海洋灾害-赤潮

1、海洋灾害海洋灾害 - 赤潮赤潮 目录目录 关于赤潮的概述关于赤潮的概述 1 赤潮形成的原因赤潮形成的原因 2 赤潮的危害赤潮的危害 3 赤潮的预防与治理赤潮的预防与治理 4 赤潮问题的新动向新特点 5 结束语结束语 6 赤潮赤潮 赤潮是一种复杂的生态异常现象，发生的原因 也比较复杂关于赤潮发生的机理虽然至今尚无定论. 但是,形成赤潮的首要条件是海水中的浮游生物增 殖数量要达到一定的密度则已被公认。也就是说， 赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、 浮游动物尤其原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚 集而引起水体变化的一种有害生态现象.根据赤潮 发生的原因、种类和数量的不同,赤潮污染的水体 会

2、呈现不同的颜色,有红、砖红、绿、黄、棕色等。 所以,赤潮是一个历史沿用名,是多种赤潮的统称。 赤潮的颜色,主要由形成赤潮的优势浮游 生物种类的颜色所决定。以夜光藻为主形成 的赤潮, 呈红色; 绿色鞭毛藻形成的赤潮为绿 色; 由淡红束毛藻引起的赤潮呈黄褐色。 赤潮发生的区域分布 赤潮形生的原因赤潮形生的原因 海温和盐度海温和盐度 夜光藻、短裸甲藻以及夜光藻、短裸甲藻以及 多边膝沟藻等最为常见多边膝沟藻等最为常见 化学因素化学因素 成因成因 化肥、农药的作用化肥、农药的作用 引发赤潮的生物种类引发赤潮的生物种类 赤潮产生的自然条件赤潮产生的自然条件 赤潮产生的人为原因赤潮产生的人为原因 气象因素和

3、海流气象因素和海流 工业生产、生活垃圾和污水工业生产、生活垃圾和污水 过度海水养殖过度海水养殖, 残饵腐败残饵腐败 引发赤潮的生物种类引发赤潮的生物种类 在春末夏初转换季节时在春末夏初转换季节时,藻类浮游生物因水质变化、水藻类浮游生物因水质变化、水 温升高和养分提高而大量繁殖。目前发现的赤潮生物有温升高和养分提高而大量繁殖。目前发现的赤潮生物有 330 多种多种, 其分布极为广泛其分布极为广泛, 几乎遍及世界各个海域。藻类几乎遍及世界各个海域。藻类 植物甲藻门有二十多个种类能引起赤潮植物甲藻门有二十多个种类能引起赤潮, 其中其中夜光藻、短裸夜光藻、短裸 甲藻甲藻以及以及多边膝沟藻多边膝沟藻等最

4、为常见。等最为常见。而夜光藻是热带和亚热 带海区发生赤潮的主要种类, 原甲藻是太平洋东海岸赤潮的 主要种类之一; 淡红束毛藻、薛氏束毛藻、汉氏束毛藻是引 起我国东海赤潮的常见种。原生动物中的某些种类如缢虫 等也属于赤潮生物, 其繁殖过盛也可引起赤潮。海洋中的 4000 余种浮游藻类中, 约有 300 种能导致赤潮, 其中 70 多 种能产生毒素。中国沿海的赤潮生物有 148 种, 其中 43 种 曾引发过赤潮。 夜光藻夜光藻Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid 赤潮海域的盐度一般为 27 37。 气象因素气象因素 通常赤潮出现于闷热、风平浪静的夏季。

5、 海流海流 由于台湾暖流北上或外海海水在浙江沿 海形成的锋面, 使东海多发赤潮。水底层出 现无氧和低氧水团也会引起赤潮。 此外, 赤潮发生与地球的温室效应也密 切相关。近年来, 厄尔尼诺、拉尼娜等大范 围、长时间的异常气候现象的出现, 导致出 现雨水少、气温高、光照足的气候条件, 从 而加速了生物的新陈代谢, 使过量繁殖的浮 游生物在沿岸一些海域泛滥成灾,从而形成赤 潮。 海水养殖的海水养殖的 自身污染是诱发赤潮的主要人为自身污染是诱发赤潮的主要人为 因素因素 人们对农作物施以超量的化肥、农药等积累在土壤中超量的化肥、农药等积累在土壤中, 随江河排泄于海随江河排泄于海 洋洋, 就以我国农田施用

