海洋災(zāi)害-赤潮

1、海洋災(zāi)害海洋災(zāi)害 - 赤潮赤潮目錄目錄關(guān)于赤潮的概述關(guān)于赤潮的概述1赤潮形成的原因赤潮形成的原因2赤潮的危害赤潮的危害3赤潮的預(yù)防與治理赤潮的預(yù)防與治理4赤潮問題的新動向新特點(diǎn)5結(jié)束語結(jié)束語6赤潮赤潮 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)于赤潮發(fā)生的機(jī)理雖然至今尚無定論.但是,形成赤潮的首要條件是海水中的浮游生物增殖數(shù)量要達(dá)到一定的密度則已被公認(rèn)。也就是說，赤潮是在特定的環(huán)境條件下,海水中某些浮游植物、浮游動物尤其原生動物或細(xì)菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變化的一種有害生態(tài)現(xiàn)象.根據(jù)赤潮發(fā)生的原因、種類和數(shù)量的不同,赤潮污染的水體會呈現(xiàn)不同的顏色,有紅、磚紅、綠、黃、棕色等。

2、所以,赤潮是一個(gè)歷史沿用名,是多種赤潮的統(tǒng)稱。 赤潮的顏色,主要由形成赤潮的優(yōu)勢浮游生物種類的顏色所決定。以夜光藻為主形成的赤潮, 呈紅色; 綠色鞭毛藻形成的赤潮為綠色; 由淡紅束毛藻引起的赤潮呈黃褐色。赤潮發(fā)生的區(qū)域分布赤潮形生的原因赤潮形生的原因海溫和鹽度海溫和鹽度夜光藻、短裸甲藻以及夜光藻、短裸甲藻以及多邊膝溝藻等最為常見多邊膝溝藻等最為常見化學(xué)因素化學(xué)因素成因成因 化肥、農(nóng)藥的作用化肥、農(nóng)藥的作用引發(fā)赤潮的生物種類引發(fā)赤潮的生物種類赤潮產(chǎn)生的自然條件赤潮產(chǎn)生的自然條件赤潮產(chǎn)生的人為原因赤潮產(chǎn)生的人為原因氣象因素和海流氣象因素和海流 工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾和污水工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾和污水過度海

3、水養(yǎng)殖過度海水養(yǎng)殖, 殘餌腐敗殘餌腐敗引發(fā)赤潮的生物種類引發(fā)赤潮的生物種類 在春末夏初轉(zhuǎn)換季節(jié)時(shí)在春末夏初轉(zhuǎn)換季節(jié)時(shí),藻類浮游生物因水質(zhì)變化、水藻類浮游生物因水質(zhì)變化、水溫升高和養(yǎng)分提高而大量繁殖。目前發(fā)現(xiàn)的赤潮生物有溫升高和養(yǎng)分提高而大量繁殖。目前發(fā)現(xiàn)的赤潮生物有 330 多種多種, 其分布極為廣泛其分布極為廣泛, 幾乎遍及世界各個(gè)海域。藻類幾乎遍及世界各個(gè)海域。藻類植物甲藻門有二十多個(gè)種類能引起赤潮植物甲藻門有二十多個(gè)種類能引起赤潮, 其中其中夜光藻、短裸夜光藻、短裸甲藻甲藻以及以及多邊膝溝藻多邊膝溝藻等最為常見。等最為常見。而夜光藻是熱帶和亞熱帶海區(qū)發(fā)生赤潮的主要種類, 原甲藻是太平洋東

4、海岸赤潮的主要種類之一; 淡紅束毛藻、薛氏束毛藻、漢氏束毛藻是引起我國東海赤潮的常見種。原生動物中的某些種類如縊蟲等也屬于赤潮生物, 其繁殖過盛也可引起赤潮。海洋中的 4000 余種浮游藻類中, 約有 300 種能導(dǎo)致赤潮, 其中 70 多種能產(chǎn)生毒素。中國沿海的赤潮生物有 148 種, 其中 43 種曾引發(fā)過赤潮。夜光藻夜光藻Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy 1921 世界性的赤潮生物，我國沿海均有分布 。圖圖A：腹面觀（示意圖）；：腹面觀（示意圖）； 圖圖B-C：細(xì)胞外形（：細(xì)胞外形（LM）。）。 海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)

