海洋灾害赤潮

1、海洋(hiyng)灾害 - 赤潮共四十二页目录(ml)关于赤潮的概述1赤潮形成的原因2赤潮的危害3赤潮的预防与治理4赤潮问题的新动向新特点5结束语6共四十二页赤潮(ch cho) 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(ydng)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,赤潮污染的水体会呈现不同的颜色,有红、砖红、绿、黄、棕色等。所以,赤潮

2、是一个历史沿用名,是多种赤潮的统称。共四十二页 赤潮(ch cho)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。共四十二页赤潮(ch cho)发生的区域分布共四十二页共四十二页共四十二页共四十二页赤潮(ch cho)形生的原因海温和(wnh)盐度夜光藻、短裸甲藻以及多边膝沟藻等最为常见化学因素成因 化肥、农药的作用引发赤潮的生物种类赤潮产生的自然条件赤潮产生的人为原因气象因素和海流 工业生产、生活垃圾和污水过度海水养殖, 残饵腐败共四十二页引发赤潮(ch cho)的生物种类 在春末夏初转

3、换季节时,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(ch cho)生物有 330 多种, 其分布极为广泛, 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, 其中夜光藻、短裸甲藻以及多边膝沟藻等最为常见。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,

4、其中 43 种曾引发过赤潮。共四十二页夜光(y un)藻Noctiluca scintillans (Macartney) Kofoid & Swezy 1921 世界性的赤潮生物，我国沿海(ynhi)均有分布 。图A：腹面观（示意图）； 图B-C：细胞外形（LM）。 共四十二页海水富营养化是赤潮(ch cho)发生的物质基础化学因素 近海养殖(yngzh)向水域中添加大量的饵料, 导致在内湾、浅海区中无机态氮、磷酸盐和铁、锰等微量元素增多, 给赤潮生物的大量繁殖提供了丰富的营养物质。内湾、浅海区水体交换能力差, 海水利用率高, 封闭性强, 水体循环速度慢, 使水体富营养化比较严重, 是赤潮生

5、物滋生繁衍的优良环境, 是赤潮的多发区。共四十二页海温和盐度 一般赤潮发生于水温2030 的海域中; 赤潮海域的盐度一般为 27 37。气象因素 通常赤潮出现于闷热、风平浪静的夏季(xij)。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。共四十二页 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(dozh)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。共四十二页海水养殖的 自身污染是诱

6、发赤潮(ch cho)的主要人为因素人们对农作物施以超量的化肥、农药等积累在土壤中, 随江河排泄于海洋, 就以我国农田施用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。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, 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

7、的开发利用基本处于(chy)无序、无度状态, 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。共四十二页 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(biomng)了赤潮发生与环境污染和人类活动有密切联系。共四十二页赤潮(ch cho)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(yngxing)海上娱乐和滨海旅游业威胁人群的健康共四十二页破坏正常的海洋(hiyng)生态系统赤潮生物分泌粘液, 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气, 导致动物因缺氧而死亡。 赤潮生物分泌有害物质(

8、 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(zh s)。赤潮生物吸收阳光, 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。 共四十二页危害(wihi)海产养殖业及渔业资源共四十二页威胁(wixi)人群的健康 世界已知的60多种赤潮生物可产生6类致毒的赤潮毒素(麻痹性贝毒PSP；神经性贝毒NSP；腹泻性贝毒DSP；失忆性贝毒ASP

9、；西茄毒素CFP；蓝藻毒素CTP)，引起人类中毒死亡事件历年都有发生，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，1962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，

10、在南海大鹏湾1992年也发生误食贝类造成2人死亡的事件。共四十二页赤潮(ch cho)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(ybo)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共四十二页赤潮(ch cho)的治理物理学方法(fngf)化学方法生物学方法共四十二页物理学方法(fngf)围隔栅( shn)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共四十二页化学(huxu)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(tinrn)矿物絮凝

11、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。 共四十二页生物学方法(fngf) 一是以鱼类控制藻类的生长(shngzhng)； 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，使得微生物控藻是生物控藻里最有前途的一种控藻方式。 共四十二页利用(lyng)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。化学方法防治虽可迅速有效的

12、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(yfng)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。共四十二页关于“以菌治藻”研究(ynji)的动态1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(xjn)通过硝化作用使氨态氮转化为硝态氮，供浮

13、游生物利用；在混合层中，细菌(xjn)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。共四十二页氮、磷是影响赤潮生物繁殖的重要营养元素，赤潮发生的一个(y )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

14、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。共四十二页、微生物在赤潮消亡中的作用 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(ynji)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Skelet

15、onema costatum均无效。这表明该细菌对Gymodinium nagaskiense的杀灭作用是专一的。共四十二页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，对水环境中的微型生物寄主具有“高速碰撞、高速钻孔、高产量(chnling)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

16、报道。共四十二页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(xiotu)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

17、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 akashiwo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。 共四十二页研究(ynji)展望共四十二页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(hunjng)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

18、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康的保护提供理论和实践依据。 共四十二页赤潮问题(wnt)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(shngshng)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。 共四十二页赤潮事件增多

19、 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(r qi)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。 1997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。共四十二页赤潮的范围不断扩大 有许多赤潮是在局部

20、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(chogu)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。 共四十二页赤潮持续的时间增长 仅以近年(jn nin)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！2

21、000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。共四十二页赤潮种类增多(zn du) 夜光藻仍是一种中国沿海常见的种类，但是近年来赤潮藻的种类有许多是前所未见或前所罕见的。 如98年南海的赤潮藻：米氏裸甲藻（Gymnodinium midimotoi）,旋沟藻（gyrodinium instriatum）,1991年在大鹏湾发生的海洋卡盾藻（Chattonella marina）赤潮等等。1997年至98年的球形棕囊藻赤潮更是前无记录的。关于中国的赤潮种类笔者次后将一一简述，此处兹不赘述。共