淺談赤潮的危害以及治理方法

文｜ 陳曦 徐玉山

今年5月，天津東疆港附近海域出現了“藍眼淚”。何為“藍眼淚”？是一種由海螢、夜光藻等海洋浮游性生物引發的赤潮現象，它們伴隨著海浪的拍打受到刺激時，體內的發光腺體會產生反應，發出藍色的光，仿佛碎鉆墜入了無垠的大海，它們隨著海浪起伏，好像大海“流”下了晶瑩剔透的藍色淚水。美不勝收的海洋奇景引來大量游客，紛至沓來的人們忙著拍照上傳視頻，共同見證這罕見的“美景”。但是，這美麗的赤潮卻是一種有危害的生態異常現象，自1933年費鴻年第一次記錄發生在浙江沿海的赤潮事件以來，我國沿海地區頻繁發現赤潮的蹤跡，每年給沿海城市造成不少經濟損失，甚至導致人員傷亡。

從科學上講，赤潮是由于海洋中微型浮游生物快速增殖、聚集， 導致生態系統結構與功能破壞的一種生態異常現象。由于這種現象常常伴隨著海水顏色的改變，以紅色最為常見，故稱之為赤潮。實際上，這種海水顏色的改變與赤潮生物的顏色、密度等因素有關，所以通常我們所說的赤潮并非都是紅色。為了更科學地描述這一生態異常現象，目前國際上更多稱其為有害藻華（Harmful Algal Blooms, HABs）。有害藻華包括了各種藻華現象，如海水藻、淡水藻、大型藻、微型藻以及浮游藻和底棲藻等，本文中的赤潮主要指那些發生在海水中由微型藻形成的有害藻華。《赤潮監測規程》（HY/T 069—2005）將赤潮（Red Tide）定義為“海洋中的一些微藻、原生動物或細菌在一定環境條件下暴發性增殖或聚集達到某一水平，引起水體變色或對海洋中其他生物產生危害的一種生態異常現象”。

赤潮形成的原因

隨著我國工業化進程的不斷加快，沿海地區人類活動影響加劇，陸源污染物排放量增加，海水富營養化嚴重，加之全球變暖，我國沿岸海域赤潮頻發。赤潮形成的原因和機理十分復雜，它是海洋中的生物、物理、化學、水文和氣候等諸多因素共同作用的結果。目前，關于赤潮形成的機制尚未有確切的定論，但可以肯定的是，赤潮的暴發與赤潮生物的存在、海水富營養化以及適宜的溫度、鹽度、水文氣象等因素密切相關。

赤潮生物是赤潮發生的基礎和前提。當水體環境滿足其生長、繁殖的需求時，赤潮生物就會大量繁殖。一般來說，在赤潮生物種類多、密度大的區域，發生赤潮的潛在風險較大。近年來，隨著海洋運輸業的發展，使得赤潮生物通過船舶壓艙水在異地傳播，擴大了赤潮生物的分布范圍，外來赤潮生物的入侵也增加了當地赤潮發生的風險。

水體富營養化被公認為是誘發赤潮的主要因素。水體富營養化是由于工農業廢水和生活污水的大量排放，導致海水中氮、磷等營養物質大量富集，氮和磷是生物體生長、發育和繁殖所需要的重要元素，也是赤潮生物生長、繁殖的重要限制因子，尤以磷的影響更大。

海水理化因子特別是溫度和鹽度是誘發赤潮的重要原因之一。赤潮發生的適宜溫度范圍為20～30℃，因此在我國赤潮多發于春末和夏季。有研究表明，短時間內鹽度的急劇下降對赤潮生物的繁殖具有刺激作用。

氣溫、光照、降水、風向和風力等氣象因子對赤潮的形成也具有重要作用，一般而言，在天氣悶熱、干旱少雨、光照充足、水溫偏高、風力較弱的水域極易暴發赤潮。

赤潮的危害

赤潮會破壞海洋生態平衡。海洋是一種生物與環境、生物與生物之間相互依存、相互制約的復雜生態系統，系統中的物質循環、能量流動都是處于相對穩定且動態平衡的狀態，當赤潮發生時，由于赤潮生物的異常暴發性增殖，這種平衡遭受到嚴重干擾和破壞。在植物性赤潮發生初期，由于植物的光合作用，赤潮海域水體中葉綠素a含量增高、溶解氧增高、化學耗氧量增高，致使一些海洋生物不能正常生長、發育、繁殖，甚至導致一些生物的死亡，破壞了原有的生態平衡。