5、生的物質(zhì)基礎(chǔ)海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ) 化學(xué)因素化學(xué)因素 近海養(yǎng)殖向水域中添加大量的餌料, 導(dǎo)致在內(nèi)灣、淺海區(qū)中無機(jī)態(tài)氮、磷酸鹽和鐵、在內(nèi)灣、淺海區(qū)中無機(jī)態(tài)氮、磷酸鹽和鐵、錳等微量元素增多錳等微量元素增多, 給赤潮生物的大量繁殖給赤潮生物的大量繁殖提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。內(nèi)灣、淺海區(qū)水體交換能力差, 海水利用率高, 封閉性強(qiáng), 水體循環(huán)速度慢, 使水體富營養(yǎng)化比較嚴(yán)重, 是赤潮生物滋生繁衍的優(yōu)良環(huán)境, 是赤潮的多發(fā)區(qū)。 海溫和鹽度海溫和鹽度 一般赤潮發(fā)生于水溫2030 的海域中; 赤潮海域的鹽度一般為 27 37。 氣象因素氣象因素 通常赤潮出現(xiàn)于悶熱、風(fēng)平浪靜的夏季。

6、 海流海流 由于臺灣暖流北上或外海海水在浙江沿海形成的鋒面, 使東海多發(fā)赤潮。水底層出現(xiàn)無氧和低氧水團(tuán)也會引起赤潮。 此外, 赤潮發(fā)生與地球的溫室效應(yīng)也密切相關(guān)。近年來, 厄爾尼諾、拉尼娜等大范圍、長時(shí)間的異常氣候現(xiàn)象的出現(xiàn), 導(dǎo)致出現(xiàn)雨水少、氣溫高、光照足的氣候條件, 從而加速了生物的新陳代謝, 使過量繁殖的浮游生物在沿岸一些海域泛濫成災(zāi),從而形成赤潮。海水養(yǎng)殖的海水養(yǎng)殖的 自身污染是誘發(fā)赤潮的主要人為自身污染是誘發(fā)赤潮的主要人為因素因素人們對農(nóng)作物施以超量的化肥、農(nóng)藥等積累在土壤中超量的化肥、農(nóng)藥等積累在土壤中, 隨江河排泄于海隨江河排泄于海洋洋, 就以我國農(nóng)田施用數(shù)以億噸計(jì)化肥而言, 據(jù)

7、推算,約有 1/ 2 以上屬于浪費(fèi), 而這些化肥卻隨徑流進(jìn)入江、河、湖、海。這是海水營養(yǎng)鹽驟然上升的主要源頭。工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾和污水被大量注入海中工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾和污水被大量注入海中。這些物質(zhì)對海水中磷的過量富集,有直接的影響。到 20 世紀(jì) 90 年代, 浙江近岸海域氮高達(dá) 100 mol/ L, 磷為 1.6 mol/ L。沿海地區(qū)的過度海水養(yǎng)殖沿海地區(qū)的過度海水養(yǎng)殖, 殘餌腐敗污染海水殘餌腐敗污染海水。據(jù)專家介紹, 面積約 7. 8 萬平方公里的渤海是我國受污染最為嚴(yán)重的海域, 其根本原因在于陸地污染物的轉(zhuǎn)移和渤海的開發(fā)利用基本處于無序、無度狀態(tài), 每年排入渤海的污水達(dá) 28 億噸,

8、 污染物占全國海洋接納污染物的一半。 我國的赤潮高發(fā)區(qū)渤海灣、大連灣、長江口、福建沿我國的赤潮高發(fā)區(qū)渤海灣、大連灣、長江口、福建沿海、廣東大鵬灣的赤潮研究也都表明了赤潮發(fā)生與環(huán)境污海、廣東大鵬灣的赤潮研究也都表明了赤潮發(fā)生與環(huán)境污染和人類活動有密切聯(lián)系。染和人類活動有密切聯(lián)系。赤潮的危害赤潮的危害 破壞正常的海洋生態(tài)系統(tǒng) 危害海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及漁業(yè)資源 影響海上娛樂和濱海旅游業(yè) 威脅人群的健康破壞正常的海洋生態(tài)系統(tǒng)破壞正常的海洋生態(tài)系統(tǒng)赤潮生物分泌粘液赤潮生物分泌粘液, 粘附于魚類等海洋動物的鰓上, 妨礙其呼吸, 導(dǎo)致窒息死亡;同時(shí)因大量吸收水中的氧氣, 導(dǎo)致動物因缺氧而死亡。 赤潮生物分泌有害物質(zhì)

