤潮會造成海洋漁業(yè)和水產(chǎn)資源的損失。赤潮生物的異常暴發(fā)性增殖，導(dǎo)致了海洋生態(tài)平衡被打破，海洋浮游植物、浮游動物、底棲生物、游泳生物相互間的食物鏈關(guān)系和相互依存、相互制約的關(guān)系異?；蛘咂屏?，這就大大破壞了主要經(jīng)濟漁業(yè)種類的餌料基礎(chǔ)，破壞了海洋生物食物鏈的正常循環(huán)，漁業(yè)產(chǎn)量銳減。赤潮生物的異常暴發(fā)性繁殖，可引起魚、蝦、貝等經(jīng)濟生物瓣鰓機械堵塞，造成這些生物窒息而死。赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在細(xì)菌分解作用下，可造成區(qū)域性海洋環(huán)境嚴(yán)重缺氧或者產(chǎn)生硫化氫等有害化學(xué)物質(zhì)，使海洋生物缺氧或中毒死亡。另外，有些赤潮生物的體內(nèi)或代謝產(chǎn)物中含有生物毒素，能直接毒死魚、蝦、貝類等經(jīng)濟生物。

赤潮危害人類的身體健康和生命安全。有些赤潮生物能分泌一些可以在貝類體內(nèi)積累的毒素，統(tǒng)稱貝毒，其含量往往超過食用時人體可接受的水平，這些貝類如果不慎被食用，就會引起人體中毒，嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡。目前確定有10余種貝毒的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10萬多倍。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界已發(fā)生貝毒中毒事件300多起，死亡300多人。

赤潮的監(jiān)測技術(shù)

赤潮監(jiān)測技術(shù)主要是基于對赤潮生物密度、葉綠素a、營養(yǎng)鹽、微量元素、pH、鹽度、溫度以及水文氣象因子等參數(shù)的檢測和分析。目前，赤潮主要使用的監(jiān)測技術(shù)有浮標(biāo)監(jiān)測、船載監(jiān)測、航空遙感監(jiān)測以及衛(wèi)星遙感監(jiān)測。赤潮的突發(fā)性和形成原因的復(fù)雜性導(dǎo)致赤潮預(yù)測預(yù)報困難，為了有效地減少赤潮災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失，需要不斷開發(fā)新的監(jiān)測技術(shù)。

赤潮的治理

物理法

機械攪動法是一種借助機械動力或其他外力攪動赤潮發(fā)生海域底質(zhì)，加速分解海底污染物，使得底棲生物的生存環(huán)境得以恢復(fù)，同時提高周圍海域的自凈能力，進而減緩和控制赤潮進一步發(fā)生的方法。但該方法對局部赤潮有較好的治理效果，不適用于較大面積的赤潮。

超聲波技術(shù)雖然不需要化學(xué)物質(zhì)即可較快去除藻類，但該方法較多用于實驗室研究，缺乏實際可操作性。

吸附法是一種利用具有多孔性的固體吸附材料，將赤潮藻類吸附在其表面的方法，常用的吸附材料包括爐渣、碎稻草、活性炭等。但該方法需要在赤潮治理后打撈吸附材料。

氣浮法是在赤潮海域通入大量微細(xì)氣泡，使之與藻類相互依附的方法，氣泡比重小于水，可以借助浮力上浮至水面后將其去除。

上述物理法的共同缺點是不能較好地處理低密度或海水底部藻類，且速度慢、花費高，難以大規(guī)模使用。

化學(xué)法

藥劑化學(xué)法是利用無機藥劑或有機藥劑直接滅殺赤潮藻類的方法，常用的無機藥劑包括硫酸銅、次氯酸、二氧化氯、氯氣、過氧化氫、臭氧等，常用的有機藥劑包括有機胺、碘類消毒劑、有機溶劑、黃酮類、羥基自由基等。該方法在實驗室研究得較多，應(yīng)用難點在于既要保持藥劑濃度，又要保證藥劑本身不會對海洋環(huán)境造成二次污染，實際應(yīng)用中，需要經(jīng)過階段性的研究后，才可有針對性地提出藥劑法的藥劑濃度和拋灑量。

膠體絮凝沉淀法是目前應(yīng)用最為廣泛的治理赤潮手段之一，近年來聚硅酸金屬鹽等無機高分子絮凝劑不斷發(fā)展，在南方的赤潮治理過程中取得了較好效果，有機絮凝劑在實驗室研究的較多。天然礦物絮凝劑主要使用黏土礦物絮凝沉淀，是目前國際較公認(rèn)的除藻方法，在秦皇島海水浴場赤潮治理中取得了較好的效果，該方法對于小規(guī)模赤潮的治理效果較好，同時黏土法具有對海洋環(huán)境和生物影響小、操作簡單等優(yōu)點，該方法在實際應(yīng)用方面較成熟。

生物法

利用引入赤潮藻類天敵的方法最大的弊端在于新物種的引進可能破壞原有生態(tài)系統(tǒng)，所以目前尚未得到應(yīng)用。

微生物技術(shù)是利用對赤潮藻類有特異性抑制甚至殺死作用的細(xì)菌和病毒等海洋微生物進行治理的方法，該方法需要針對特異性藻種進行研究，目前主要在實驗室研究較多。

化感技術(shù)指利用植物產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物（化感化合物）來抑制赤潮生物生長的方法，該方法目前尚停留在實驗室研究階段，尚未得到實際的應(yīng)用。

赤潮作為一種突發(fā)性強、致災(zāi)面積廣的全球性海洋生態(tài)災(zāi)害，其發(fā)生機制、監(jiān)測預(yù)防、治理技術(shù)等一直是世界各國研究的重點。由于赤潮的發(fā)生機制尚未清楚，且目前赤潮治理技術(shù)大都處于理論或?qū)嶒炇译A段，每種方法都有其自身局限性。因此，治理赤潮災(zāi)害主要采取“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的策略。