赤潮是一種自然現象,也是人為因素引起的。人類早就有相關記載,如《舊約·出埃及記》中就有關於赤潮的描述:“河裡的水,都變作血,河也腥臭了,埃及人就不能喝這裡的水了”。在日本,早在騰原時代和鐮時代就有赤潮方面的記載。1803年法華人馬克 · 萊斯卡波特記載了美洲羅亞爾灣地區的印第安人根據月黑之夜觀察海水發光現象來判別貽貝是否可以食用。1831—1836年,達爾文在《貝格爾航海記錄》中記載了在巴西和智利近海面發生的束毛藻引發的赤潮事件。據載,中國早在2000多年前就發現赤潮現象,一些古書文獻或文藝作品裡已有一些有關赤潮方面的記載。如清代的蒲松齡在《聊齋志異》中就形象地記載了與赤潮有關的發光現象。
赤潮是在特定的環境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象。赤潮是一個歷史沿用名,它並不一定都是紅色,實際上是許多赤潮的統稱。赤潮發生的原因、種類、和數量的不同,水體會呈現不同的顏色,有紅顏色或磚紅顏色、綠色、黃色、棕色等。值得指出的是,某些赤潮生物(如膝溝藻、裸甲藻、梨甲藻等)引起赤潮有時並不引起海水呈現任何特別的顏色。
隨著現代化工農業生產的迅猛發展,沿海地區人口的增多,大量工農業廢水和生活汙水排入海洋,其中相當一部分未經處理就直接排入海洋,導致近海、港灣富營養化程度日趨嚴重。同時,由於沿海開發程度的增高和海水養殖業的擴大,也帶來了海洋生態環境和養殖業自身汙染問題;海運業的發展導致外來有害赤潮種類的引入;全球氣候的變化也導致了赤潮的頻繁發生。
目前,赤潮已成為一種世界性的公害,美國、日本、中國、加拿大、法國、瑞典、挪威、菲律賓、印度、印度尼西亞、馬來西亞、南韓、香港等30多個國家和地區赤潮發生都很頻繁。
赤潮的發生原因
赤潮是一種複雜的生態異常現象,發生的原因也比較複雜。關於赤潮發生的機理雖然至今尚無定論,但是赤潮發生的首要條件是赤潮生物增殖要達到一定的密度,否則,儘管其他因子都適宜,也不會發生赤潮,在正常的理化環境條件下,赤潮生物在浮游生物中所佔的比重並不大,有些鞭毛蟲類(或者假藻類)還是一些魚蝦的食物。但是由於特殊的環境條件,使某些赤潮生物過量繁殖,便形成赤潮。大多數學者認為,赤潮發生與下列環境因素密切相關。
一、海水富營養化是赤潮發生的物質基礎和首要條件
由於城市工業廢水和生活汙水大量排入海中,使營養物質在水體中副集,造成海域富營養化。此時,水域中氮、磷等營養鹽類;鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加,促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明,赤潮發生海域的水體均已遭到嚴重汙染,富營養化。氮磷等營養鹽物質大大超標。據研究表明,工業廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小於3mg/dm3的鐵螯合劑和小於2 mg/dm3 的錳螯合劑,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率,相反,在沒有鐵、錳元素的海水中,即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營養條件下也不會增加種群的密度。 其次一些有機物質也會促使赤潮生物急劇增殖。如用無機營養鹽培養簡裸甲藻,生長不明顯,但加入酵母提取液時,則生長顯著,加入土壤浸出液和維生素B12時,光亮裸甲藻生長特別好。
二、水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發生的重要原因
海水的溫度是赤潮發生的重要環境因子,20—30℃ 是赤潮發生的適宜溫度範圍。科學家發現一週內水溫突然升高大於2℃ 是赤潮發生的先兆。海水的化學因子如鹽度變化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。鹽度在26—37的範圍內均有發生赤潮的可能,但是海水鹽度在15—21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發赤潮。由於徑流、湧升流、水團或海流的交匯作用,使海底層營養鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養化。營養鹽類含量急劇上升,引起矽藻的大量繁殖。這些矽藻過盛,特別是骨條矽藻的密集常常引起赤潮。這些矽藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。據監測資料表明,在赤潮發生時,水域多為乾旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風力較弱,或者潮流緩慢等水域環境。