9、赤潮生物分泌有害物質(zhì)( 如氨、硫化氫等) , 會造成海水 pH 值升高, 粘稠度增大, 改變浮游生物的生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)。 赤潮生物缺氧或造成水體積累大量硫化氫和甲烷赤潮生物缺氧或造成水體積累大量硫化氫和甲烷等, 隔絕了海水與大氣圈的氣體交換, 導(dǎo)致使生物缺氧或中毒致死。赤潮生物吸收陽光赤潮生物吸收陽光, 遮蔽海面遮蔽海面, 使其它海洋生物因得不到充足的陽光而死亡。赤潮生物一般密集于表層幾十厘米以內(nèi), 使陽光難于透過表層,水下生物因得不到充足陽光而影響其生存和繁殖。 危害海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及漁業(yè)資源危害海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及漁業(yè)資源威脅人群的健康威脅人群的健康 世界已知的世界已知的6060多種赤潮生物可產(chǎn)生多種赤

10、潮生物可產(chǎn)生6 6類致毒的赤潮毒素類致毒的赤潮毒素( (麻痹麻痹性貝毒性貝毒PSPPSP；神經(jīng)性貝毒；神經(jīng)性貝毒NSPNSP；腹瀉性貝毒；腹瀉性貝毒DSPDSP；失憶性貝毒；失憶性貝毒ASPASP；西茄毒素西茄毒素CFPCFP；藍(lán)藻毒素；藍(lán)藻毒素CTP)CTP)，引起人類中毒死亡事件歷年都有，引起人類中毒死亡事件歷年都有發(fā)生，近年有增多的趨勢。發(fā)生，近年有增多的趨勢。據(jù)Prakash等(1971年)統(tǒng)計(jì)，全世界在1900至1971年已發(fā)生大約1，600次人體麻痹性貝毒(PSP)中毒事件。據(jù)橋本芳郎(1977年)報(bào)告，1962年前全世界PSP中毒人數(shù)超過900人，死亡達(dá)200人。僅在亞太地區(qū)，至

11、1994年已發(fā)生藻毒事件3164起，其中148起死亡記錄。我國至今有記錄的由赤潮藻毒素引起的中毒事件有6次，其中1986年12月1日在福建東山因誤食菲律賓蛤仔（Ruditapes phlipinensis）使136人中毒，危害59人，1人死亡的中毒事件，原因是赤潮裸甲藻所致。另外，在南海大鵬灣1992年也發(fā)生誤食貝類造成2人死亡的事件。赤潮的預(yù)防赤潮的預(yù)防 控制污水入海量,防止海水富營養(yǎng)化 建立海洋環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),加強(qiáng)赤潮監(jiān)測 加強(qiáng)赤潮預(yù)報(bào)模式的研究,開展赤潮的預(yù)報(bào)服務(wù) 科學(xué)合理地開發(fā)利用海洋赤潮的治理赤潮的治理 物理學(xué)方法 化學(xué)方法 生物學(xué)方法物理學(xué)方法物理學(xué)方法 圍隔柵或氣幕法 沉箱法 回收

12、法 超聲波法 光隔離法 粘土法目前國際上公認(rèn)的一種方法是撒播粘土法化學(xué)方法化學(xué)方法 化學(xué)藥品殺除法（硫酸銅、次氯酸鈉、過氧化氫、過碳酸鈉等） 凝聚劑沉淀法（無機(jī)凝聚劑、表面活性劑、高分子凝聚劑） 天然礦物絮凝法（黏土、蒙脫石） 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(diǎn)。 生物學(xué)方法生物學(xué)方法 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(diǎn)，使得微生物控藻是生物控藻里最有前途的一種控藻方式。 利用微生物法抑藻除毒的必要性與優(yōu)越性 海洋微生物的五大特

13、性： 個(gè)體小，比表面積大；吸收多，轉(zhuǎn)化快；生長旺，繁殖速； 適應(yīng)性強(qiáng)，易變異；種類多，分布廣。 目前對赤潮的防治，主要是采取化學(xué)方法目前對赤潮的防治，主要是采取化學(xué)方法?；瘜W(xué)方法防治雖可迅速有效的控制赤潮，但所施用的化學(xué)藥劑給海洋帶來了新的污染。因此，越來越多的人將目光投向了生物防治技術(shù)。 關(guān)于生物防治有人建議投放食植性海洋動物如貝類以預(yù)防或清除赤潮，但有毒赤潮的毒素也可能因此而富集在食物鏈中并產(chǎn)生令人擔(dān)憂的后果。 而利用微生物如細(xì)菌的抑藻作用及其對赤潮毒素的有效降解作用，使海洋環(huán)境保持長期的可靠的生態(tài)平衡，從而達(dá)到防治赤潮的目的，就可以避免這些缺陷，這也是細(xì)菌防治獨(dú)特的優(yōu)越性。關(guān)于關(guān)于“以菌

