由養(yǎng)殖廢水導致的湛江硇洲島海域夜光藻赤潮

由養(yǎng)殖廢水導致的湛江硇洲島海域夜光藻赤潮廖永巖;謝葉;謝偉陽;梁建安;林尤通【摘要】AninvestigationofharmfulalgalbloomsofNoctilucascintillanswasconductedinthewatersaroundtheNaozhouIsland,Zhanjiang,China.TheinvestigationshowedthattheharmfulalgalbloomsappearedinthewatersaroundtheIslandwhentheseatemperaturewas19°C,thesalinity27-32,thepH6.87-8.33,thedissolvedoxygen2.81-8.11mg?L-1,thechemicaloxygendemand0.97-492.28mg?L-1,theammonianitrogen0.002-0.258mg?L-1,thenitrate0.04-0.262mg?L-1,thenitrite0.005-0.175mg?L-1,theinorganicnitrogen0.047-0.529mg?L-1,andthereactivephosphate0.048-1.682mg?L-.Thiswasduetothefactthatlargeamountsofeutrophicwastewaterweredischargedintotheseawatersdirectlyfromthelocalprawnpondsduetopondcleaning.ThismassofeutrophicwastewaterwasthemajorfactorthatcausedtheharmfulalgalbloomsofN.scintillanscoveringthewaters2kmlongand50mwide,oraseaareaof10hectaresinthewatersaroundtheIsland.%于2002年2月對湛江硇洲海域發(fā)生的夜光藻赤潮進行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該赤潮發(fā)生的海域水溫19C，鹽度27-32,pH值6.87—8.33，溶解氧2.81—8.11mg?L-1，化學需氧量0.97-492.28mg?L-1，氨氮0.002-0.258mg?L-1,硝酸鹽0.040—0.262mg?L-1，亞硝酸鹽0.005~0.175mg?L-1，無機氮0.047—0.529mg?L-1,活性磷酸鹽0.048—1.682mg?L-1。這是由于當?shù)貙ξr養(yǎng)殖池清塘，將大量富營養(yǎng)化養(yǎng)殖廢水直接排入海，從而造成該海域發(fā)生長約2km，寬約50m，面積約10hm2的紅色夜光藻赤潮的主要原因?！酒诳Q】《熱帶生物學報》【年（卷），期】2012（003）003【總頁數(shù)】5頁（P276-280）【關鍵詞】赤潮;夜光藻;養(yǎng)殖廢水;湛江硇洲島【作者】廖永巖;謝葉;謝偉陽;梁建安;林尤通【作者單位】廣東海洋大學水產(chǎn)學院廣東湛江524025;廣東海洋大學水產(chǎn)學院廣東湛江524025;廣東海洋大學水產(chǎn)學院，廣東湛江524025;湛江市漁政海監(jiān)支隊，廣東湛江524039;湛江市漁政海監(jiān)支隊，廣東湛江524039【正文語種】中文［中圖分類】X55赤潮是一種生態(tài)異常現(xiàn)象，通常是指海洋環(huán)境條件的變化而導致浮游生物（微藻，原生動物或細菌等）暴發(fā)性增殖和高度聚集使局部水體顏色改變的現(xiàn)象。赤潮可分為河口、近岸、內(nèi)灣型赤潮，外海（或外洋）型赤潮，外來型赤潮，養(yǎng)殖區(qū)型赤潮4種類型［1］,不同的赤潮類型，有自己特有的發(fā)生機制［2］。赤潮的危害方式主要有:①黏附于水生動物的腮上，使其窒息而死［3］;②分泌有害物質(zhì)危害其他生物［4］;③產(chǎn)生毒素，毒死其他生物［5］;④大量耗氧，使水體缺氧［6］等4種。赤潮造成的危害，主要表現(xiàn)在對海水養(yǎng)殖業(yè)、人體、海洋生態(tài)等方面的危害［4,7］。