「赤潮與水華（參考文章）」.doc

赤潮與水華漫談楊香濤（ 江蘇省揚中高級中學(xué) 江蘇揚中 221200）1998年3月下旬香港沿海海域和廣東珠江口一帶海域發(fā)生了一種奇怪的現(xiàn)象，海水泛紅色、棕色或綠色，腥臭難聞，海水中的魚、蝦等動物大量死亡，當(dāng)?shù)匮睾８鞔箴B(yǎng)殖場損失慘重。據(jù)經(jīng)濟日報1998年5月3日報到，此次事件，香港漁民損失近1億港幣，廣東養(yǎng)殖的珍貴魚類死亡超過300噸，經(jīng)濟損失超過4000萬元人們不禁要問：這是一種什么現(xiàn)象？它是怎樣發(fā)生的？有沒有防治的辦法？一、赤潮和水華這種現(xiàn)象就是我們所說的赤潮，赤潮實際上主要是海水水體富營養(yǎng)化的結(jié)果。在湖泊、水庫、內(nèi)海、河口等地區(qū)的水體，因水流緩慢，停留時間長，既適宜于植物營養(yǎng)元素（主要是氮、磷等元素）的積聚，又適于水生植物的繁殖，當(dāng)水中這些植物營養(yǎng)物質(zhì)積聚到一定程度后，由于水體過分肥沃，在適宜的條件下就會引起藻類及其它浮游生物的迅速繁殖，使水體生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，這種現(xiàn)象就稱為水體的富營養(yǎng)化（eutrophication）。在富營養(yǎng)化水體中，如果水生動物如魚類、蝦類等消耗浮游生物的速度趕不上藻類的繁殖速度，水中的藻類就會越積越多，因占優(yōu)勢的浮游生物的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)出紅色、棕色或綠色等，這種現(xiàn)象發(fā)生在海洋上就稱為赤潮，發(fā)生在江河、湖泊中就稱為水華。赤潮和水華是水體富營養(yǎng)化引起的，水體污染物中的營養(yǎng)物質(zhì)是產(chǎn)生水體富營養(yǎng)的主要原因。據(jù)研究表明，藻類等浮游生物和水生植物的生長、繁殖需要2530種元素，其中植物需要量最大的是碳、氮、磷等元素，碳在自然中存在量多而且易得，而水中氮、磷的含量卻較少，因此氮、磷通常是水生植物生長、繁殖的制約因素。而水體污染通常是引起水體中氮、磷的含量升高的主要因素。（1）工業(yè)廢水污染。這些工業(yè)廢水中的氮、磷含量相當(dāng)高。（2）生活廢水污染。人們?nèi)粘Ｉ钊缣悦?、洗菜、洗衣、洗澡、排泄物沖洗的生活污水中都含有較多氮、磷，特別是含磷洗衣粉的使用，使生活污水的含磷量很高。因為合成洗滌劑中含有焦磷酸四鈉Na4P2O7或三聚磷酸五鈉Na5P3O10（STPP）。（3）農(nóng)用肥水外流污染。在農(nóng)業(yè)上過量使用氮肥、磷肥以及畜肥，除一部分被植物吸收、分解和揮發(fā)外，大部分通過排水進入水體。目前，水體的富營養(yǎng)化已引起了全世界的廣泛關(guān)注。我國科技工作者在研究水體富營養(yǎng)化工作中取得較為顯著的成果。相關(guān)鏈接我國第一個涉及禁磷的法規(guī)是1996年10月開始施行的江蘇省太湖水污染防治條例，條例明確規(guī)定，自1999年1月1日起江蘇省太湖流域一、二級保護區(qū)禁止銷售、使用含磷洗滌劑，三級保護區(qū)內(nèi)控制銷售、使用含磷洗滌劑。二、赤潮和水華的危害一旦水體富營養(yǎng)化形成赤潮和水華引起危害相當(dāng)嚴(yán)重，歸納起來主要有以下幾種形式：1赤潮和水華能使水體中的溶解氧大量減少，破壞水產(chǎn)資源。藻類生物集中在水層表面，其光合作用所釋放的O2飽和了水的表層，從而阻止了大氣中的O2進一步溶入深層水中，同時大量死亡的藻類分解又消耗了水中的溶解氧，使水中的溶解氧量逐漸降低，從而導(dǎo)致水中的魚類、蝦類等水生動物大量窒息死亡。2赤潮和水華可造成水質(zhì)惡化，使水體喪失飲用價值和娛樂價值。由于藻類生物集中在水層表面，使陽光難于透過表層，水下生物因得不到充足的陽光而影響生存和繁殖，如持續(xù)時間過長也會引起水下生物的死亡，使水質(zhì)變臭，人不能進行游泳、垂釣和劃船等活動。