三、海水養殖的自身汙染亦是誘發赤潮的因素之一
隨著全國沿海養殖業的大發展,尤其是對蝦養殖業的蓬勃發展。也產生了嚴重的自身汙染問題。在對蝦養殖中,人工投餵大量配合飼料和鮮活餌料。由於養殖技術陳舊和不完善,往往造成投餌量偏大,池內殘存餌料增多,嚴重汙染了養殖水質。另一方面,由於蝦池每天需要排換水,所以每天都有大量汙水排入海中,這些帶有大量殘餌、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物物,加快了海水的富營養化,這樣為赤潮生物提供了適宜的生物環境,使其增殖加快,特別是在高溫、悶熱、無風的條件下最易發生赤潮。由此可見,海水養殖業的自身汙染也使赤潮發生的頻率增加。
顯微鏡下的赤潮菌
近幾年,中國近岸海域汙染加劇,赤潮災害日益頻發。有關資料顯示,瀕臨東海的浙江省寧波市,2003年近岸和近海海域記錄到的赤潮就有21起,其中赤潮監控區象山港內發生赤潮3起,累計面積約4026平方公里,赤潮生物主要為新月菱形藻和鋸齒原甲藻。以上幾次赤潮雖存在有毒赤潮生物種類,但均未檢出赤潮毒素,未造成人員中毒和大面積養殖水產品死亡。另據浙江省海洋監測預報中心公佈的資料顯示,2003年浙江海域共發生赤潮49次。赤潮因其越來越頻的發生密度和對人們生產、生活產生的巨大影響引起人們的關注。
那麼,赤潮是怎樣形成的呢?炎夏暴雨後,又逢高溫悶熱天氣,碧波盪漾的海灣,一夜之間,湛藍的海水便會改變了顏色,海風吹來傳來陣陣難聞的腥臭味,死魚蝦屍漂浮海面,貝類相繼死亡。這就是赤潮發生時的可怕景象。科學家研究認為生產生活汙水的過量排放,給海洋帶來大量的氮、磷等營養鹽,造成海水“富營養化”,海中一些特殊生物--赤潮生物便會急劇而大量地繁殖起來,這就形成了赤潮。
海水中營養鹽含量多少就達到富營養化呢?有關資料介紹,日本一學者提出劃分標準的公式為:
化學耗氧量×無機氮×無機磷÷1500>1即為富營養化。
研究表明,世界上有50多種會引起赤潮的赤潮生物。其中,最普通常見的為夜光蟲、腰鞭毛蟲、裸甲藻等10個種類。而形成赤潮的主要浮游生物種類不同,赤潮的顏色也不同。如鞭毛藻可引起綠赤潮,某些矽藻產生紅褐色赤潮,真正形成紅赤潮的浮游生物是夜光蟲。科學家根據赤潮的顏色,即可大體判斷“赤潮”生物的種類組成。
海水富營養化是產生赤潮的主要原因,而重金屬的鐵、錳等微量元素以及一些特殊的有機物質,如維生素B1、B12、四氮雜茚、間二氮雜苯、酵母、蛋白質消化分解後的分解液以及紙漿廢液都是赤潮生物大量繁殖的重要刺激因素。當鐵、鹽、錳含量大於正常海水含量10倍~20倍時,赤潮生物將成10倍的增長。當維生素B12含量高,可使赤潮生物增殖3倍。赤潮的發生受環境和海域的水文氣象條件的影響也很大。一般赤潮多出現於海水成層狀況嚴重的海域,這時水體交換不良,當底層出現低氧水團時,也常出現赤潮。海水鹽度的突然降低所產生的物理現象,也可使赤潮生物異常繁殖起來。
赤潮的危害
一、赤潮對海洋生態平衡的破壞
海洋是一種生物與環境、生物與生物之間相互依存,相互制約的複雜生態系統。系統中的物質迴圈、能量流動都是處於相對穩定,動態平衡的。當赤潮發生時這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發生初期,由於植物的光合作用,水體會出現高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量。這種環境因素的改變,致使一些海洋生物不能正常生長、發育、繁殖,導致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態平衡。
二、赤潮對海洋漁業和水產資源的破壞
赤潮破壞魚、蝦、貝類等資源的主要原因是:
1、破壞漁場的鉺料基礎,造成漁業減產。
2、赤潮生物的異常發制繁殖,可引起魚、蝦、貝等經濟生物瓣機械堵塞,造成這些生物窒息而死。
3、赤潮後期,赤潮生物大量死亡,在細菌分解作用下,可造成環境嚴重缺氧或者產生硫化氫等有害物質,使海洋生物缺氧或中毒死亡。
4、有些赤潮的體內或代謝產物中含有生物毒素,能直接毒死魚、蝦、貝類等生物。
三、赤潮對人類健康的危害