6、数以亿吨计化肥而言, 据推算,约有 1/ 2 以上属于 浪费, 而这些化肥却随径流进入江、河、湖、海。这是海水营养盐骤然 上升的主要源头。 工业生产、生活垃圾和污水被大量注入海中工业生产、生活垃圾和污水被大量注入海中。这些物质对海水中磷的过 量富集,有直接的影响。到 20 世纪 90 年代, 浙江近岸海域氮高达 100 mol/ L, 磷为 1.6 mol/ L。 沿海地区的过度海水养殖沿海地区的过度海水养殖, 残饵腐败污染海水残饵腐败污染海水。据专家介绍, 面积约 7. 8 万平方公里的渤海是我国受污染最为严重的海域, 其根本原因在于陆地 污染物的转移和渤海的开发利用基本处于无序、无度状态,

7、 每年排入渤 海的污水达 28 亿吨, 污染物占全国海洋接纳污染物的一半。 我国的赤潮高发区渤海湾、大连湾、长江口、福建沿我国的赤潮高发区渤海湾、大连湾、长江口、福建沿 海、广东大鹏湾的赤潮研究也都表明了赤潮发生与环境污海、广东大鹏湾的赤潮研究也都表明了赤潮发生与环境污 染和人类活动有密切联系。染和人类活动有密切联系。 赤潮的危害赤潮的危害 破坏正常的海洋生态系统 危害海产养殖业及渔业资源 影响海上娱乐和滨海旅游业 威胁人群的健康 破坏正常的海洋生态系统破坏正常的海洋生态系统 赤潮生物分泌粘液赤潮生物分泌粘液, 粘附于鱼类等海洋动物的鳃上, 妨碍其呼吸, 导致窒 息死亡;同时因大量吸收水中的氧

8、气, 导致动物因缺氧而死亡。 赤潮生物分泌有害物质赤潮生物分泌有害物质( 如氨、硫化氢等) , 会造成海水 pH 值升高, 粘 稠度增大, 改变浮游生物的生态系统群落结构。 赤潮生物缺氧或造成水体积累大量硫化氢和甲烷赤潮生物缺氧或造成水体积累大量硫化氢和甲烷等, 隔绝了海水与大气 圈的气体交换, 导致使生物缺氧或中毒致死。 赤潮生物吸收阳光赤潮生物吸收阳光, 遮蔽海面遮蔽海面, 使其它海洋生物因得不到充足的阳光而 死亡。赤潮生物一般密集于表层几十厘米以内, 使阳光难于透过表层,水 下生物因得不到充足阳光而影响其生存和繁殖。 危害海产养殖业及渔业资源危害海产养殖业及渔业资源 威胁人群的健康威胁人

9、群的健康 世界已知的世界已知的6060多种赤潮生物可产生多种赤潮生物可产生6 6类致毒的赤潮毒素类致毒的赤潮毒素( (麻痹麻痹 性贝毒性贝毒PSPPSP；神经性贝毒；神经性贝毒NSPNSP；腹泻性贝毒；腹泻性贝毒DSPDSP；失忆性贝毒；失忆性贝毒ASPASP； 西茄毒素西茄毒素CFPCFP；蓝藻毒素；蓝藻毒素CTP)CTP)，引起人类中毒死亡事件历年都有，引起人类中毒死亡事件历年都有 发生，近年有增多的趋势。发生，近年有增多的趋势。 据Prakash等(1971年)统计，全世界在1900至1971年已发生大约1， 600次人体麻痹性贝毒(PSP)中毒事件。 据桥本芳郎(1977年)报告，19

10、62年前全世界PSP中毒人数超过900 人，死亡达200人。 仅在亚太地区，至1994年已发生藻毒事件3164起，其中148起死 亡记录。 我国至今有记录的由赤潮藻毒素引起的中毒事件有6次，其中1986 年12月1日在福建东山因误食菲律宾蛤仔（Ruditapes phlipinensis）使136人中毒，危害59人，1人死亡的中毒事件， 原因是赤潮裸甲藻所致。另外，在南海大鹏湾1992年也发生误食 贝类造成2人死亡的事件。 赤潮的预防赤潮的预防 控制污水入海量,防止海水富营养化 建立海洋环境监测网络,加强赤潮监测 加强赤潮预报模式的研究,开展赤潮的预报服务 科学合理地开发利用海洋 赤潮的治理赤

