浅谈赤潮的危害以及治理方法

文｜ 陈曦 徐玉山

今年5月，天津东疆港附近海域出现了“蓝眼泪”。何为“蓝眼泪”？是一种由海萤、夜光藻等海洋浮游性生物引发的赤潮现象，它们伴随着海浪的拍打受到刺激时，体内的发光腺体会产生反应，发出蓝色的光，仿佛碎钻坠入了无垠的大海，它们随着海浪起伏，好像大海“流”下了晶莹剔透的蓝色泪水。美不胜收的海洋奇景引来大量游客，纷至沓来的人们忙着拍照上传视频，共同见证这罕见的“美景”。但是，这美丽的赤潮却是一种有危害的生态异常现象，自1933年费鸿年第一次记录发生在浙江沿海的赤潮事件以来，我国沿海地区频繁发现赤潮的踪迹，每年给沿海城市造成不少经济损失，甚至导致人员伤亡。

从科学上讲，赤潮是由于海洋中微型浮游生物快速增殖、聚集， 导致生态系统结构与功能破坏的一种生态异常现象。由于这种现象常常伴随着海水颜色的改变，以红色最为常见，故称之为赤潮。实际上，这种海水颜色的改变与赤潮生物的颜色、密度等因素有关，所以通常我们所说的赤潮并非都是红色。为了更科学地描述这一生态异常现象，目前国际上更多称其为有害藻华（Harmful Algal Blooms, HABs）。有害藻华包括了各种藻华现象，如海水藻、淡水藻、大型藻、微型藻以及浮游藻和底栖藻等，本文中的赤潮主要指那些发生在海水中由微型藻形成的有害藻华。《赤潮监测规程》（HY/T 069—2005）将赤潮（Red Tide）定义为“海洋中的一些微藻、原生动物或细菌在一定环境条件下暴发性增殖或聚集达到某一水平，引起水体变色或对海洋中其他生物产生危害的一种生态异常现象”。

赤潮形成的原因

随着我国工业化进程的不断加快，沿海地区人类活动影响加剧，陆源污染物排放量增加，海水富营养化严重，加之全球变暖，我国沿岸海域赤潮频发。赤潮形成的原因和机理十分复杂，它是海洋中的生物、物理、化学、水文和气候等诸多因素共同作用的结果。目前，关于赤潮形成的机制尚未有确切的定论，但可以肯定的是，赤潮的暴发与赤潮生物的存在、海水富营养化以及适宜的温度、盐度、水文气象等因素密切相关。

赤潮生物是赤潮发生的基础和前提。当水体环境满足其生长、繁殖的需求时，赤潮生物就会大量繁殖。一般来说，在赤潮生物种类多、密度大的区域，发生赤潮的潜在风险较大。近年来，随着海洋运输业的发展，使得赤潮生物通过船舶压舱水在异地传播，扩大了赤潮生物的分布范围，外来赤潮生物的入侵也增加了当地赤潮发生的风险。

水体富营养化被公认为是诱发赤潮的主要因素。水体富营养化是由于工农业废水和生活污水的大量排放，导致海水中氮、磷等营养物质大量富集，氮和磷是生物体生长、发育和繁殖所需要的重要元素，也是赤潮生物生长、繁殖的重要限制因子，尤以磷的影响更大。

海水理化因子特别是温度和盐度是诱发赤潮的重要原因之一。赤潮发生的适宜温度范围为20～30℃，因此在我国赤潮多发于春末和夏季。有研究表明，短时间内盐度的急剧下降对赤潮生物的繁殖具有刺激作用。

气温、光照、降水、风向和风力等气象因子对赤潮的形成也具有重要作用，一般而言，在天气闷热、干旱少雨、光照充足、水温偏高、风力较弱的水域极易暴发赤潮。

赤潮的危害

赤潮会破坏海洋生态平衡。海洋是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存、相互制约的复杂生态系统，系统中的物质循环、能量流动都是处于相对稳定且动态平衡的状态，当赤潮发生时，由于赤潮生物的异常暴发性增殖，这种平衡遭受到严重干扰和破坏。在植物性赤潮发生初期，由于植物的光合作用，赤潮海域水体中叶绿素a含量增高、溶解氧增高、化学耗氧量增高，致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，甚至导致一些生物的死亡，破坏了原有的生态平衡。