14、治藻以菌治藻”研究的動態(tài)研究的動態(tài)1微生物對赤潮發(fā)生的促進(jìn)作用微生物對赤潮發(fā)生的促進(jìn)作用為赤潮生物提供營養(yǎng)鹽及所必需的生理活性物質(zhì) 在海洋環(huán)境中，尤其在底層，硝化細(xì)菌通過硝化作用使氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，供浮游生物利用；在混合層中，細(xì)菌通過氨化作用產(chǎn)生的氨態(tài)氮是再生生產(chǎn)力的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。 細(xì)菌還為藻類的生長提供無機(jī)磷，磷在很多海區(qū)是浮游植物生長的限制因子，磷的主要來源是靠細(xì)菌活動使磷酸鹽再生。 海水受污染后所含的有機(jī)質(zhì)及動植物殘骸等，經(jīng)細(xì)菌分解后所產(chǎn)生的維生素類物質(zhì)和微量有機(jī)成分（嘌呤、嘧啶等核酸成分，酵母的自消化物等特殊有機(jī)物），可以促進(jìn)浮游植物繁殖。 氮、磷是影響赤潮生物繁殖的重要營養(yǎng)元素，赤

15、潮發(fā)生的一個(gè)很重要的原因是水體富營養(yǎng)化，水體中氮、磷元素的含量過高。 細(xì)菌還在其他元素的生物地球化學(xué)循環(huán)中起著重要作用，一定濃度的鐵、錳元素對某些赤潮藻類的生長均有不同程度的促進(jìn)作用，這表明微量元素中鐵、錳是觸發(fā)赤潮發(fā)生的重要因子。細(xì)菌可把三價(jià)鐵還原為易溶性的二價(jià)鐵，為藻類的生長提供必需的鐵元素。 細(xì)菌還可以合成藻類必需的生理活性物質(zhì)如維生素B-12，它在藻類的生理生活中起著極其重要的作用。 、微生物在赤潮消亡中的作用、微生物在赤潮消亡中的作用 細(xì)菌對赤潮消亡的作用 細(xì)菌對藻類的抑制作用有較強(qiáng)的種屬特異性。如Fukami K.等(1992) 研究細(xì)菌的抑藻作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃桿菌Flavobacte

16、rium sp.對裸甲藻Gymodinium nagasakiense具有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用，而對Chattonella, Heterosigina akashiwo和骨條藻Skeletonema costatum均無效。這表明該細(xì)菌對Gymodinium nagaskiense的殺滅作用是專一的。 食菌蛭弧菌對赤潮消亡的作用 蛭弧菌的分布自被發(fā)現(xiàn)后的大量研究表明它廣泛分布于近海洋環(huán)境，是以海洋微型生物為寄主的寄生菌，對水環(huán)境中的微型生物寄主具有“高速碰撞、高速鉆孔、高產(chǎn)量胞壁酸形成”等生物學(xué)特性。 由于它們生活在宿主細(xì)胞的周質(zhì)空間，可確保營養(yǎng)小環(huán)境穩(wěn)定，使它具有生態(tài)學(xué)優(yōu)勢，又因?yàn)樗伞俺缘?/p>

17、”有害宿主細(xì)胞而具有很大應(yīng)用潛力。 研究表明蛭弧菌也可進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)而溶藻。廈門大學(xué)赤潮研究組也曾對其在近岸海水環(huán)境中的生態(tài)分布及對寄主裂解的多樣性、有效性作過研究報(bào)道。 病毒對赤潮消亡的作用病毒對赤潮消亡的作用 在海洋環(huán)境中存在著大量病毒，其生物特點(diǎn)是：非細(xì)胞性。極端的微小性。專性的寄生性，其對赤潮消長起著重要作用。 Bratbak(1993)等研究表明：病毒在由海洋藻類Emiliania hualyi引起的赤潮消亡過程中起著重要作用，他們在溶解細(xì)胞內(nèi)和周圍環(huán)境發(fā)現(xiàn)游離態(tài)病毒顆粒和病毒類似顆粒的存在，同時(shí)，赤潮在消退過程中伴隨著病毒數(shù)量的增多。 Nagasaki等也從日本Nomi海灣分離到一種