11、潮的治理 物理学方法 化学方法 生物学方法 物理学方法物理学方法 围隔栅或气幕法 沉箱法 回收法 超声波法 光隔离法 粘土法目前国际上公认的一种方法是撒播粘 土法 化学方法化学方法 化学药品杀除法（硫酸铜、次氯酸钠、过氧 化氢、过碳酸钠等） 凝聚剂沉淀法（无机凝聚剂、表面活性剂、 高分子凝聚剂） 天然矿物絮凝法（黏土、蒙脱石） 化学除藻法是利用化学药剂对藻类细胞产生 的破坏和抑制生物活性的方法进行杀灭控制赤潮 生物，具有见效快的特点。 生物学方法生物学方法 一是以鱼类控制藻类的生长； 二是以水生高等植物控制水体富营养盐以及藻类； 三是以微生物来控制藻类的生长。 其中由于微生物易于繁殖的特点，使

12、得微生物 控藻是生物控藻里最有前途的一种控藻方式。 利用微生物法抑藻除毒的必要性与优越性 海洋微生物的五大特性： 个体小，比表面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖速； 适应 性强，易变异；种类多，分布广。 目前对赤潮的防治，主要是采取化学方法目前对赤潮的防治，主要是采取化学方法。化学方法防治虽可迅 速有效的控制赤潮，但所施用的化学药剂给海洋带来了新的污染。 因此，越来越多的人将目光投向了生物防治技术。 关于生物防治有人建议投放食植性海洋动物如贝类以预防或清除 赤潮，但有毒赤潮的毒素也可能因此而富集在食物链中并产生令 人担忧的后果。 而利用微生物如细菌的抑藻作用及其对赤潮毒素的有效降解作用， 使

13、海洋环境保持长期的可靠的生态平衡，从而达到防治赤潮的目 的，就可以避免这些缺陷，这也是细菌防治独特的优越性。 关于关于“以菌治藻以菌治藻”研究的动态研究的动态 1微生物对赤潮发生的促进作用微生物对赤潮发生的促进作用 为赤潮生物提供营养盐及所必需的生理活性物质 在海洋环境中，尤其在底层，硝化细菌通过硝化作用使氨态氮转 化为硝态氮，供浮游生物利用；在混合层中，细菌通过氨化作用 产生的氨态氮是再生生产力的重要物质基础。 细菌还为藻类的生长提供无机磷，磷在很多海区是浮游植物生长 的限制因子，磷的主要来源是靠细菌活动使磷酸盐再生。 海水受污染后所含的有机质及动植物残骸等，经细菌分解后所产 生的维生素类物

14、质和微量有机成分（嘌呤、嘧啶等核酸成分，酵 母的自消化物等特殊有机物），可以促进浮游植物繁殖。 氮、磷是影响赤潮生物繁殖的重要营养元素，赤潮发 生的一个很重要的原因是水体富营养化，水体中氮、 磷元素的含量过高。 细菌还在其他元素的生物地球化学循环中起着重要作 用，一定浓度的铁、锰元素对某些赤潮藻类的生长均 有不同程度的促进作用，这表明微量元素中铁、锰是 触发赤潮发生的重要因子。细菌可把三价铁还原为易 溶性的二价铁，为藻类的生长提供必需的铁元素。 细菌还可以合成藻类必需的生理活性物质如维生素B- 12，它在藻类的生理生活中起着极其重要的作用。 、微生物在赤潮消亡中的作用、微生物在赤潮消亡中的作用

15、 细菌对赤潮消亡的作用 细菌对藻类的抑制作用有较强的种属特异性。如 Fukami K.等(1992) 研究细菌的抑藻作用时发现，黄杆 菌Flavobacterium sp.对裸甲藻Gymodinium nagasakiense具有强烈的抑制和杀灭作用，而对 Chattonella, Heterosigina akashiwo和骨条藻 Skeletonema costatum均无效。这表明该细菌对 Gymodinium nagaskiense的杀灭作用是专一的。 食菌蛭弧菌对赤潮消亡的作用 蛭弧菌的分布自被发现后的大量研究表明它广泛分布于近海洋环 境，是以海洋微型生物为寄主的寄生菌，对水环境中的