赤潮会造成海洋渔业和水产资源的损失。赤潮生物的异常暴发性增殖，导致了海洋生态平衡被打破，海洋浮游植物、浮游动物、底栖生物、游泳生物相互间的食物链关系和相互依存、相互制约的关系异常或者破裂，这就大大破坏了主要经济渔业种类的饵料基础，破坏了海洋生物食物链的正常循环，渔业产量锐减。赤潮生物的异常暴发性繁殖，可引起鱼、虾、贝等经济生物瓣鳃机械堵塞，造成这些生物窒息而死。赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在细菌分解作用下，可造成区域性海洋环境严重缺氧或者产生硫化氢等有害化学物质，使海洋生物缺氧或中毒死亡。另外，有些赤潮生物的体内或代谢产物中含有生物毒素，能直接毒死鱼、虾、贝类等经济生物。

赤潮危害人类的身体健康和生命安全。有些赤潮生物能分泌一些可以在贝类体内积累的毒素，统称贝毒，其含量往往超过食用时人体可接受的水平，这些贝类如果不慎被食用，就会引起人体中毒，严重时可导致死亡。目前确定有10余种贝毒的毒素比眼镜蛇毒素高80倍，比一般的麻醉剂，如普鲁卡因、可卡因还强10万多倍。据不完全统计，全世界已发生贝毒中毒事件300多起，死亡300多人。

赤潮的监测技术

赤潮监测技术主要是基于对赤潮生物密度、叶绿素a、营养盐、微量元素、pH、盐度、温度以及水文气象因子等参数的检测和分析。目前，赤潮主要使用的监测技术有浮标监测、船载监测、航空遥感监测以及卫星遥感监测。赤潮的突发性和形成原因的复杂性导致赤潮预测预报困难，为了有效地减少赤潮灾害造成的经济损失，需要不断开发新的监测技术。

赤潮的治理

物理法

机械搅动法是一种借助机械动力或其他外力搅动赤潮发生海域底质，加速分解海底污染物，使得底栖生物的生存环境得以恢复，同时提高周围海域的自净能力，进而减缓和控制赤潮进一步发生的方法。但该方法对局部赤潮有较好的治理效果，不适用于较大面积的赤潮。

超声波技术虽然不需要化学物质即可较快去除藻类，但该方法较多用于实验室研究，缺乏实际可操作性。

吸附法是一种利用具有多孔性的固体吸附材料，将赤潮藻类吸附在其表面的方法，常用的吸附材料包括炉渣、碎稻草、活性炭等。但该方法需要在赤潮治理后打捞吸附材料。

气浮法是在赤潮海域通入大量微细气泡，使之与藻类相互依附的方法，气泡比重小于水，可以借助浮力上浮至水面后将其去除。

上述物理法的共同缺点是不能较好地处理低密度或海水底部藻类，且速度慢、花费高，难以大规模使用。

化学法

药剂化学法是利用无机药剂或有机药剂直接灭杀赤潮藻类的方法，常用的无机药剂包括硫酸铜、次氯酸、二氧化氯、氯气、过氧化氢、臭氧等，常用的有机药剂包括有机胺、碘类消毒剂、有机溶剂、黄酮类、羟基自由基等。该方法在实验室研究得较多，应用难点在于既要保持药剂浓度，又要保证药剂本身不会对海洋环境造成二次污染，实际应用中，需要经过阶段性的研究后，才可有针对性地提出药剂法的药剂浓度和抛洒量。

胶体絮凝沉淀法是目前应用最为广泛的治理赤潮手段之一，近年来聚硅酸金属盐等无机高分子絮凝剂不断发展，在南方的赤潮治理过程中取得了较好效果，有机絮凝剂在实验室研究的较多。天然矿物絮凝剂主要使用黏土矿物絮凝沉淀，是目前国际较公认的除藻方法，在秦皇岛海水浴场赤潮治理中取得了较好的效果，该方法对于小规模赤潮的治理效果较好，同时黏土法具有对海洋环境和生物影响小、操作简单等优点，该方法在实际应用方面较成熟。

生物法

利用引入赤潮藻类天敌的方法最大的弊端在于新物种的引进可能破坏原有生态系统，所以目前尚未得到应用。

微生物技术是利用对赤潮藻类有特异性抑制甚至杀死作用的细菌和病毒等海洋微生物进行治理的方法，该方法需要针对特异性藻种进行研究，目前主要在实验室研究较多。

化感技术指利用植物产生的次生代谢产物（化感化合物）来抑制赤潮生物生长的方法，该方法目前尚停留在实验室研究阶段，尚未得到实际的应用。

赤潮作为一种突发性强、致灾面积广的全球性海洋生态灾害，其发生机制、监测预防、治理技术等一直是世界各国研究的重点。由于赤潮的发生机制尚未清楚，且目前赤潮治理技术大都处于理论或实验室阶段，每种方法都有其自身局限性。因此，治理赤潮灾害主要采取“预防为主，防治结合”的策略。