大規(guī)模的赤潮對海洋生態(tài)的破壞常常是毀滅性的。海水養(yǎng)殖業(yè)受到赤潮的沖擊，常造成巨大的經(jīng)濟損失。近年來，隨著我國工業(yè)化、城市化進程的加快，部分海域的海洋環(huán)境惡化，海水富營養(yǎng)化嚴重，使得赤潮頻頻發(fā)生。特別是20世紀90年代后，我國沿海海域赤潮發(fā)生頻率逐漸增高，周年均可發(fā)生［1,8］;赤潮發(fā)生的時間也逐漸延長，范圍變廣，危害增大［1,9］。我國常發(fā)生的赤潮，很大一部分是由夜光藻引發(fā)的［1］。夜光藻(Noctilucascintillans)［10］,俗稱夜光蟲，在分類上隸屬于甲藻門，甲藻綱，橫裂甲藻亞綱，裸甲藻目，夜光藻科［11］，近圓球形，直徑約150~2000pm,細胞壁透明，具1條長觸手。其細胞內(nèi)原生質(zhì)淡紅色，常引起紅色赤潮。夜光藻能有性繁殖和無性繁殖［12］，是1種完全異養(yǎng)的赤潮種類。它的這種異養(yǎng)特性，使其種群與外界餌料之間存在密切關系。夜光藻食性很廣，主要是攝食水體中的有機體，如硅藻甲藻和扁藻等浮游植物、小型浮游動物及其卵、有機碎屑等［13］。其中，硅藻［14］、扁藻［15］是夜光藻的主要食物來源。夜光藻對溫度、鹽度的適應范圍廣，適宜溫度13~28^,鹽度15.0-34.5。夜光藻本身并不含毒素，但它大量繁殖形成赤潮時，會黏附在水生生物的腮上，使其缺氧窒息而死。另外，它死亡分解時，會產(chǎn)生硫化氫等有害物質(zhì)影響海水水質(zhì)，破壞生態(tài)環(huán)境。湛江灣位于粵西海岸大尺度灣曲處，由東海島、南三島和硇洲島環(huán)繞，屬北回歸線以南海區(qū)，水域生境多樣，生物區(qū)系復雜，是多種經(jīng)濟魚、蝦、貝類的繁育場所。近年，隨著湛江市經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是隨著湛江港吞吐量的增加、臨港工業(yè)的高度發(fā)展、城市的擴容、養(yǎng)殖基地的興建，湛江灣海水污染日趨明顯，富營養(yǎng)化加重，赤潮時有發(fā)生。本文報道了2002年2月發(fā)生于湛江灣硇洲島附近海域的夜光藻赤潮，并就該赤潮發(fā)生的原因進行了分析，旨在為今后湛江海域赤潮防治及海域保護提供基礎資料。1材料與方法1.1材料1.1.1水樣于2002年2月湛江硇洲島赤潮發(fā)生時，立即從該島3個不同赤潮站點采集水樣。1.1.2儀器采水器(河南駝人醫(yī)療器械公司)，溶氧儀(YSI-SS)，表面海水溫度計(浙江省寧波市溫度表廠，SWL1-1），鹽度計（ATAGOES-421）,pH計（梅特勒-托利多SG2），722型分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）等。1.2方法1.2.1實地調(diào)查赤潮發(fā)生時，接報赤潮發(fā)生的信息后，及時訪問當?shù)馗刹?、漁民，了解赤潮發(fā)生的具體情況，并及時趕到赤潮發(fā)生現(xiàn)場，調(diào)查海水顏色、氣味、分布范圍等。1.2.2布點檢測和取樣分析在赤潮發(fā)生現(xiàn)場布點檢測和取樣分析，獲取海水重要理化指標及有關的生物情況。具體方法如下:根據(jù)赤潮與對蝦養(yǎng)殖池排廢口的距離，設置3個站點，用采水器分別采集上層和近底下層水。主要測定項目:水溫、鹽度、比重、透明度、pH值、溶解氧、化學需氧量、濁度、懸浮物、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、無機氮及活性磷酸鹽等。1.2.3赤潮生物鑒定在實驗室對采集到的赤潮生物進行分離、計數(shù)，然后進行形態(tài)學鑒定，確定赤潮生物種類。2結(jié)果與分析2.1赤潮發(fā)生海域的基本情況本次赤潮發(fā)生地點在湛江硇洲島譚北斗龍至煙樓村—帶。硇洲島位于湛江市東南面，即東經(jīng)110°33'~110。38',北緯20°52'~20。56'30"，位于北回歸線以南。該島面積約56km2，海岸全長約36km，東臨南海，西瀕雷洲灣。島岸除南部淡水鎮(zhèn)至南港是砂岸外，其余為巖礁，海流暢通，風大浪大。