解谜里约奥运会的“碧池”

徐鹍+郭蕊

奥运会是世界关注的体育盛会，但在2016年第31届里约奥运会上，原本清澈湛蓝的游泳池水，一夜之间变为浑浊的碧绿色，被网友们戏称为“碧池”。因而游泳池水的颜色也成为本届奥运会的“亮点”之一。泳池的水为何会在一夜之间发生如此剧变？场馆工作人员的解释是由于工作失误，导致水体中藻类大量繁殖。那么，这是哪些藻类的杰作？如何防止泳池再度变绿？这些藻类会影响运动员的健康吗？

1 “碧池”形成的原因

“碧池”现象也称为水华或水花，通常是由于淡水水体受到污染，导致氮、磷等营养元素超标，使水体富营养化或严重富营养化，在一定的条件下（如温度、光照等），引起藻类爆发性的繁殖，导致水体呈现绿色或其他颜色。在海水中发生上述过程则称为“赤潮”。水华和赤潮都是全球性的水污染公害。

2 引起水华的常见藻类

目前，发现引起水华的藻类有3万多种。蓝藻是原核生物，在生物界地位最原始。蓝藻门的中微囊藻、颤藻、螺旋藻和鱼腥藻等是引起水华的常见藻类。此外，小環藻（硅藻门）、衣藻（绿藻门）、裸藻（裸藻门）等，也能引起水华。在不同水体中引起水华的藻类的种类和数目不尽相同，形成的颜色也由最大优势的藻类的颜色所决定。由叶绿素a和藻胆素等的藻类（如颤藻）引起的，多呈蓝绿色；由叶绿素a、叶绿素c和墨角藻黄素等色素的藻类（如小环藻）引起的，多呈黄褐色；由有叶绿素a和叶绿素b的藻类（如衣藻）引起的，多呈黄绿色或绿色。

3 水华发生的机理

根据国内外学者对水华发生机理的研究，其关注重点大致分为两类，即引起水华的蓝藻的生理形态和环境因素。

3.1 生理形态

蓝藻的生理特征是水华形成的前提。伪空泡或伪空泡群是蓝藻的重要结构之一，其可以调节浮力，使蓝藻在水中占据吸收光能的有利位置。由微原纤维构成的胶质鞘几乎存在于所有的蓝藻细胞外侧，可将单个细胞聚集成群，使蓝藻在与其他浮游生物竞争中占有优势。一些蓝藻通过CO2浓缩机制将水体中CO2降低到仅适合蓝藻生活的浓度，来确保其竞争优势。蓝藻含有多种光合色素，在不同深度的水中，能有效地利用光能，生长速率快于其他藻类。蓝藻通过吸收过量的营养物质为其在逆境中生长提供营养，在营养充足时可大量生长形成水华。蓝藻可产生一种氨基酸（MAAs），防止紫外线的伤害。常见的引起水华的蓝藻几乎都会产生毒素，严重威胁人和动物的健康，这可能是其在适应环境过程中逐步形成的生存策略，以抑制其他竞争对手和避免天敌的摄食。

3.2 环境因素

环境因素是诱导水华发生的重要外部因素。目前学者普遍赞同水华的发生是由于氮、磷的释放导致水体富营养化的结果。因此控制氮、磷等营养盐的输入成为水华控制的重点。在一些地区的水体中，总氮和总磷的比值影响着水华的发生，一般认为总氮总磷比为16时比较适合藻类的生长繁殖。学者研究发现水温的升高也会促进水华的发生，蓝藻生长繁殖的最适温度在25～35℃，比其他藻类对高温的耐受性更强。有研究表明，全球气候变暖对水华的发生具有促进作用。此外，微量元素、浮游动物摄食、水文条件和气象条件等也是水华发生的重要影响因素。

综上所述，水华的发生受多种条件影响。在不同的水体中，导致水华发生的关键因素不同。有学者提出了环境因子与生理特征共同作用、正反馈调节、四阶段理论假说、生理潜能发挥与适应竞争策略和信号假说等水华发生机理。目前学者还没有找到通过1、2个关键因素就能阐明水华发生过程的机理，有待进一步研究。

4 水华的危害及防治

4.1 水华的危害

藻类爆发式的繁殖会造成水体缺氧，导致其他生物的死亡。同时，一些藻类产生的毒素还会引起其他动物的中毒。有些藻类会产生异味，影响人类的饮水和生活，也影响自来水厂的生产和自来水的水质。发生水华的水体环境被破坏，对其旅游资源也有一定的影响。

4.2 水华的防治

水华的发生通常是由于水体的富营养化的结果。因此，防治水华的首要任务就是阻断水体的污染源。其次，可以通过整修河道、清除淤泥、化学消毒和投放食藻类动物等方法进行防治。每种方法都具有一定的效果，也各有优缺点。针对水华的不同情况，应当选择不同方法进行防治。另外，环保部门应该加强监管力度，坚决打击偷排、滥排污染物的行为。加强水体环境的保护，这也是每位公民应当履行的社会责任。

综上所述，里约泳池成为“碧池”绝非偶然，是多种因素共同作用的结果。长时间接触绿色的池水，对运动员的健康也十分不利。如果组委会提前做好相应的预防措施，“碧池”现象是可以避免的。

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