16、微型生物 寄主具有“高速碰撞、高速钻孔、高产量胞壁酸形成”等生物学 特性。 由于它们生活在宿主细胞的周质空间，可确保营养小环境稳定， 使它具有生态学优势，又因为它可“吃掉”有害宿主细胞而具有 很大应用潜力。 研究表明蛭弧菌也可进入藻细胞内而溶藻。厦门大学赤潮研究组 也曾对其在近岸海水环境中的生态分布及对寄主裂解的多样性、 有效性作过研究报道。 病毒对赤潮消亡的作用病毒对赤潮消亡的作用 在海洋环境中存在着大量病毒，其生物特点是：非细胞性。 极端的微小性。专性的寄生性，其对赤潮消长起着重要作用。 Bratbak(1993)等研究表明：病毒在由海洋藻类Emiliania hualyi引 起的赤潮消亡

17、过程中起着重要作用，他们在溶解细胞内和周围环 境发现游离态病毒颗粒和病毒类似颗粒的存在，同时，赤潮在消 退过程中伴随着病毒数量的增多。 Nagasaki等也从日本Nomi海湾分离到一种病毒，这种病毒能够感 染赤潮引发种Heterosigma akashiwo，该病毒颗粒可以感染并裂 解两株H.akashiwo, 该病毒对H.akashiwo具有较高的特异性，不 会导致Chattonella antiqua, C.verruculosa, Fibrocapsa japonica 等15种其它种类的浮游植物细胞裂解。而且，三株从日本 Hiroshima湾分离到的Heterosigma akashi

18、wo具有对该病毒的抗 性，表明这种病毒并非种特异性而是具有株特异性。 研究展望研究展望 针对赤潮灾害发生的新态势、新特点，采用抑藻基因调控赤潮 的新思路，瞄准“以菌治藻”的目标，利用宏基因组学技术开 发源于海洋微生物的抑藻基因，从环境样品中提取宏基因组， 构建宏基因组文库，筛选出抑藻活性克隆，构建抑藻菌； 进而探讨抑藻菌同赤潮藻生长和产毒之间的生态关系；并进行 有效抑藻菌的生物化学、分子生物学研究，查明抑藻基因抑藻 生长的机理和过程并优化其抑藻作用的环境条件； 而后建立抑藻菌抑藻作用的模型，提出有害赤潮的微生物法调 控技术；为海洋抑藻基因的开发利用、有害赤潮的微生物防治、 海洋资源环境和人类健

19、康的保护提供理论和实践依据。 赤潮问题的新动向、新特点 近年来赤潮发生频繁，为害日烈。赤潮这 一海洋灾害已同沙尘暴一样成为危害社会经济、 人群健康的环境问题。 赤潮的发生在近年来有上升的趋势。其频 度、面积、持续的时间、危害的程度、种类组 成等等都显示出一种增多、高、加剧的趋势。 赤潮事件增多 根据不完全的统计，自70年代计今我国沿海已发生300余次赤 潮，而且是与年俱增的走向。 1986年11月福建东山的可能是裸甲藻（Cymnodinium sp.） 赤潮，造成1人死亡、136人中毒的严重事件。 1989年渤海湾大面积裸甲藻、夜光藻赤潮造成沿海水产养殖业 的1亿元以上的巨额经济损失。 199

20、7年东海连同南海东部球形棕囊藻（phaeocystis globosa） 赤潮，仅粤东沿海的网箱养殖就有6000余万元的经济损失。 1998年广东沿海连同香港的大面积赤潮，情形更为惨烈，造成 这一带水产养殖的损失超过3亿元。凡此种种，不胜枚举。 赤潮的范围不断扩大 有许多赤潮是在局部小范围发生的，而近年的一些赤潮显示 出其覆盖范围有扩大化的态势，表现在两个方面，一是赤潮覆盖的 面积增大。 如19971998年在福建、广东沿海发生的棕囊藻赤潮其覆盖面 积超过300平方公里，1998年南海的赤潮东起广东的惠东一带，西 达广东西部的阳江海域，珠江口从北至香港南部，纵深辽阔。 其次是发生在类型上，从多是内湾型，发展到外海型，如1998 年10月渤海的赤潮，2000年7月长江口的面积逾万公里的原甲藻 （Prorocentrum）赤潮都已近外海。 赤潮持续的时间增长 仅以近年为例。1997年发生在东海南海的赤潮，从当年的9 月始至翌年的2月初止，为时长达半年！2000年更有南海大亚湾 衙前、东升海域的斯氏藻（Scrippsiella）赤潮从8月4日发生，延 续到9月11日，绵延1个多月。 复次，自8月24日在大鹏湾大、小梅沙发生的斯氏藻赤潮， 一直持续到10月上旬，而且从湾内向湾口扩展。 赤潮种类增多 夜光藻仍是一种中国沿海常见的种类，但是近年来赤