通訊:13983250545
微信:ycsh638
QQ:469764481郵箱:ycsh6318@163.com
藍藻水華爆發(fā)高峰期將至,別再胡亂給水“增加營養(yǎng)”了!
夏季來臨,也即將到內(nèi)陸淺水型湖泊爆發(fā)藍藻水華的高峰期,不要以為這玩意沒有地震海嘯那般猛烈,也不像毒蛇猛獸那般駭人,它的危害可大了!
01什么是水華?什么是藍藻水華?
水華,也稱“湖靛”,是指由于水體富營養(yǎng)化而導(dǎo)致的大規(guī)模藻類和藍細菌爆發(fā),使水體變色的現(xiàn)象。全球氣候變化加劇了這一問題的發(fā)生。水華主要是由大量繁殖的綠藻、硅藻等藻類和藍細菌在淡水或海洋環(huán)境中引起的。其中,藍藻水華是最常見的一種。盡管被稱為“藍細菌”,但藍藻的顏色實際上包括綠色、黃色、棕色、紅色甚至粉色等。
藍藻水華常由以下幾種藍藻爆發(fā)導(dǎo)致:長孢藻(Dolichospermum),浮絲藻(Planktothrix),微囊藻(Microcystis),擬筒孢藻(Cylindrospermopsis),節(jié)球藻(Nodularia),束毛藻(Trichodesmium)。
在富營養(yǎng)化的水體中,藍藻水華通常表現(xiàn)為藍藻在短時間內(nèi)大量繁殖,在水面形成一層“浮膜”。在水體富營養(yǎng)化狀況得不到有效控制之前,這種現(xiàn)象會周期性地重復(fù)出現(xiàn)。藍藻水華的快速爆發(fā),主要是通過營養(yǎng)繁殖和孢子繁殖兩種方式實現(xiàn)的,而藍藻還具有準(zhǔn)性生殖等其他繁殖模式。
02藍藻水華的發(fā)生機理
水體富營養(yǎng)化指的是由于施用磷肥、氮肥等,導(dǎo)致水體中營養(yǎng)鹽積累的現(xiàn)象,被認(rèn)為是引發(fā)水華(即藻類或藍細菌大量繁殖)的主要原因。值得注意的是,營養(yǎng)鹽的富集具有累積性,因此在環(huán)境監(jiān)測中,可能會低估其影響程度。
除了營養(yǎng)鹽這一主導(dǎo)因素外,溫度、海洋酸化、生物間相互作用(如浮游動物牧食)、水體動力學(xué)等,也被視為影響水華爆發(fā)的重要環(huán)境和生物因子。要全面研究和監(jiān)測水華的形成及其對生態(tài)系統(tǒng)的影響,還需要長期跟蹤各營養(yǎng)級的變化情況和整個生態(tài)系統(tǒng)的演變記錄。
在研究藍藻水華爆發(fā)的影響因素基礎(chǔ)上,學(xué)者們針對其發(fā)生機理提出了多種假說并開展了相關(guān)驗證,如:總氮總磷比假說、水溫升高假說、微量元素假說和浮游動物牧食假說等。
其中,總氮總磷比假說和低光強度假說受到了廣泛討論和實證研究。前者認(rèn)為,當(dāng)水體中總氮總磷比值約為15時,海洋和淡水中的藻類會大量爆發(fā),這一點已在實驗室中使用束絲藻獲得驗證。而且,盡管不同藻類適宜的比值有所差異,但通常不會超過29:1。后者則提出,由于藍藻細胞含有多種捕光色素,因此能在不同水深生存,具有較高的生長效率,易于形成水華。
已有研究發(fā)現(xiàn),有些藻類的繁殖與水體富營養(yǎng)化更為相關(guān),而另一些則更受水溫升高影響。因此,上述假說是否僅適用于特定水域或特定藍藻種類,或者藍藻水華爆發(fā)是由多種機制共同驅(qū)動的,仍需開展更多研究加以探索。
與水溫升高假說相應(yīng),氣候變化已被廣泛證實會影響包括浮游植物在內(nèi)的海洋生命體繁衍與生存,換言之,氣候變化極有可能導(dǎo)致水華,尤其是有害水華的發(fā)生頻率和強度增加。
03藍藻水華的危害
藍藻水華會釋放毒素,形成有毒的有害藻華(Harmful Algal Blooms, HABs),不僅會威脅生態(tài)系統(tǒng)的正常功能,還會影響水質(zhì)(導(dǎo)致水體散發(fā)惡臭)和漁業(yè)(引起水體缺氧而導(dǎo)致魚類大量死亡),對人類健康也會產(chǎn)生負(fù)面影響。
雖然藍藻能夠吸收二氧化碳并釋放氧氣,但在被微生物降解的過程中,卻會消耗大量氧氣,可能導(dǎo)致魚類和底棲無脊椎動物的死亡。此外,藍藻合成的環(huán)肽類和生物堿類毒素會對鳥類及包括人類在內(nèi)的哺乳動物的肝臟、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害。
例如,面積約2400平方千米的太湖,在春季時往往會被藍藻水華徹底覆蓋,這對水質(zhì)、漁業(yè)和旅游業(yè)均產(chǎn)生了嚴(yán)重不利影響。2007年,由微囊藻主導(dǎo)的有毒水華甚至一度威脅到無錫市民的飲用水安全。類似情況也發(fā)生在北美洲的五大湖,那里長期受到藍藻水華的困擾。2014年,水華藍藻的爆發(fā)也曾一度威脅到美國俄亥俄州市民的飲用水安全。
小小藍藻引發(fā)的水華危害如此之大,有什么好辦法能治一治它呢?