該島地處熱帶，屬熱帶季風氣候，夏季時間長，臺風和暴雨較多，冬季不冷，年平均氣溫23.41，海水溫度17~29C。除天然降雨外，島內(nèi)沒有常年的淡水河川注入沿海，因而海水鹽度較穩(wěn)定，鹽度約30.44。本次赤潮開始于2002年2月6日（農(nóng)歷臘月25）早晨，赤潮最盛時長約2km,寬約50m,面積約10hm2。赤潮爆發(fā)前幾天天氣晴朗，風浪小。赤潮海域海水呈桔紅色。3個站點的具體情況分別為:第1站點離養(yǎng)殖場排放口最近（約20m）,水色最紅，但沒有臭味;第2站點離養(yǎng)殖場距離次之(約1km);第3站點離養(yǎng)殖場最遠(約1.5km)。第2和第3站點的水色均為淡紅色，氣味相近。走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在本次夜光藻赤潮發(fā)生前后，正是當?shù)貙ξr養(yǎng)殖池進行清塘排廢的時期，而且養(yǎng)殖廢水直接排入該海區(qū)，排放前沒有經(jīng)過任何處理。2.2水樣測定分別測定了3個不同站點的水溫、鹽度、pH值、溶解氧、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、無機氮、活性磷酸鹽等項目，測定結(jié)果見表1。表1湛江硇洲島赤潮海域不同站點水樣理化指標測定項目第1站點第2站點第3站點水溫/鹽度27.032.031.0pH值6.877.878.33溶解氧/(mg-L-1)2.818.018.11化學需氧>/(mg-L-1)492.28147.340.97濁度/NTU>100042.54.57氨氮/(mg?L-1)0.002未檢出0.258硝酸鹽/(mg?L-1)0.04未檢出0.262亞硝酸鹽(mg?L-1)0.0050.1750.009無機氮/(mg?L-1)0.0470.1750.529活性磷酸鹽/(mg?L-1)1.4581.6820.048由表1可見，第1個站點受蝦塘污染最嚴重，有機物的含量最大(化學需氧量為492.28mg-L-1)，溶解氧僅2.81mg-L-1,pH6.87。第2個站點，污染較嚴重，有機物的含量比較大(化學需氧量為147.34mg-L-1),但此處的溶解氧水平較高(8.01mg-L-1)，與第3個點(8.11mg-L-1)相差不大;另外，水樣中均未檢出氨氮和硝酸鹽，亞硝酸鹽的含量為0.175mg-L-1oB3站點離養(yǎng)殖場最遠，受蝦場所排廢水污染最小，有機物含量最低(化學需氧量為0.97mg-L-1)，無機氮含量為0.529mg-L-1，活性磷酸鹽含量為0.048mg-L-1，這仍是一個較高的含量。2.3赤潮生物鑒定在水樣分析中，筆者發(fā)現(xiàn)了大量夜光藻，其他的浮游生物相當少。因此，可以確定形成赤潮的生物為浮游生物甲藻門的夜光藻，此次赤潮是由夜光藻大量繁殖和死亡造成的，其他浮游植物有可能已被消耗殆盡。3討論3.1夜光藻赤潮發(fā)生的影響因素夜光藻赤潮的發(fā)生是個相當復雜的過程，夜光藻自身的種群基數(shù)是形成赤潮的內(nèi)因。受制于無機氮和無機磷等營養(yǎng)元素的浮游植物數(shù)量則是外因中的一個最主要因素。此外，溫度、鹽度、溶解氧、水文、氣象條件等也可影響其生長繁殖和夜光藻赤潮的發(fā)生。一般說來在夜光藻赤潮發(fā)生前均會有個浮游植物的高峰期［16］。水溫、鹽度、光強、pH、溶解氧、降雨及水流條件等是影響赤潮發(fā)生的重要因素或輔助條件［17］。不同環(huán)境因子對赤潮發(fā)生中的影響程度不同，同一環(huán)境因子在不同赤潮發(fā)生中所起的作用也不盡相同。赤潮高發(fā)期海域適宜的水溫、較強的光照、風浪、潮汐有時可成為誘發(fā)赤潮生物迅速生長繁殖的主要條件。3.2本次赤潮的發(fā)生原因本次夜光藻赤潮發(fā)生的時間正是當?shù)貙ξr養(yǎng)殖池進行清塘的時期。大量養(yǎng)殖廢水沒有經(jīng)過任何處理就直接排入該海域。養(yǎng)殖廢水不僅含有大量的無機鹽，還帶有許多浮游植物。適宜的環(huán)境和足夠的營養(yǎng)鹽使得浮游植物大量增長。事發(fā)海域赤潮爆發(fā)前是否會有大量浮游植物出現(xiàn)，可以根據(jù)湛江海域?qū)ξr養(yǎng)殖中幾種常見的餌料藻類的生態(tài)習性進行分析，幾種蝦池常見的餌料藻類的生態(tài)習性見表2［18］。