海之韵论文

2016-06-04 13:45:40 海之韵海之韵论文

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  【海之韵论文】

  赤潮的成因、危害及其防治

  近年来,有关赤潮和赤潮所造成灾害的新闻频繁见于报刊和电视等媒体,人们对赤潮这个名词也耳熟能详。目前,世界上已有30多个国家和地区不同程度地受到过赤潮的危害,日本是受害最严重的国家之一。近十几年来,我国同世界其他沿海国家一样,一直遭受赤潮灾害的困扰,海洋环境受到破坏,经济损失也不断增加,赤潮已经成为中国沿海地区主要海洋生态灾害之一。

  由于海洋污染日益加剧,赤潮灾害也有加重的趋势,由分散的少数海域,发展到成片海域,一些重要的养殖基地受害尤重。那么,究竟什么是赤潮呢?

  一、赤潮

  “赤潮”,被喻为“红色幽灵”,国际上也称其为“有害藻华”,赤潮又称红潮,是海洋生态系统中的一种异常现象。赤潮泛指由于海洋浮游微型藻类(也有少量原生动物)的过度繁殖造成海水变色(一般为红色)的现象。由于引致海水变色的赤潮生物种类的不同,所造成的海水变色也不都是红色。一般来说,甲藻类的赤潮海水为红色,而硅藻类和一些定鞭藻类的赤潮为褐色等。发生赤潮的海水常带有粘性,并有腥臭,俗称臭水。能引起赤潮的生物约有60多种。

  近年,国际科学界将那些能直接造成海洋危害的赤潮,称之为有害藻类水华(简称为HABs)。而把一些无直接危害的赤潮(如某些硅藻赤潮)不归于此类。赤潮和藻类水华是自然界的一种自然生态现象,早在《圣经》中就有过赤潮(海水变色)的记载,只不过由于近代工业化进程的加速,海洋污染的加剧,使得这种生态现象的发生频率不断增加。

  二、我国赤潮发生的概况

  我国是世界上赤潮发生比较频繁的国家之一,每年都有多起赤潮事件的记载。在我国的海域中,发生赤潮比较集中的海区有:渤海(主要是渤海湾、黄河口和大连湾等地)、长江口(主要包括浙江舟山外海域和象山港等地)、福建沿海、珠江口海域(大亚湾、大鹏湾及香港部分海区等地)。

  我国最早的赤潮记录见于1952年,费鸿年报告黄河口夜光藻赤潮。实际上1933年在原浙江水产实验场,费鸿年就报道有关镇海至台州、石浦等海域发生的夜光藻赤潮,只是没有正式刊于杂志上。我国赤潮事件的报告从步入上世纪70年代才开始增加,而在80年代以前仍是零零星星的。

  1986年12月发生在东海福建省东山的可能是裸甲藻赤潮,造成136人中毒、一人死亡的重大恶性事件。

  1989年8月至10月在渤海沿岸,河北省黄骅市海域发生的大面积赤潮使鱼虾贝类大量死亡,特别是养虾业遭受空前的损失,直接经济损失逾3亿元之多。

  2004年5月中国海域发现赤潮34起,累计面积近2万平方公里。其中包括5月份发生在东海浙江沿海海域的原甲藻赤潮,面积达1万平方公里,世界罕见。

  2004年6月11—18日在渤海湾和黄河口海域发生了棕囊藻和米氏凯伦藻赤潮,总面积超过5000平方公里;在南海大亚湾海域,6月14—17日也发生了面积超过100平方公里的红海树毛藻赤潮。赤潮几乎在整个中国沿海海域发生过,对沿海地区的海洋经济发展和海洋生态环境造成了巨大的破坏。

  据统计,我国的赤潮事件在20世纪90年代以前比较少,每年发生的频率都在15次以下。在进入90年代以后,随着沿海地区经济的飞速发展,海洋污染的加剧,以及全国监测系统和监测网络的完善,赤潮在我国沿岸进入了高发期。除了发生频率增加以外,赤潮面积也不断扩大,2004年5月在浙江沿海发生的原甲藻赤潮,面积就超过了1万平方公里。