04藍藻水華的治理方法
治理水華的方法有多種,包括降低水體富營養(yǎng)化水平、采用水動力學(xué)和化學(xué)方法,以及生物防治等。這些方法在一些湖泊的治理中已被證實有效,但其是否適用于所有藍藻水華的治理仍缺乏保證。
?降低水體富營養(yǎng)化水平
從源頭控制流入水體的營養(yǎng)物質(zhì),降低水體富營養(yǎng)化程度,這種方法通常被視為解決藍藻水華爆發(fā)的根本之策。比如,具體措施如禁止在洗滌劑中添加磷酸鹽、減少磷肥施用等。不過,這一過程往往需要數(shù)年甚至幾十年才能見效。
?水動力學(xué)方法
水動力學(xué)方法指通過人工增加水流動,如增加水量,破壞藍藻依賴氣囊獲得的浮力優(yōu)勢,使其地位被綠藻和硅藻所取代,從而緩解水華。盡管這種方法有效,但其所需成本通常較高。
?化學(xué)方法
化學(xué)方法雖能快速去除水華,但難以長期奏效,且多數(shù)化學(xué)品對其他水生物也有毒性,因此通常不被推薦。
?生物防治
生物防治雖看似可行,但在實際應(yīng)用中存在諸多挑戰(zhàn)。例如,雖然病毒或真菌能快速殺死藍藻,但難以長期發(fā)揮作用。貽貝等濾食性軟體動物對治理藍藻水華的效果也有待驗證。而通過人為調(diào)節(jié)浮游動物和魚類種群結(jié)構(gòu)來抑制水華,只有在同步降低水體富營養(yǎng)化水平或持續(xù)人為干預(yù)的情況下,才能取得長期效果。
小結(jié)
藍藻水華作為一種由水體富營養(yǎng)化、氣候變化等多重因素促成的現(xiàn)象,在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初的20年間,曾在中國多個湖泊和水庫廣泛爆發(fā)。盡管水生生態(tài)系統(tǒng)的這一轉(zhuǎn)變過程仍有待深入研究探討,但我們通過野外實地考察和室內(nèi)控制實驗,已認(rèn)證過量的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)以及高溫環(huán)境是誘發(fā)藍藻快速增殖的主要誘因。
因此,控制水體內(nèi)氮磷含量被視為治理藍藻水華的根本對策。然而,對于大中型湖泊而言,實施此策略需耗費大量人力物力,且見效周期較長。在吸收前人研究經(jīng)驗、結(jié)合中國實際情況和傳統(tǒng)漁業(yè)知識的基礎(chǔ)上,謝平研究員孜孜不倦地開展創(chuàng)新實踐,終獲寶貴經(jīng)驗,他成功完成藍藻水華防治,為中國藍藻水華綜合治理取得關(guān)鍵性突破,成功阻止了22年武漢東湖的藍藻水華爆發(fā)。
在眾多科研人員的不懈努力下,針對水生系統(tǒng)的修復(fù)與維護這一復(fù)雜的系統(tǒng)工程已逐步形成可落地、可迭代的方法論??茖W(xué)的治理理念結(jié)合國內(nèi)污染治理力度的加大、法律法規(guī)的日趨完善以及公眾環(huán)保意識的逐步提高,有害的藍藻水華等水質(zhì)問題終將迎刃而解。
聲明:本站未注明出處的轉(zhuǎn)載文章是出于傳遞更多信息之目的。若有未注明出處或標(biāo)注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益,請與本網(wǎng)站聯(lián)系,我們將及時更正、刪除,謝謝!
歡迎關(guān)注本站"養(yǎng)魚第一線"微信公眾帳號和養(yǎng)魚第一線劉文俊視頻號!將會定期向你推送本號信息!將為你精誠服務(wù)!