表2湛江海域?qū)ξr養(yǎng)殖中幾種常見餌料藻類的生態(tài)條件藻類鹽度最適鹽度溫度/1最適溫度/1pH值最適pH值8-8030-407-3020-286~97.5~8.5三角褐指藻9-9225-325-2510-207-107.5-8.5牟氏角毛藻2.6-3510155-30306.4-9.58.0-8.9中肋骨條藻亞心形扁藻7-5015-3010-3420-306.5-9.57.5-8.5赤潮發(fā)生海域水溫19°C，鹽度27-32,pH值6.87-8.33，可見，餌料植物能夠在此種條件下大量生長，其中，亞心形扁藻(Platymonas，"成?！竈?！保郏肴呛种冈?Phaeodactylumtricornutum)、中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)最適宜在這種環(huán)境條件下生長，僅牟氏角毛藻(Chaetocerosmiielleri)不太適宜。通過比較3個站點的檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，離對蝦養(yǎng)殖池排廢口最近的第1站點的濁度最大(>1000NTU)，是第2站點的23.5倍，是第3站點的218.8倍，海域顏色最紅，說明此站點赤潮最嚴重，是本次夜光藻赤潮爆發(fā)的中心區(qū)。第1站點的化學需氧量最高(492.28mg-L-1),是第2站點的3.3倍，是第3站點的507.5倍，這說明第1站點的生物量相當強，初級生產(chǎn)力相當大。因為本次赤潮不是外來型赤潮，屬于養(yǎng)殖區(qū)型赤潮［1］。所以，第1站點初級生物力應來自養(yǎng)殖池或來自第1站點本身。這就說明，赤潮發(fā)生前，餌料藻類曾大量繁殖，制造了第1站點如此高的生物量。第1站點的氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、無機氮均最低，也從側(cè)面印證了此處自養(yǎng)性餌料藻類生物曾大量繁殖，消耗了大量的營養(yǎng)鹽，致使此站點的營養(yǎng)鹽低于第2和第3站點。第1站點溶解氧最低(2.81mg-L-1)，僅為第2站點的35.1%，第3站點的34.6%,pH值最低(6.87)。這就說明，第1站點的自養(yǎng)型餌料藻類雖然曾經(jīng)大量繁殖，但由于大量繁殖的餌料藻類誘發(fā)了夜光藻赤潮，大量繁殖的異養(yǎng)型夜光藻，已將光合自養(yǎng)型的餌料藻類消耗殆盡，致使氧氣產(chǎn)生量急劇減少或停止，而消耗量急劇增加，也導致海水溶解氧急降。溶解氧的降低，二氧化碳濃度的升高，又使pH值降得最低;即第1站點已經(jīng)渡過了自養(yǎng)型浮游植物高峰期，處在赤潮爆發(fā)階段。在富營養(yǎng)化水體中，一旦遇到適宜的水溫、鹽度和氣候等條件，或?qū)Τ喑鄙镌鲋秤刑厥獯龠M作用的物質(zhì)含量增加時，赤潮生物就會以異常的速度大量繁殖。本次赤潮爆發(fā)時間為2002年2月6日，即赤潮爆發(fā)前及赤潮爆發(fā)時，屬于平潮期(或小潮期)，湛江灣海浪小，海水流動緩慢，天氣晴朗，富營養(yǎng)化養(yǎng)殖廢水及爆發(fā)性繁殖的餌料生物和夜光藻不易擴散，使夜光藻在硇洲島水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染海域迅速繁殖和高度聚集，從而形成此次赤潮。這說明，海洋污染，海水富營養(yǎng)化，是赤潮災害發(fā)生的重要原因［19］，同時，潮汐、風浪、天氣等也是誘發(fā)赤潮爆發(fā)的重要原因。海水的富營養(yǎng)化，是自養(yǎng)型餌料藻類大量繁殖的基礎;而自養(yǎng)型餌料藻類的爆發(fā)，則是異養(yǎng)型的夜光藻爆發(fā)的基礎。這樣，除外來型赤潮外，海水富營養(yǎng)化范圍，就決定了赤潮發(fā)生的范圍。海水富營養(yǎng)化持續(xù)的時間，也就決定了赤潮發(fā)生的持續(xù)時間。無機氮含量為0.529mg-L-1，活性磷酸鹽含量為0.048mg-L-1，無機氮為0.2~0.3mg-L-1，無機磷為0.045mg-L-1，葉綠素A為1x10-3~1x10-2mg-L-1，被稱為富營養(yǎng)化的閥值［20］。