藻类水华的危害

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摘 要：水体富营养化是当今世界各国所面临的水污染问题之一。而随着水体富营养化的日益严重, 藻类水华的暴发已经成为许多富营养化湖泊和水体面临的挑战。严重影响了水体环境、人类健康以及环境可持续发展。文章对藻类水华的定义和危害进行了总结，并提出了控制藻类水华防治的途径。

关键词：富营养化；藻类水华；危害

中图分类号：X-1 文献标志码：A

近年来，湖泊、水库、库湾及近海域等缓流水体的富营养化和水华问题已成为各国面临的主要水环境问题之一，其发展迅速，给人类的生产生活带来巨大影响。

1.藻类水华定义

水华的定义繁多，因富营养化与藻类水华的内在联系，也常用富营养化来定义水华，目前国内外对水华和富营养化的定义有：1）水体富营养化通常是指湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体以及某些河流水体的氮、磷营养元素的富集，水体生产力提高，某些特征藻类(主要为蓝藻、绿藻)异常增殖，使水质恶化的过程［1］。2003年美国环保局发起了圆桌讨论，达成了对富营养化与藻类水华联系的一致意见：富营养化水体污染使水质品质退化，导致许多有害藻类水华的持续发生，是世界各国水华不断加重的原因之一。水华的高生物量增长必须有持续不断的外在营养。慢性的和间断的营养输入促进了有害藻类水华的发生。3）水华有两个共性，由微型藻类引发且对人类产生危害，在成因、动态和影响因素等方面有多面性。4）水体发生富营养化时，因占优势的浮游生物颜色不同，水面往往呈现出不同颜色。在近海中，夜光藻、无纹多藻等占优势，藻层呈红色，被称为“赤潮”；而在江河湖泊中，蓝藻、绿藻、硅藻等占优势，并在水体表层大量聚集，形成藻类聚合物，称为“水华”或“水花”。5）国外常用有害藻类水华（harmful algal boons HABs）来定义水华，是指水体中有害藻类、如蓝藻、硅藻等一系列浮游植物的快速生长与繁殖现象。

综合国内外研究结论，可以认为由于水体富营养化导致氮磷等营养物质过度输入水体中，在适宜的水文、气象条件下，水体中某些或某种优势藻类大量繁殖并聚集，打破了水体的生态平衡，降低了水体的透明度、从而引起水质的生态异常和水质恶化的现象称之为藻类水华。

2.藻类水华危害

一旦发生藻类水华，将对水体和生态环境及健康产生严重的危害，如水体颜色加深，透明度下降、溶解氧降低甚至出现缺氧、水体生物大量死亡等，主要表现在以下几个方面：

2.1破坏水生生态系统

水华发生时，有害藻类大量增殖聚集在水面使水体透明度下降，阳光难以穿透至深层水体，导致深层水生植物的光合作用受到限制，由于水体中溶解氧的来源减少，水生植物窒息进而抑制无脊椎动物和鱼类的生存。藻类死亡后的腐烂分解过程也消耗水体中大量的溶解氧导致水体严重缺氧，使水生生物难以生存。优势藻的暴发性增殖造成水体pH值改变[2]，还会产生大量的有害气体和毒素，促使水体变色、变质，粘稠度增大，水体的透明度降低。加之某些优势藻类大量繁殖，使水生生物的多样性和稳定性降低，水生生态系统失衡。原有的生态系统结构与功能遭到破坏的水体包括非洲的维多利亚湖，北美洲的伊利湖，中国的太湖，欧洲的波罗的海等。

2.2释放有毒物质

危害健康，世界各地25%～75%的蓝藻水华都可以产生毒素[3]，目前已知产藻毒素的种属有微囊藻属（Microcystis）、鱼腥藻属（Anabaena）、颤藻属（Oscillatoria）、束丝藻属（Aphanizomenon）和节球藻属（Nodularia）等。这些藻类在生长代谢过程中，会产生大量的生物毒素，并释放到自然水体内，这些物质一旦进入生物体或人体内会对健康产生巨大的危害，可以引起鱼类等水生生物发生病变，人类由于误食受到毒素污染的食物或者饮用含有毒素的水体会引发中毒。自1878年报道了泡沫节球藻（Nodularia spumigena）水华能引起家畜和禽类中毒以来，又证实引起动物中毒甚至死亡的蓝藻约有10多种。

2.3影响水处理设施，降低用水质量和增加水处理成本

近年来，我国饮用水源的富营养化问题日趋严峻，灾害性蓝藻频繁发生，直接威胁到城市供水安全。水华发生后，优势藻会聚集在滤池表面形成一层很密实的覆盖物，阻止水的流通。滤池堵塞，反冲水量增加，使运行周期缩短，产水量下降，，从而导致运行成本增加。此外由于浮游生物体内具有油质，呈悬浮状态，因此沉淀困难，这些不易处理，而进入管网的藻类和生物成为微生物繁殖的基质，造成管网水质恶化，并加速了配水系统的腐蚀和结垢，使管网服务年限缩短。很多蓝绿藻分泌的黏液还会使配水管网中出现“后絮凝”现象，此种粘液又可能转化为三氯甲烷的母体，即使把它们絮凝成块，使之降解也非常困难。另外，有些藻类可产生微量的有毒有害物质，需要选择特定的工艺才可去除，这样不仅提高了处理成本，还降低了用水的质量。

2.4损害水产养殖业

藻类水华时，主要通过以下几种方式危害水生生物：a.藻类生物分泌粘液或死亡分解后产生粘液，附着在鱼虾贝类等生物的鳃上，使它们窒息死亡；b. 虾贝类吃了有毒藻类后，在体内直接或间接积累发生中毒死亡；c. 藻类生物大量繁殖，使水体中溶解氧锐减，导致水生动物大批量的窒息死亡，从而使水产养殖业经济受到损害；d. 藻类在夜间会大量消耗水中的溶解氧，死亡后在残体分解过程中，进一步消耗水中的氧气，同时产生羟氨或硫化氢等有害气体，危害渔业；e. 一些蓝藻的水华还会产生毒素危害养殖业。

2.5影响旅游观光和航运

藻类散发出腥臭味并且在水面大量聚集，严重影响了观光旅游和航运。蓝藻在合适的环境条件下迅速繁殖，形成一层厚厚的绿色漂浮物，严重时甚至会妨碍船只行进。死亡后分解，飘浮在水面，散发出难闻的气味，破坏水质，影响湖泊的娱乐功。

因此对藻类特别是对有害藻类的控制受到各国有关专家的高度重视。研究藻类水华发生的规律、探索经济有效和绿色的防治方法和手段，对于保护水体环境、维护人类健康具有非常重要的科学意义和应用前景。

3总结

在防治对策的实施中应坚持“以防为主，防治结合”的原则。首先，消除引发藻类水华的诱因以达到预防的目的，水体富营养化是公认的藻类生长爆发的物质基础，主要是由于水体中的N、P引起，尤其是P的影响，因此，控制水体中氮磷含量至关重要，目前主要是严格按照工业废水和生活污水的处理标准，杜绝不达标水的排放。其次，水华一旦发生，立即采取合理的措施进行治理，减小损失。

参考文献

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邢伟, 李敦海, 沈银武等. 滇池试验围隔内不同形态铁浓度的变化与物化因子的关系[J]. 水生生物学报. 2006, (30)2:146-151.

Duy T N, Lam P K S, Shaw G R, et al. Toxicology and risk assessment of freshwater cyanobacterial(blue-green algae)toxins in water[J]. Rev. Environ. Contam. Toxicol, 2000, 163 : 113-186.