  中国沿海(包括香港海域)的赤潮以1998年最为严重。这一年在南海水域赤潮不断,其中尤其以当年3-4月份的一次凯伦藻(当时报道为米氏裸甲藻)赤潮,造成了珠江口海域三地(深圳、珠海和香港)水产养殖业损失逾4亿元之巨,对当地的水产养殖业造成了毁灭性打击。

  三、赤潮的成因

  赤潮是一种复杂的生态异常现象,发生的原因也比较复杂。关于赤潮发生的机理虽然至今尚无定论,但是赤潮发生的首要条件是赤潮生物增殖要达到一定的密度,否则,尽管其他因子都适宜,也不会发生赤潮,在正常的理化环境条件下,赤潮生物在浮游生物中所占的比重并不大,有些鞭毛虫类(或者甲藻类)还是一些鱼虾的食物。但是由于特殊的环境条件,使某些赤潮生物过量繁殖,便形成赤潮。大多数学者认为,赤潮发生与下列环境因素密切相关。

  1、海洋污染

  随着经济的高速发展和沿海地区人口的膨胀,工业废水、生活污水和地表径流将大量陆源污染物质排入海洋,海洋遭受严重污染,造成海域的富营养化。海水中大量氮、磷、微量元素和有机营养物质的增加,为赤潮生物快速生长繁殖提供了充足的物质基础。

  2、水文气象和海水理化因子

  赤潮生物的快速生长需要具备一定的环境条件,这些环境条件包括合适的温度和盐度,充足的光照等。海水的温度是赤潮发生的重要环境因子,20—30℃是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升高大于2℃是赤潮发生的先兆。海水的化学因子如盐度变化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。盐度在26—37的范围内均有发生赤潮的可能,但是海水盐度在15—21.6时,容易形成温跃层和盐跃层。温、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件,易诱发赤潮。由于径流、涌升流、水团或海流的交汇作用,使海底层营养盐上升到水上层,造成沿海水域高度富营养化。营养盐类含量急剧上升,引起硅藻的大量繁殖。这些硅藻过盛,特别是骨条硅藻的密集常常引起赤潮。这些硅藻类又为夜光藻提供了丰富的饵料,促使夜光藻急剧增殖,从而又形成粉红色的夜光藻赤潮。据监测资料表明,在赤潮发生时,水域多为干旱少雨,天气闷热,水温偏高,风力较弱,或者潮流缓慢等水域环境。此外,风、潮汐、海流等因素也有利于赤潮生物向某一个方向聚集,造成了局部区域的赤潮形成。

  3、过度的海产养殖

  我国是水产养殖大国,沿海水域已经形成了密集的海产养殖产业。随着全国沿海养殖业的大发展,尤其是对虾养殖业的蓬勃发展,也产生了严重的自身污染问题。在对虾养殖中,人工投喂大量配合饲料和鲜活饵料。由于养殖技术陈旧和不完善,往往造成投饵量偏大,池内残存饵料增多,严重污染了养殖水质。另一方面,由于虾池每天需要排换水,所以每天都有大量污水排入海中,这些带有大量残饵、粪便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物,加快了海水的富营养化,这样为赤潮生物提供了适宜的生物环境,使其增殖加快,特别是在高温、闷热、无风的条件下最易发生赤潮。由此可见,海水养殖业的自身污染也使赤潮发生的频率增加。所以,这也是养殖海域赤潮发生频率较高的根本原因之一。

  4、赤潮生物的异地传播

  经济的发展促进了海上航运业的繁荣。频繁的国际航运导致了船舶在世界各港口间穿梭,而这些船舶在各港口不断的纳入和排放压舱水,导致大量海水的异地搬运,从而造成了不同赤潮生物种类的异地传播,使得世界各地新的赤潮种类不断出现。