18、病毒，這種病毒能夠感染赤潮引發(fā)種Heterosigma akashiwo，該病毒顆?？梢愿腥静⒘呀鈨芍闔.akashiwo, 該病毒對H.akashiwo具有較高的特異性，不會導(dǎo)致Chattonella antiqua, C.verruculosa, Fibrocapsa japonica等15種其它種類的浮游植物細(xì)胞裂解。而且，三株從日本Hiroshima灣分離到的Heterosigma akashiwo具有對該病毒的抗性，表明這種病毒并非種特異性而是具有株特異性。 研究展望研究展望 針對赤潮災(zāi)害發(fā)生的新態(tài)勢、新特點(diǎn)，采用抑藻基因調(diào)控赤潮的新思路，瞄準(zhǔn)“以菌治藻”的目標(biāo)，利用宏基因組學(xué)技術(shù)開

19、發(fā)源于海洋微生物的抑藻基因，從環(huán)境樣品中提取宏基因組，構(gòu)建宏基因組文庫，篩選出抑藻活性克隆，構(gòu)建抑藻菌； 進(jìn)而探討抑藻菌同赤潮藻生長和產(chǎn)毒之間的生態(tài)關(guān)系；并進(jìn)行有效抑藻菌的生物化學(xué)、分子生物學(xué)研究，查明抑藻基因抑藻生長的機(jī)理和過程并優(yōu)化其抑藻作用的環(huán)境條件； 而后建立抑藻菌抑藻作用的模型，提出有害赤潮的微生物法調(diào)控技術(shù)；為海洋抑藻基因的開發(fā)利用、有害赤潮的微生物防治、海洋資源環(huán)境和人類健康的保護(hù)提供理論和實(shí)踐依據(jù)。 赤潮問題的新動向、新特點(diǎn) 近年來赤潮發(fā)生頻繁，為害日烈。赤潮這一海洋災(zāi)害已同沙塵暴一樣成為危害社會經(jīng)濟(jì)、人群健康的環(huán)境問題。 赤潮的發(fā)生在近年來有上升的趨勢。其頻度、面積、持續(xù)的時(shí)

20、間、危害的程度、種類組成等等都顯示出一種增多、高、加劇的趨勢。 赤潮事件增多 根據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，自70年代計(jì)今我國沿海已發(fā)生300余次赤潮，而且是與年俱增的走向。 1986年11月福建東山的可能是裸甲藻（Cymnodinium sp.）赤潮，造成1人死亡、136人中毒的嚴(yán)重事件。 1989年渤海灣大面積裸甲藻、夜光藻赤潮造成沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的1億元以上的巨額經(jīng)濟(jì)損失。 1997年東海連同南海東部球形棕囊藻（phaeocystis globosa）赤潮，僅粵東沿海的網(wǎng)箱養(yǎng)殖就有6000余萬元的經(jīng)濟(jì)損失。 1998年廣東沿海連同香港的大面積赤潮，情形更為慘烈，造成這一帶水產(chǎn)養(yǎng)殖的損失超過3億元。凡此

21、種種，不勝枚舉。赤潮的范圍不斷擴(kuò)大 有許多赤潮是在局部小范圍發(fā)生的，而近年的一些赤潮顯示出其覆蓋范圍有擴(kuò)大化的態(tài)勢，表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是赤潮覆蓋的面積增大。如19971998年在福建、廣東沿海發(fā)生的棕囊藻赤潮其覆蓋面積超過300平方公里，1998年南海的赤潮東起廣東的惠東一帶，西達(dá)廣東西部的陽江海域，珠江口從北至香港南部，縱深遼闊。其次是發(fā)生在類型上，從多是內(nèi)灣型，發(fā)展到外海型，如1998年10月渤海的赤潮，2000年7月長江口的面積逾萬公里的原甲藻（Prorocentrum）赤潮都已近外海。 赤潮持續(xù)的時(shí)間增長 僅以近年為例。1997年發(fā)生在東海南海的赤潮，從當(dāng)年的9月始至翌年的2月初止，為時(shí)長達(dá)半年！2000年更有南海大亞灣衙前、東升海域的斯氏藻（Scrippsiella）赤潮從8月4日發(fā)生，延續(xù)到9月11日，綿延1個(gè)多月。 復(fù)次，自8月24日在大鵬灣大、小梅沙發(fā)生的斯氏藻赤潮，一直持續(xù)到10月上旬，而且從灣內(nèi)向?yàn)?/p>