有些赤潮生物分泌赤潮毒素,當魚、貝類處於有毒赤潮區域內,攝食這些有毒生物,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內積累,其含量大大超過食用時人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用,就引起人體中毒,嚴重時可導致死亡。
由赤潮引發的赤潮毒素統稱貝毒,目前確定有10餘種貝毒其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。貝毒中毒症狀為:初期唇舌麻木,發展到四肢麻木,並伴有頭暈、噁心、胸悶、站立不穩、腹痛、嘔吐等,嚴重者出現昏迷,呼吸困難。赤潮毒素引起人體中毒事件在世界沿海地區時有發生。據統計,全世界因赤潮毒素的貝類中毒事件約300多起,死亡300多人。
赤潮,對水生生物最大的威脅是引起水中缺氧。由於赤潮生物大量繁殖,覆蓋整個海面,而且死亡了的赤潮生物極易為微生物分解,從而消耗了水中溶解氧,使海水缺氧甚至無氧,導致海洋生物的大量死亡。因海水缺氧而產生的硫化氫和甲烷對海洋生物也有致死的作用。有些海洋生物,如許多渦鞭毛藻,能將大量的粘性物質排於細胞外,這種粘性物質以及浮游生物死後所排出的粘性物質,能附著於貝類和魚類腮上,使其窒息死亡。一些微細的浮游生物大量繁殖,也會粘住動物的腮,使其呼吸困難,嚴重者也可致其死亡。另外,赤潮生物所產生的毒素排入水中還會對海洋生物產生毒素作用。赤潮生物的死亡,還會促使細菌繁殖。有些種類的細菌或由這些細菌產生的有毒物質能將魚、蝦、貝毒死。
當某一海域發生赤潮,對水產業的危害是顯而易見的。從近幾年海洋環境監測情況來看,由於海洋生態環境遭到破壞,某些海域水汙染加劇,導致了海洋汙染日益嚴重,赤潮的發生次數和範圍日益擴大,不得不引起人們的關注。但就目前的技術手段來看,人們還只能以防為主。做好赤潮監測防治,搞好防災減災工作,保護海洋生態,是減少赤潮發生的次數,減少其所帶來的損失的最好辦法。
赤潮不僅對漁業、養殖業危害甚大,而且還直接對人類的健康產生威脅,在赤潮肆虐的海域,專家提醒人們慎食海鮮,警惕赤潮毒素成為人類的“健康殺手”。
海洋浮游藻是引發赤潮的主要生物,在全世界4000多種海洋浮游藻中有260多種能形成赤潮,其中有70多種能產生毒素。赤潮藻中的“藻毒素”在貝類和魚類的身體裡累積,人類誤食以後輕則中毒,重則死亡,因此人們又將赤潮毒素稱為“貝類毒素”。
據中國水產科學研究院東海水產研究所袁琪副研究員介紹,貝類毒素是目前已知的最毒的有機化合物,包括麻痺性貝毒、腹瀉性貝毒、健忘性貝毒、神經性貝毒等。
人類誤食了含有麻痺性毒素的貝類5分鐘至30分鐘內,輕度中毒會出現嘴唇、舌頭周圍刺痛的感覺,在中度和嚴重的情況下,會發展到手臂、腿、頸部,最嚴重的會導致呼吸麻痺,使人死亡。腹瀉性毒素的症狀則類似於食物中毒,該類毒素對人體的肝細胞具有破壞作用。健忘性毒素和神經性毒素能使人暫時失去某些記憶,但目前中國還沒有發現這兩類貝毒。
據統計,自20世紀60年代以來,中國已經有600人因誤食有毒的貝類而中毒,其中29人死亡。2002年,福建寧德、青田、羅源等地先後發生50多人因食用甲錐螺而中毒,其中3人死亡。
目前,許多國家對貝類中的毒素含量都有嚴格規定,各國對於進口的水產品質量要求也越來越嚴格,歐盟對進口水產品的檢查包括新鮮度化學指標、自然毒素、寄生蟲、微生物指標、環境汙染的有毒化學物質和重金屬、農藥殘留等63項指標。由於有一整套完整的海產品監測、管理措施,儘管歐美國家沿海也經常出現有毒赤潮,但海產品中毒事件發生得較少。而中國市場上銷售的海產品絕大多數都沒有做過毒素檢測。
有關專家提醒,毒素常集中在貝類的肝胰腺,人們在食用的時候,應將貝肉中看上去黑黑的一團消化腺剔除掉,這樣可以降低中毒機率。在赤潮多發季節,海鮮一次不宜吃得太多,一旦誤食有毒貝類,出現舌、口、四肢發麻等症狀,首先要進行人工催吐,同時要到醫院進行洗胃、灌腸等治療,防止發生呼吸肌麻痺。
赤潮案例
美國和日本曾是世界上兩個赤潮嚴重的國家。50年代到60年代中期,美國佛羅里達州沿岸幾乎每年都有赤潮發生,造成了魚、蝦、貝類的大量死亡,就連以這些生物為食的海龜、海豚也不能倖免。
據日本1979年的統計,在全部的海洋汙染事件中,赤潮佔8%,從1970年以來,赤潮已成為日本一種不可避免的海洋災害。以瀨戶內海為例,1955年前的幾十年間共發生過5次赤潮,而1959—1965年10年間就發生了39次;1996—1980年15年間竟先後發生了2589次,平均每年170餘次,其中造成嚴重危害的305次。1975年和1976年兩年,每年都在300次以上。據統計,1965—1973年5年間,日本全國因赤潮造成的漁業經濟損失達2417億日元,每年平均幾百億日元。