  四、赤潮的种类

  中国沿海海岸线长,跨度大,横跨热带、亚热带、温带等不同的气候类型,因此浮游植物的生物多样性较高,种类组成比较丰富,为赤潮的形成提供了丰富的种源条件。

  据统计(Sounia,1995),在全球的海洋中共有3365--4024种浮游藻类,其中赤潮种类约占6%,为184--276种;有毒种占2%,为60--78种;赤潮种类和有毒种类均以甲藻类为主。

  经研究,我国赤潮生物大约有150余种,其中近50种诱发过赤潮。与世界其他地区一眼,我国的赤潮生物也是以甲藻为主,其次为硅藻。此外,还有褐胞藻、蓝藻、定鞭金藻等其他种类。

  根据历年来我国赤潮灾害统计,迄今为止,赤潮对我国沿海地区最大的危害是导致养殖的鱼、虾、贝类死亡。众所周知,我国是世界上海洋养殖业最为发达的国家之一,水产养殖业已经成为很多沿海地区的重要产业之一。大面积、高频度的赤潮发生,使得养殖业损失惨重,已成为海产养殖业可持续发展的关键制约因素之一。赤潮对养殖动物造成危害主要是通过以下途径:1、分泌或产生黏液附着在鱼类或其他动物的鳃上,使其窒息死亡;2、具有长刺结构的藻类吸附在鳃上,使得鱼类或其他动物的鳃受到机械损伤从而影响呼吸机能;3、产生溶血性毒素等有害物质,破坏鳃组织的上皮细胞,破坏呼吸功能;4、藻类大量繁殖进入衰亡期后,藻细胞死亡分解消耗大量水体中的氧气,使鱼类或其他动物窒息死亡。

  除了PSP中毒事件的大量纪录,值得关注的是近年来我国南方地区频发的西加鱼毒中毒事件。2004年9月份,在广东的汕头和深圳,因误食染有西加鱼毒的珊瑚鱼类,分别造成了50多人和39人的中毒事件。而在香港,几乎每年都有西加鱼毒中毒事件发生,西加鱼毒是由生长在珊瑚礁上的底栖甲藻产生,通过珊瑚鱼类而传递到人类。

  根据赤潮所造成的危害和后果,可以简单的将赤潮及其危害分为如下几类:  1、无毒的赤潮

  这类赤潮一般是无害的,不会引起海产养殖的大问题。只是由于赤潮藻的数量过高,当它们死亡分解时造成海水缺氧,致使鱼类和无脊椎动物死亡。例如夜光藻赤潮,这种赤潮在我国最为普遍,约占赤潮总数的50%。夜光藻赤潮有的持续时间不长,一两天就消失,有的则可持续长达20多天甚至几个月。我国长江口就有过大面积(约6000平方千米)、长时间(达一个月之久)的夜光藻赤潮。但大多数的夜光藻赤潮不会带来什么大问题。据统计,它们造成鱼类死亡危害的比例为10%以下(多为5%左右)。

  无毒赤潮,还有在我国的海南岛海域、浙江和广东海域等地发生的红海束毛藻赤潮,以及在南海分布较多的锥状斯氏藻赤潮等。

  2、有毒的赤潮

  这类赤潮通过食物链,造成人类肠胃消化系统或神经系统中毒。某些裸甲藻,如短裸甲藻可产生危害严重的神经性毒素,威胁人类健康。这类赤潮最应引起我们的注意。这些毒素包括有:

  (1) 麻痹性贝毒(PSP):麻痹性贝毒是一类神经肌肉麻痹剂,对人体的作用机理主要是阻断细胞钠离子通道,造成神经系统传输障碍而产生麻痹作用。贝类可以通过摄食大量含毒藻类而将毒素富集在体内,当人食入含毒贝类后,毒素会迅速释放并呈现毒性作用,潜伏期仅几分钟到数小时。症状包括:四肢肌肉麻痹、头疼恶心、皮疹发烧等。据不完全统计,在全球范围内,大约发生过1600次人类麻痹性贝毒中毒事件。在1962年之前,全球麻痹性贝毒中毒人数超过900人,死亡200人。我国(包括台湾、香港地区在内),自上世纪60年代至今,有近600人因误食有毒的贝类而中毒,29人死亡。根据中毒症状及肇事藻种类,可以推测大部分为麻痹性贝毒中毒事件。产生麻痹性贝毒素的赤潮藻类,主要是甲藻中的亚历山大藻属种类和链状裸甲藻等。