還有，某些藻類分泌如NH3、H2S等有害物質(zhì)（如夜光藻大量繁殖時會造成水體的氨濃度劇增，當(dāng)它們死亡時又會分解產(chǎn)生硫化氫），危害水體生態(tài)環(huán)境，并使其它生物中毒；某些藻類（如多邊膝溝藻）產(chǎn)生的毒素可以在食物鏈中傳遞，從而引起人、畜中毒，甚至死亡。3赤潮和水華可造成營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)存在，使得水體難以自凈。一方面，水體中的氮、磷等營養(yǎng)元素被水生植物吸收利用；另一方面，水體中死亡的植物在厭氧條件下腐爛、分解，又將氮、磷等營養(yǎng)元素重新釋放到水體中，供植物生長利用。這樣循環(huán)往復(fù)，就形成了植物營養(yǎng)元素在水體中的循環(huán)，使它們可長期存在于水體中。歷史追蹤年日本磨灘發(fā)生赤潮，一次死魚萬尾，損失億日元，而名貴魚種消滅，留存魚種品質(zhì)下降。年福建東山發(fā)年一起因食用受赤潮毒素污染的貝類而造成人中毒、一人死亡的事件。年夏天，中國渤海灣多次發(fā)生赤潮，最嚴(yán)重一次發(fā)生水域面積達6300Km2。水體的富營養(yǎng)化確實危害不淺，那么它對人類是否就是一無是處呢？哪也不盡然，聽說過有這樣一種說法，叫做“蒼海變桑田”嗎？這就是水體的富營養(yǎng)化對人類的貢獻。水體的富營養(yǎng)化致使大量水生植物尸體沉積水體底部，會使水深逐漸變淺，日積月累，這些湖泊、水庫、淺海等的水體會演變成沼澤，最終演變?yōu)樯Ｌ?。拓展視?藻類的生長對水質(zhì)的影響藻類等浮游植物體內(nèi)所含碳、氮、磷等主要營養(yǎng)元素間一般存在著一個比較確定的比例。按質(zhì)量計C:N:P=41:7.2:1，按原子數(shù)計C:N:P=106:16:1。大致的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為(CH2O)106(NH3)16H3PO4。藻類大量繁殖是水體富營養(yǎng)化的標(biāo)志，由此可從多方面影響水體的水質(zhì)。在適宜的光照、p和具備充分營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，天然水體的藻類進行光合作用，合成本身的原生質(zhì)，其總反應(yīng)方程式可寫為：106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+能量微量元素10626311016P（藻類原生質(zhì)）+1382，從反應(yīng)式可以看出，藻類繁殖所需要的各種成分中，成為控制因素的是氮和磷，所以藻類繁殖的程度主要決定于水體中這兩種成分的含量，并且已經(jīng)知道藻類能吸收的是無機形態(tài)的含氮、磷的營養(yǎng)物。三、水體富營養(yǎng)化的防治赤潮和水華作為水體的災(zāi)害已嚴(yán)重制約著沿海和水域周圍地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,因此我們必須要進行大力防治,加強水體環(huán)境的保護。目前，國內(nèi)外都在積極研究防治水體富營養(yǎng)化的有效措施。這些措施主要有：1污灌。把富含氮、磷的污水用于農(nóng)田灌溉，可以一舉兩得，而且土壤吸收處理比二級生物工程處理更為徹底。2利用生物工程。在含氮、磷的污水中種植水生植物如蘆葦、蒲草等，這些植物在生長過程中能吸附或吸收氮、磷、揮發(fā)性酚等成分，制約浮游藻類的生長，以凈化水質(zhì)。在赤潮多發(fā)區(qū)養(yǎng)殖某些海藻吸收富余的氮和磷，可以減少赤潮的發(fā)生，如銅藻可固定2%3%的氮、0.1%0.3%的磷，江蘺可固定5.9%6.1%的氮、0.4%0.5%的磷。3研制無磷洗衣粉，代替含磷洗衣粉。目前洗滌劑的代磷助劑被廣泛看好的是4A沸石，它主要是同碳酸鹽、或檸檬酸、硅酸鹽體系配合使用。為了有效地抑制赤潮和水華的發(fā)生，我們必須加強水體的環(huán)境保護，增強全民的環(huán)保意識，建全相應(yīng)的法律、法規(guī)，制定正確