中國近年來赤潮發生的頻率也越來越高,地區也越來越廣。據不完全統計,1980—1992年,在中國海域共發現赤潮近300起,是70年代的15倍。赤潮發生的範圍涉及南海、東海、黃海和渤海,其中珠江口、湛江港、舟山群島、長江口、膠州灣、大連灣、遼東灣和渤海灣是赤潮的多發區。
僅1989年一年,中國沿海就有六個地區遭受赤潮的襲擊,直接經濟損失2億元以上。其中8—10月份,河北省黃驊市近海2.6萬畝蝦池受災,損失3千萬元,唐山市和滄州市則分別因此損失8000萬元和3000多萬元。1990年在海南島西北部海域也因赤潮造成2800多萬元的漁業損失。
赤潮的預防
為保護海洋資源環境,保證海水養殖業的發展,維護人類的健康。避免和減少赤潮災害,結合實際情況,對預防赤潮災害採取相應的措施及對策。
一、控制汙水入海量,防止海水富營養化
海水富營養化是形成赤潮的物資基礎。攜帶大量無機物的工業廢水及生活汙水排放入海是引起海域富營養化的主要原因。中國沿海地區是經濟發展的重要基地,人口密集,工農業生產較發達。然而也導致大量的工業廢水和生活汙水排入海中。據統計,佔全國面積不足5%的沿海地區每年向海洋排放的工業廢水和生活汙水近70億噸。隨著沿海地區經濟的進一步發展,汙水入海量還會增加。因此,必須採取有效措施,嚴格控制工業廢水和生活汙水向海洋超標排放。按照國家制定的海水標準和海洋環境保護法的要求,對排放入海的工業廢水和生活汙水要進行嚴格處理。
控制工業廢水和生活汙水向海洋超標排放,減輕海洋負載,提高海洋的自淨能力,應採取如下措施:1、實行排放總量和濃度控制相結合的方法,控制陸源汙染物向海洋超標排放,特別要嚴格控制含大量有機物和富營養鹽汙水的入海量;2、在工業集中和人口密集區域以及排放汙水量大的工礦企業,建立汙水處理裝置,嚴格按汙水排放標準向海洋排放;3、克服汙水集中向海洋排放,尤其是經較長時間乾旱的納汙河流,在徑流突然增大的情況下,採取分期分批排放,減少海水瞬時負荷量。
二、建立海洋環境監視網路,加強赤潮監視
中國海域遼闊,海岸線漫長,僅憑國家和有關部門力量,對海洋進行全國監視是很難做到。有必要把目前各主管海洋環境的單位,沿海廣大居民,漁業捕撈船,海上生產部門和社會各方面力量組織起來,開展專業和群眾相結合的海洋監視活動,擴大監視海洋的覆蓋面,及時獲取赤潮和與赤潮有密切關係的汙染資訊。監視網路組織部門可根據工作計劃,組織各方面的力量對赤潮進行全面監視。特別是赤潮多發區,近岸水域,海水養殖區和江河入海口水域要進行嚴密監視,及時獲取赤潮資訊。一旦發現赤潮和赤潮徵兆,監視網路機構可及時通知有關部門,有組織有計劃地進行跟蹤監視監測,提出治理措施,千方百計減少赤潮的危害。
三、加強海洋環境的監測,開展赤潮的預報服務
為使赤潮災害控制在最小限度,減少損失,必須積極開展赤潮預報服務。眾所周知,赤潮發生涉及生物、化學、水文、氣象以及海洋地質等眾多因素,目前還沒有較完善的預報模式適應於預報服務。因此,應加強赤潮預報模式的研究,瞭解赤潮的發生、發展和消衰機理。為全面瞭解赤潮的發生機制,應該對海洋環境和生態進行全面監測,尤其是赤潮的多發區,海洋汙染較嚴重的海域,要增加監測頻率和密度。當有赤潮發生時,應對赤潮進行跟蹤監視監測,及時獲取資料。在獲得大量資料的基礎上,對赤潮的形成機制進行研究分析,提出預報模式,開展赤潮預報服務。加強海洋環境和生態監測一是為研究和預報赤潮的形成機制提供資料;二是為開展赤潮治理工作提供實時資料;三是以便更好地提出預防對策和措施。
四、科學合理地開發利用海洋
調查資料表明,近幾年赤潮多發生於沿岸排汙口,海洋環境條件較差,潮流較弱,水體交換能力較弱的海區,而海洋環境狀況的惡化,又是由於沿岸工業、海岸工程、鹽業、養殖業和海洋油汽開發等行業沒有統籌安排,佈局不合理造成的。為避免和減少赤潮災害的發生,應開展海洋功能區規劃工作,從全域性出發,科學指導海洋開發和利用。對重點海域要作出開發規劃,減少盲目性,做到積極保護,科學管理,全面規劃,綜合開發。另外,海水養殖業應積極推廣科學養殖技術,加強養殖業的科學管理。控制養殖廢水的排放。保持養殖水質處於良好狀態。
五、搞好社會教育和宣傳
赤潮一旦發生,其後果相當嚴重。因此,要經常透過報刊、廣播、電視、網路等各種新聞媒介,向全社會廣泛開展關於赤潮的科普宣傳,透過宣傳教育,增強抗災防災的意識能力。同時也呼籲社會各方面在全面開發海洋的同時,高度重視海洋環境的保護,提高全民保護海洋的意識。只有保護好海洋,才能不斷向海洋索取財富,反之,將會帶來不可估量的損失。