  (2) 腹泻性贝毒(DSP):腹泻性贝毒中毒的症状主要表现在腹泻、恶心、呕吐、四肢无力、腹部痉挛等。中毒特点是潜伏时间较短,通常是半小时至4小时。1977年日本曾发生过122人因误食含毒贻贝,引发腹泻性贝毒中毒事件,国内在海南三亚也有类似事件发生。产生腹泻性贝毒的赤潮藻类,主要是甲藻中的鳍甲藻属种类,以及利马原甲藻等。

  (3) 神经性贝毒(NSP):神经性贝毒中毒主要出现气喘、咳嗽、呼吸困难等症状。主要由甲藻中的短裸甲藻产生,在贝体内富集。此外,该毒素还可以直接通过吸入赤潮海区附近含有毒藻气雾的海水而导致人类中毒。

  (4) 记忆缺失性贝毒(ASP):记忆缺失性贝毒通常造成肠胃失调和神经错乱。症状包括:腹泻、呕吐、恶心,严重的会出现神经错乱、短期失忆、呼吸困难和四肢麻木等。该毒素中毒事件最早于1987年发现于加拿大,因误食含毒的养殖贻贝而造成107人中毒,4人死亡。在我国尚未发现这类中毒事件,但产生这类毒素的赤潮种类在我国是有分布的,它们多为硅藻中拟菱形藻属的一些种类。

  (5) 西加鱼毒(CFP):该毒素是唯一通过鱼为介质而传播的毒素,中毒症状包括:温度感觉错位、腹泻、呕吐、呼吸异常、神经功能失调等,严重者可休克、痉挛。它由某些有毒的底栖或附着甲藻产生,毒素通过食物链传递并富集在鱼体内,人通过食用染毒鱼类而中毒。该毒素中毒事件在热带珊瑚岛礁分布较多、底栖鱼类丰富的地区较为频发。

  3、对人无害,但对鱼类及无脊椎动物有害的赤潮

  这种赤潮主要是对鱼鳃等发生堵塞或机械伤害作用。硅藻中的角毛藻的长刺会刺伤鱼鳃组织。另外,1998年在香港海域、珠海桂山岛、深圳大鹏湾南澳海域发生的大规模凯伦藻赤潮可产生溶血素,造成鱼类大量死亡,也属这一类。对鱼类产生有害作用的藻类除了甲藻和硅藻外,还主要包括针胞藻中的卡盾藻属一些种类。

  另外值得关注的是,近年来我国沿岸赤潮新纪录种不断出现,其中很多种类都是有毒有害种类,而且有些种类已经在我国沿岸引发过赤潮,并且造成了较大的危害,如凯伦藻1998年诱发的赤潮在珠江口海域造成了巨大的经济损失。

  五、赤潮的有效防治

  1、控制污水入海量,防止海水富营养化

  海水富营养化是形成赤潮的物资基础。携带大量无机物的工业废水及生活污水排放入海是引起海域富营养化的主要原因。我国沿海地区是经济发展的重要基地,人口密集,工农业生产较发达。然而也导致大量的工业废水和生活污水排入海中。据统计,占全国面积不足5%的沿海地区每年向海洋排放的工业废水和生活污水近70亿吨。随着沿海地区经济的进一步发展,污水入海量还会增加。因此,必须采取有效措施,严格控制工业废水和生活污水向海洋超标排放。按照国家制定的海水标准和海洋环境保护法的要求,对排放入海的工业废水和生活污水要进行严格处理。