從表1可見，第3站點海域的富營養(yǎng)化程度較高，說明本次赤潮尚有一定的擴展趨勢，但擴展趨勢已不太強，這說明本次赤潮的面積已基本固定，不會再大規(guī)模擴展。站點1和站點2富營養(yǎng)化程度不高，水樣里除夜光藻外，已很難發(fā)現(xiàn)餌料藻類，這說明本次赤潮核心區(qū)已失去進一步持續(xù)加強的基礎，赤潮的爆發(fā)強度也不會再增加。要防止這種由水產(chǎn)養(yǎng)殖排放廢水而弓I發(fā)的赤潮爆發(fā)，對對蝦和鮑類等人工養(yǎng)殖排出的養(yǎng)殖廢水進行嚴格管理是十分必要的。因為養(yǎng)殖廢水把大量的有機物和營養(yǎng)鹽帶入海中，造成沿岸局部水域的富營養(yǎng)化，同時養(yǎng)殖廢水還常常含有大量的浮游植物，可以使整個海域的生物組成發(fā)生大的變化，極易誘發(fā)赤潮。所以，必須加強保護海洋的執(zhí)法力度，嚴格制止亂排養(yǎng)殖廢水的行為。加強教育和宣傳海洋環(huán)保意識，使?jié)O民意識到保護海洋環(huán)境不受破壞是與自己息息相關的事情。湛江是水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展相當快的地區(qū)，也是我國對蝦養(yǎng)殖的主產(chǎn)區(qū)之一。只有海洋環(huán)境得到改善，才能保證養(yǎng)殖環(huán)境安全，使養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)不受到赤潮災害的危害，從而獲得漁業(yè)豐收。致謝:湛江漁政海監(jiān)支隊大量工作人員對本調(diào)查給予了很大幫助，在此表示感謝！參考文獻：【相關文獻】[1]梁松，錢宏林，齊雨藻.中國沿海的赤潮問題[J].生態(tài)科學，2000,19(4):44-50.[2]POWERSL,CREEDIF,TRICKCG.SinkingofHeterosigmaakashiworesultsinincreasedtoxicityofthisharmfulalgalbloomspecies[J].HarmfulAlgae,2012,13:95104.[3]RODGERHD,HEMYL,MITCHELLSO.Non-infectiousgilldisordersofmarinesalmonidfish[J].ReviewsinFishBiologyandFisheries,2011,21(3):423-440.[4]RODRIGUEZ-PALACIOMCMC,CRISOSTOMO-VAZQUEZLL,ALVAREZ-HERNANDEZSS,eta1.Strainsoftoxicandharmfulmicroalgae,fromwastewater,marine,brackishandfreshwater[J].FoodAdditives&Contaminants.PartA,Chemistry,Analysis,Control,Exposure&RiskAssessment,2012,29(2):304-313.[5]HOLLANDPT,SHIF,SATAKEM,eta1.NoveltoxinsproducedbythedinoflagellateKareniabrevisulcata[J].HarmfulAlgae,2012,13:47-57.[6]刁洪成，江建華.淺談赤潮的危害和防治[J].山東環(huán)境，1998(5):52-53.[7]ANDERSONDM,CEMBELLAAD,HALLEGRAEFFGM.Progressinunderstandingharmfulalgalblooms:Paradigmshiftsandnewtechnologiesforresearch,monitoring,andmanagement[J].AnnualReviewofMarineScience,2012(4):143-176.[8]宋春印，范志杰，郭晉萍.我國沿海赤潮的狀況及其研究進展[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，1995,7(3):11-14.[9]田從華，鄧義祥.我國赤潮的預測與控制研究現(xiàn)狀[J]