赤潮是一種自然現象,也是人為因素引起的。人類早就有相關記載,如《舊約·出埃及記》中就有關於赤潮的描述:“河裡的水,都變作血,河也腥臭了,埃及人就不能喝這裡的水了”。在日本,早在騰原時代和鐮時代就有赤潮方面的記載。1803年法華人馬克 · 萊斯卡波特記載了美洲羅亞爾灣地區的印第安人根據月黑之夜觀察海水發光現象來判別貽貝是否可以食用。1831—1836年,達爾文在《貝格爾航海記錄》中記載了在巴西和智利近海面發生的束毛藻引發的赤潮事件。據載,中國早在2000多年前就發現赤潮現象,一些古書文獻或文藝作品裡已有一些有關赤潮方面的記載。如清代的蒲松齡在《聊齋志異》中就形象地記載了與赤潮有關的發光現象。
赤潮是在特定的環境條件下,海水中某些浮游植物、原生動物或細菌爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象。赤潮是一個歷史沿用名,它並不一定都是紅色,實際上是許多赤潮的統稱。赤潮發生的原因、種類、和數量的不同,水體會呈現不同的顏色,有紅顏色或磚紅顏色、綠色、黃色、棕色等。值得指出的是,某些赤潮生物(如膝溝藻、裸甲藻、梨甲藻等)引起赤潮有時並不引起海水呈現任何特別的顏色。
隨著現代化工農業生產的迅猛發展,沿海地區人口的增多,大量工農業廢水和生活汙水排入海洋,其中相當一部分未經處理就直接排入海洋,導致近海、港灣富營養化程度日趨嚴重。同時,由於沿海開發程度的增高和海水養殖業的擴大,也帶來了海洋生態環境和養殖業自身汙染問題;海運業的發展導致外來有害赤潮種類的引入;全球氣候的變化也導致了赤潮的頻繁發生。
目前,赤潮已成為一種世界性的公害,美國、日本、中國、加拿大、法國、瑞典、挪威、菲律賓、印度、印度尼西亞、馬來西亞、南韓、香港等30多個國家和地區赤潮發生都很頻繁。
赤潮的發生原因
赤潮是一種複雜的生態異常現象,發生的原因也比較複雜。關於赤潮發生的機理雖然至今尚無定論,但是赤潮發生的首要條件是赤潮生物增殖要達到一定的密度,否則,儘管其他因子都適宜,也不會發生赤潮,在正常的理化環境條件下,赤潮生物在浮游生物中所佔的比重並不大,有些鞭毛蟲類(或者假藻類)還是一些魚蝦的食物。但是由於特殊的環境條件,使某些赤潮生物過量繁殖,便形成赤潮。大多數學者認為,赤潮發生與下列環境因素密切相關。
一、海水富營養化是赤潮發生的物質基礎和首要條件
由於城市工業廢水和生活汙水大量排入海中,使營養物質在水體中副集,造成海域富營養化。此時,水域中氮、磷等營養鹽類;鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加,促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明,赤潮發生海域的水體均已遭到嚴重汙染,富營養化。氮磷等營養鹽物質大大超標。據研究表明,工業廢水中含有某些金屬可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小於3mg/dm3的鐵螯合劑和小於2 mg/dm3 的錳螯合劑,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率,相反,在沒有鐵、錳元素的海水中,即使在最適合的溫度、鹽度、PH和基本的營養條件下也不會增加種群的密度。 其次一些有機物質也會促使赤潮生物急劇增殖。如用無機營養鹽培養簡裸甲藻,生長不明顯,但加入酵母提取液時,則生長顯著,加入土壤浸出液和維生素B12時,光亮裸甲藻生長特別好。
二、水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發生的重要原因
海水的溫度是赤潮發生的重要環境因子,20—30℃ 是赤潮發生的適宜溫度範圍。科學家發現一週內水溫突然升高大於2℃ 是赤潮發生的先兆。海水的化學因子如鹽度變化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。鹽度在26—37的範圍內均有發生赤潮的可能,但是海水鹽度在15—21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發赤潮。由於徑流、湧升流、水團或海流的交匯作用,使海底層營養鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養化。營養鹽類含量急劇上升,引起矽藻的大量繁殖。這些矽藻過盛,特別是骨條矽藻的密集常常引起赤潮。這些矽藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。據監測資料表明,在赤潮發生時,水域多為乾旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風力較弱,或者潮流緩慢等水域環境。