赤潮會造成海洋漁業和水產資源的損失。赤潮生物的異常暴發性增殖，導致了海洋生態平衡被打破，海洋浮游植物、浮游動物、底棲生物、游泳生物相互間的食物鏈關系和相互依存、相互制約的關系異常或者破裂，這就大大破壞了主要經濟漁業種類的餌料基礎，破壞了海洋生物食物鏈的正常循環，漁業產量銳減。赤潮生物的異常暴發性繁殖，可引起魚、蝦、貝等經濟生物瓣鰓機械堵塞，造成這些生物窒息而死。赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在細菌分解作用下，可造成區域性海洋環境嚴重缺氧或者產生硫化氫等有害化學物質，使海洋生物缺氧或中毒死亡。另外，有些赤潮生物的體內或代謝產物中含有生物毒素，能直接毒死魚、蝦、貝類等經濟生物。

赤潮危害人類的身體健康和生命安全。有些赤潮生物能分泌一些可以在貝類體內積累的毒素，統稱貝毒，其含量往往超過食用時人體可接受的水平，這些貝類如果不慎被食用，就會引起人體中毒，嚴重時可導致死亡。目前確定有10余種貝毒的毒素比眼鏡蛇毒素高80倍，比一般的麻醉劑，如普魯卡因、可卡因還強10萬多倍。據不完全統計，全世界已發生貝毒中毒事件300多起，死亡300多人。

赤潮的監測技術

赤潮監測技術主要是基于對赤潮生物密度、葉綠素a、營養鹽、微量元素、pH、鹽度、溫度以及水文氣象因子等參數的檢測和分析。目前，赤潮主要使用的監測技術有浮標監測、船載監測、航空遙感監測以及衛星遙感監測。赤潮的突發性和形成原因的復雜性導致赤潮預測預報困難，為了有效地減少赤潮災害造成的經濟損失，需要不斷開發新的監測技術。

赤潮的治理

物理法

機械攪動法是一種借助機械動力或其他外力攪動赤潮發生海域底質，加速分解海底污染物，使得底棲生物的生存環境得以恢復，同時提高周圍海域的自凈能力，進而減緩和控制赤潮進一步發生的方法。但該方法對局部赤潮有較好的治理效果，不適用于較大面積的赤潮。

超聲波技術雖然不需要化學物質即可較快去除藻類，但該方法較多用于實驗室研究，缺乏實際可操作性。

吸附法是一種利用具有多孔性的固體吸附材料，將赤潮藻類吸附在其表面的方法，常用的吸附材料包括爐渣、碎稻草、活性炭等。但該方法需要在赤潮治理后打撈吸附材料。

氣浮法是在赤潮海域通入大量微細氣泡，使之與藻類相互依附的方法，氣泡比重小于水，可以借助浮力上浮至水面后將其去除。

上述物理法的共同缺點是不能較好地處理低密度或海水底部藻類，且速度慢、花費高，難以大規模使用。

化學法

藥劑化學法是利用無機藥劑或有機藥劑直接滅殺赤潮藻類的方法，常用的無機藥劑包括硫酸銅、次氯酸、二氧化氯、氯氣、過氧化氫、臭氧等，常用的有機藥劑包括有機胺、碘類消毒劑、有機溶劑、黃酮類、羥基自由基等。該方法在實驗室研究得較多，應用難點在于既要保持藥劑濃度，又要保證藥劑本身不會對海洋環境造成二次污染，實際應用中，需要經過階段性的研究后，才可有針對性地提出藥劑法的藥劑濃度和拋灑量。

膠體絮凝沉淀法是目前應用最為廣泛的治理赤潮手段之一，近年來聚硅酸金屬鹽等無機高分子絮凝劑不斷發展，在南方的赤潮治理過程中取得了較好效果，有機絮凝劑在實驗室研究的較多。天然礦物絮凝劑主要使用黏土礦物絮凝沉淀，是目前國際較公認的除藻方法，在秦皇島海水浴場赤潮治理中取得了較好的效果，該方法對于小規模赤潮的治理效果較好，同時黏土法具有對海洋環境和生物影響小、操作簡單等優點，該方法在實際應用方面較成熟。

生物法

利用引入赤潮藻類天敵的方法最大的弊端在于新物種的引進可能破壞原有生態系統，所以目前尚未得到應用。

微生物技術是利用對赤潮藻類有特異性抑制甚至殺死作用的細菌和病毒等海洋微生物進行治理的方法，該方法需要針對特異性藻種進行研究，目前主要在實驗室研究較多。

化感技術指利用植物產生的次生代謝產物（化感化合物）來抑制赤潮生物生長的方法，該方法目前尚停留在實驗室研究階段，尚未得到實際的應用。

赤潮作為一種突發性強、致災面積廣的全球性海洋生態災害，其發生機制、監測預防、治理技術等一直是世界各國研究的重點。由于赤潮的發生機制尚未清楚，且目前赤潮治理技術大都處于理論或實驗室階段，每種方法都有其自身局限性。因此，治理赤潮災害主要采取“預防為主，防治結合”的策略。