  控制工业废水和生活污水向海洋超标排放,减轻海洋负载,提高海洋的自净能力,应采取如下措施:1、实行排放总量和浓度控制相结合的方法,控制陆源污染物向海洋超标排放,特别要严格控制含大量有机物和富营养盐污水的入海量;2、在工业集中和人口密集区域以及排放污水量大的工矿企业,建立污水处理装置,严格按污水排放标准向海洋排放;3、克服污水集中向海洋排放,尤其是经较长时间干旱的纳污河流,在径流突然增大的情况下,采取分期分批排放,减少海水瞬时负荷量。

  2、建立海洋环境监视网络,加强赤潮监视

  我国海域辽阔,海岸线漫长,仅凭国家和有关部门力量,对海洋进行全国监视是很难做到。有必要把目前各主管海洋环境的单位,沿海广大居民,渔业捕捞船,海上生产部门和社会各方面力量组织起来,开展专业和群众相结合的海洋监视活动,扩大监视海洋的覆盖面,及时获取赤潮和与赤潮有密切关系的污染信息。监视网络组织部门可根据工作计划,组织各方面的力量对赤潮进行全面监视。特别是赤潮多发区,近岸水域,海水养殖区和江河入海口水域要进行严密监视,及时获取赤潮信息。一旦发现赤潮和赤潮征兆,监视网络机构可及时通知有关部门,有组织有计划地进行跟踪监视监测,提出治理措施,千方百计减少赤潮的危害。

  3、加强海洋环境的监测,开展赤潮的预报服务

  为使赤潮灾害控制在最小限度,减少损失,必须积极开展赤潮预报服务。众所周知,赤潮发生涉及生物、化学、水文、气象以及海洋地质等众多因素,目前还没有较完善的预报模式适应于预报服务。因此,应加强赤潮预报模式的研究,了解赤潮的发生、发展和消衰机理。为全面了解赤潮的发生机制,应该对海洋环境和生态进行全面监测,尤其是赤潮的多发区,海洋污染较严重的海域,要增加监测频率和密度。当有赤潮发生时,应对赤潮进行跟踪监视监测,及时获取资料。在获得大量资料的基础上,对赤潮的形成机制进行研究分析,提出预报模式,开展赤潮预报服务。加强海洋环境和生态监测一是为研究和预报赤潮的形成机制提供资料;二是为开展赤潮治理工作提供实时资料;三是以便更好地提出预防对策和措施。

  4、科学合理地开发利用海洋

  调查资料表明,近几年赤潮多发生于沿岸排污口,海洋环境条件较差,潮流较弱,水体交换能力较弱的海区,而海洋环境状况的恶化,又是由于沿岸工业、海岸工程、盐业、养殖业和海洋油汽开发等行业没有统筹安排,布局不合理造成的。为避免和减少赤潮灾害的发生,应开展海洋功能区规划工作,从全局出发,科学指导海洋开发和利用。对重点海域要作出开发规划,减少盲目性,做到积极保护,科学管理,全面规划,综合开发。另外,海水养殖业应积极推广科学养殖技术,加强养殖业的科学管理。控制养殖废水的排放。保持养殖水质处于良好状态。

  5、搞好社会教育和宣传

  赤潮一旦发生,其后果相当严重。因此,要经常通过报刊、广播、电视、网络等各种新闻媒介,向全社会广泛开展关于赤潮的科普宣传,通过宣传教育,增强抗灾防灾的意识能力。同时也呼吁社会各方面在全面开发海洋的同时,高度重视海洋环境的保护,提高全民保护海洋的意识。只有保护好海洋,才能不断向海洋索取财富,反之,将会带来不可估量的损失。

  对于赤潮的防治,目前依然还是一个世界性的难题。其原因在于引发赤潮的赤潮生物种类繁多,爆发机制各异,对于很多赤潮的发生机理还没有从根本上掌握。因此,就难于从发生机理上控制赤潮的发生。目前,我国科学家们正在和全世界其它国家的科学家通力合作,加大研究力度,对于赤潮的内在和外在因素的了解及其规律的揭示正在不断深入,可望在不久的将来能够彻底解决这一世界难题。

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