三、海水養殖的自身汙染亦是誘發赤潮的因素之一
隨著全國沿海養殖業的大發展,尤其是對蝦養殖業的蓬勃發展。也產生了嚴重的自身汙染問題。在對蝦養殖中,人工投餵大量配合飼料和鮮活餌料。由於養殖技術陳舊和不完善,往往造成投餌量偏大,池內殘存餌料增多,嚴重汙染了養殖水質。另一方面,由於蝦池每天需要排換水,所以每天都有大量汙水排入海中,這些帶有大量殘餌、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物物,加快了海水的富營養化,這樣為赤潮生物提供了適宜的生物環境,使其增殖加快,特別是在高溫、悶熱、無風的條件下最易發生赤潮。由此可見,海水養殖業的自身汙染也使赤潮發生的頻率增加。
顯微鏡下的赤潮菌
近幾年,中國近岸海域汙染加劇,赤潮災害日益頻發。有關資料顯示,瀕臨東海的浙江省寧波市,2003年近岸和近海海域記錄到的赤潮就有21起,其中赤潮監控區象山港內發生赤潮3起,累計面積約4026平方公里,赤潮生物主要為新月菱形藻和鋸齒原甲藻。以上幾次赤潮雖存在有毒赤潮生物種類,但均未檢出赤潮毒素,未造成人員中毒和大面積養殖水產品死亡。另據浙江省海洋監測預報中心公佈的資料顯示,2003年浙江海域共發生赤潮49次。赤潮因其越來越頻的發生密度和對人們生產、生活產生的巨大影響引起人們的關注。
那麼,赤潮是怎樣形成的呢?炎夏暴雨後,又逢高溫悶熱天氣,碧波盪漾的海灣,一夜之間,湛藍的海水便會改變了顏色,海風吹來傳來陣陣難聞的腥臭味,死魚蝦屍漂浮海面,貝類相繼死亡。這就是赤潮發生時的可怕景象。科學家研究認為生產生活汙水的過量排放,給海洋帶來大量的氮、磷等營養鹽,造成海水“富營養化”,海中一些特殊生物--赤潮生物便會急劇而大量地繁殖起來,這就形成了赤潮。
海水中營養鹽含量多少就達到富營養化呢?有關資料介紹,日本一學者提出劃分標準的公式為:
化學耗氧量×無機氮×無機磷÷1500>1即為富營養化。
研究表明,世界上有50多種會引起赤潮的赤潮生物。其中,最普通常見的為夜光蟲、腰鞭毛蟲、裸甲藻等10個種類。而形成赤潮的主要浮游生物種類不同,赤潮的顏色也不同。如鞭毛藻可引起綠赤潮,某些矽藻產生紅褐色赤潮,真正形成紅赤潮的浮游生物是夜光蟲。科學家根據赤潮的顏色,即可大體判斷“赤潮”生物的種類組成。
海水富營養化是產生赤潮的主要原因,而重金屬的鐵、錳等微量元素以及一些特殊的有機物質,如維生素B1、B12、四氮雜茚、間二氮雜苯、酵母、蛋白質消化分解後的分解液以及紙漿廢液都是赤潮生物大量繁殖的重要刺激因素。當鐵、鹽、錳含量大於正常海水含量10倍~20倍時,赤潮生物將成10倍的增長。當維生素B12含量高,可使赤潮生物增殖3倍。赤潮的發生受環境和海域的水文氣象條件的影響也很大。一般赤潮多出現於海水成層狀況嚴重的海域,這時水體交換不良,當底層出現低氧水團時,也常出現赤潮。海水鹽度的突然降低所產生的物理現象,也可使赤潮生物異常繁殖起來。
赤潮的危害
一、赤潮對海洋生態平衡的破壞
海洋是一種生物與環境、生物與生物之間相互依存,相互制約的複雜生態系統。系統中的物質迴圈、能量流動都是處於相對穩定,動態平衡的。當赤潮發生時這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發生初期,由於植物的光合作用,水體會出現高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量。這種環境因素的改變,致使一些海洋生物不能正常生長、發育、繁殖,導致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態平衡。
二、赤潮對海洋漁業和水產資源的破壞
赤潮破壞魚、蝦、貝類等資源的主要原因是:
1、破壞漁場的鉺料基礎,造成漁業減產。
2、赤潮生物的異常發制繁殖,可引起魚、蝦、貝等經濟生物瓣機械堵塞,造成這些生物窒息而死。
3、赤潮後期,赤潮生物大量死亡,在細菌分解作用下,可造成環境嚴重缺氧或者產生硫化氫等有害物質,使海洋生物缺氧或中毒死亡。
4、有些赤潮的體內或代謝產物中含有生物毒素,能直接毒死魚、蝦、貝類等生物。
三、赤潮對人類健康的危害
有些赤潮生物分泌赤潮毒素,當魚、貝類處於有毒赤潮區域內,攝食這些有毒生物,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內積累,其含量大大超過食用時人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用,就引起人體中毒,嚴重時可導致死亡。
由赤潮引發的赤潮毒素統稱貝毒,目前確定有10餘種貝毒其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。貝毒中毒症狀為:初期唇舌麻木,發展到四肢麻木,並伴有頭暈、噁心、胸悶、站立不穩、腹痛、嘔吐等,嚴重者出現昏迷,呼吸困難。赤潮毒素引起人體中毒事件在世界沿海地區時有發生。據統計,全世界因赤潮毒素的貝類中毒事件約300多起,死亡300多人。
赤潮,對水生生物最大的威脅是引起水中缺氧。由於赤潮生物大量繁殖,覆蓋整個海面,而且死亡了的赤潮生物極易為微生物分解,從而消耗了水中溶解氧,使海水缺氧甚至無氧,導致海洋生物的大量死亡。因海水缺氧而產生的硫化氫和甲烷對海洋生物也有致死的作用。有些海洋生物,如許多渦鞭毛藻,能將大量的粘性物質排於細胞外,這種粘性物質以及浮游生物死後所排出的粘性物質,能附著於貝類和魚類腮上,使其窒息死亡。一些微細的浮游生物大量繁殖,也會粘住動物的腮,使其呼吸困難,嚴重者也可致其死亡。另外,赤潮生物所產生的毒素排入水中還會對海洋生物產生毒素作用。赤潮生物的死亡,還會促使細菌繁殖。有些種類的細菌或由這些細菌產生的有毒物質能將魚、蝦、貝毒死。
當某一海域發生赤潮,對水產業的危害是顯而易見的。從近幾年海洋環境監測情況來看,由於海洋生態環境遭到破壞,某些海域水汙染加劇,導致了海洋汙染日益嚴重,赤潮的發生次數和範圍日益擴大,不得不引起人們的關注。但就目前的技術手段來看,人們還只能以防為主。做好赤潮監測防治,搞好防災減災工作,保護海洋生態,是減少赤潮發生的次數,減少其所帶來的損失的最好辦法。
赤潮不僅對漁業、養殖業危害甚大,而且還直接對人類的健康產生威脅,在赤潮肆虐的海域,專家提醒人們慎食海鮮,警惕赤潮毒素成為人類的“健康殺手”。
海洋浮游藻是引發赤潮的主要生物,在全世界4000多種海洋浮游藻中有260多種能形成赤潮,其中有70多種能產生毒素。赤潮藻中的“藻毒素”在貝類和魚類的身體裡累積,人類誤食以後輕則中毒,重則死亡,因此人們又將赤潮毒素稱為“貝類毒素”。
據中國水產科學研究院東海水產研究所袁琪副研究員介紹,貝類毒素是目前已知的最毒的有機化合物,包括麻痺性貝毒、腹瀉性貝毒、健忘性貝毒、神經性貝毒等。
人類誤食了含有麻痺性毒素的貝類5分鐘至30分鐘內,輕度中毒會出現嘴唇、舌頭周圍刺痛的感覺,在中度和嚴重的情況下,會發展到手臂、腿、頸部,最嚴重的會導致呼吸麻痺,使人死亡。腹瀉性毒素的症狀則類似於食物中毒,該類毒素對人體的肝細胞具有破壞作用。健忘性毒素和神經性毒素能使人暫時失去某些記憶,但目前中國還沒有發現這兩類貝毒。
據統計,自20世紀60年代以來,中國已經有600人因誤食有毒的貝類而中毒,其中29人死亡。2002年,福建寧德、青田、羅源等地先後發生50多人因食用甲錐螺而中毒,其中3人死亡。
目前,許多國家對貝類中的毒素含量都有嚴格規定,各國對於進口的水產品質量要求也越來越嚴格,歐盟對進口水產品的檢查包括新鮮度化學指標、自然毒素、寄生蟲、微生物指標、環境汙染的有毒化學物質和重金屬、農藥殘留等63項指標。由於有一整套完整的海產品監測、管理措施,儘管歐美國家沿海也經常出現有毒赤潮,但海產品中毒事件發生得較少。而中國市場上銷售的海產品絕大多數都沒有做過毒素檢測。
有關專家提醒,毒素常集中在貝類的肝胰腺,人們在食用的時候,應將貝肉中看上去黑黑的一團消化腺剔除掉,這樣可以降低中毒機率。在赤潮多發季節,海鮮一次不宜吃得太多,一旦誤食有毒貝類,出現舌、口、四肢發麻等症狀,首先要進行人工催吐,同時要到醫院進行洗胃、灌腸等治療,防止發生呼吸肌麻痺。
赤潮案例
美國和日本曾是世界上兩個赤潮嚴重的國家。50年代到60年代中期,美國佛羅里達州沿岸幾乎每年都有赤潮發生,造成了魚、蝦、貝類的大量死亡,就連以這些生物為食的海龜、海豚也不能倖免。
據日本1979年的統計,在全部的海洋汙染事件中,赤潮佔8%,從1970年以來,赤潮已成為日本一種不可避免的海洋災害。以瀨戶內海為例,1955年前的幾十年間共發生過5次赤潮,而1959—1965年10年間就發生了39次;1996—1980年15年間竟先後發生了2589次,平均每年170餘次,其中造成嚴重危害的305次。1975年和1976年兩年,每年都在300次以上。據統計,1965—1973年5年間,日本全國因赤潮造成的漁業經濟損失達2417億日元,每年平均幾百億日元。
中國近年來赤潮發生的頻率也越來越高,地區也越來越廣。據不完全統計,1980—1992年,在中國海域共發現赤潮近300起,是70年代的15倍。赤潮發生的範圍涉及南海、東海、黃海和渤海,其中珠江口、湛江港、舟山群島、長江口、膠州灣、大連灣、遼東灣和渤海灣是赤潮的多發區。
僅1989年一年,中國沿海就有六個地區遭受赤潮的襲擊,直接經濟損失2億元以上。其中8—10月份,河北省黃驊市近海2.6萬畝蝦池受災,損失3千萬元,唐山市和滄州市則分別因此損失8000萬元和3000多萬元。1990年在海南島西北部海域也因赤潮造成2800多萬元的漁業損失。
赤潮的預防
為保護海洋資源環境,保證海水養殖業的發展,維護人類的健康。避免和減少赤潮災害,結合實際情況,對預防赤潮災害採取相應的措施及對策。
一、控制汙水入海量,防止海水富營養化
海水富營養化是形成赤潮的物資基礎。攜帶大量無機物的工業廢水及生活汙水排放入海是引起海域富營養化的主要原因。中國沿海地區是經濟發展的重要基地,人口密集,工農業生產較發達。然而也導致大量的工業廢水和生活汙水排入海中。據統計,佔全國面積不足5%的沿海地區每年向海洋排放的工業廢水和生活汙水近70億噸。隨著沿海地區經濟的進一步發展,汙水入海量還會增加。因此,必須採取有效措施,嚴格控制工業廢水和生活汙水向海洋超標排放。按照國家制定的海水標準和海洋環境保護法的要求,對排放入海的工業廢水和生活汙水要進行嚴格處理。
控制工業廢水和生活汙水向海洋超標排放,減輕海洋負載,提高海洋的自淨能力,應採取如下措施:1、實行排放總量和濃度控制相結合的方法,控制陸源汙染物向海洋超標排放,特別要嚴格控制含大量有機物和富營養鹽汙水的入海量;2、在工業集中和人口密集區域以及排放汙水量大的工礦企業,建立汙水處理裝置,嚴格按汙水排放標準向海洋排放;3、克服汙水集中向海洋排放,尤其是經較長時間乾旱的納汙河流,在徑流突然增大的情況下,採取分期分批排放,減少海水瞬時負荷量。
二、建立海洋環境監視網路,加強赤潮監視
中國海域遼闊,海岸線漫長,僅憑國家和有關部門力量,對海洋進行全國監視是很難做到。有必要把目前各主管海洋環境的單位,沿海廣大居民,漁業捕撈船,海上生產部門和社會各方面力量組織起來,開展專業和群眾相結合的海洋監視活動,擴大監視海洋的覆蓋面,及時獲取赤潮和與赤潮有密切關係的汙染資訊。監視網路組織部門可根據工作計劃,組織各方面的力量對赤潮進行全面監視。特別是赤潮多發區,近岸水域,海水養殖區和江河入海口水域要進行嚴密監視,及時獲取赤潮資訊。一旦發現赤潮和赤潮徵兆,監視網路機構可及時通知有關部門,有組織有計劃地進行跟蹤監視監測,提出治理措施,千方百計減少赤潮的危害。
三、加強海洋環境的監測,開展赤潮的預報服務
為使赤潮災害控制在最小限度,減少損失,必須積極開展赤潮預報服務。眾所周知,赤潮發生涉及生物、化學、水文、氣象以及海洋地質等眾多因素,目前還沒有較完善的預報模式適應於預報服務。因此,應加強赤潮預報模式的研究,瞭解赤潮的發生、發展和消衰機理。為全面瞭解赤潮的發生機制,應該對海洋環境和生態進行全面監測,尤其是赤潮的多發區,海洋汙染較嚴重的海域,要增加監測頻率和密度。當有赤潮發生時,應對赤潮進行跟蹤監視監測,及時獲取資料。在獲得大量資料的基礎上,對赤潮的形成機制進行研究分析,提出預報模式,開展赤潮預報服務。加強海洋環境和生態監測一是為研究和預報赤潮的形成機制提供資料;二是為開展赤潮治理工作提供實時資料;三是以便更好地提出預防對策和措施。
四、科學合理地開發利用海洋
調查資料表明,近幾年赤潮多發生於沿岸排汙口,海洋環境條件較差,潮流較弱,水體交換能力較弱的海區,而海洋環境狀況的惡化,又是由於沿岸工業、海岸工程、鹽業、養殖業和海洋油汽開發等行業沒有統籌安排,佈局不合理造成的。為避免和減少赤潮災害的發生,應開展海洋功能區規劃工作,從全域性出發,科學指導海洋開發和利用。對重點海域要作出開發規劃,減少盲目性,做到積極保護,科學管理,全面規劃,綜合開發。另外,海水養殖業應積極推廣科學養殖技術,加強養殖業的科學管理。控制養殖廢水的排放。保持養殖水質處於良好狀態。
五、搞好社會教育和宣傳
赤潮一旦發生,其後果相當嚴重。因此,要經常透過報刊、廣播、電視、網路等各種新聞媒介,向全社會廣泛開展關於赤潮的科普宣傳,透過宣傳教育,增強抗災防災的意識能力。同時也呼籲社會各方面在全面開發海洋的同時,高度重視海洋環境的保護,提高全民保護海洋的意識。只有保護好海洋,才能不斷向海洋索取財富,反之,將會帶來不可估量的損失。