赤潮——环境污染的恶果

赤潮——环境污染的恶果

赤潮——环境污染的恶果

每当提到海洋总让人联想起湛蓝的海水、美味的海鲜。自古以来海洋总是源源不断地向人类提供大量的鲜美的海产品。数量如此巨大的鱼、虾、贝等海洋动物赖以生存的最基本的食物是什么呢？海洋中种类繁多、数量巨大的浮游藻类的功劳是首屈一指的。浮游藻类是一类光合自养生物，它们是海洋中的“生产者”，是初级生产力的主体。它们以阳光为能源，无机物质为营养，利用CO2合成生命物质。它们构成了食物链的基础。因此，在海洋生态系统中，浮游藻类是物质循环和能量流动的重要环节。

氮、磷是合成蛋白质、核酸等生命物质的重要元素。在一般情况下海水中的营养物质，特别是氮、磷的含量是很低的，往往成为浮游藻类生长的限制因子。在自然生态循环过程中，海洋中的氮、磷等浮游藻类生长所需的营养物质，主要来源于地底矿物质的溶解、固氮微生物直接从空气中固定N2以及雨水冲刷地表使地表营养物质经河流流入海洋。进入海洋的营养物质总体上保持相对平衡，海洋中浮游藻的生物量也相对稳定。然而如果在局部海域中，氮、磷等营养物质的含量突然增加，造成海水“富营养化”，在适宜的光照、水温、风浪等条件下，浮游藻类就会在短时间内迅速繁殖，甚至可使每毫升海水中的藻细胞数量达数十万个以上，主要集中在表层到几米深的水层中，由于这些藻类多呈红褐色，“赤潮”由此得名。形成赤潮的藻类种类很多，最常见的是甲藻和硅藻类。有的藻呈绿色，故有的赤潮也会呈绿色或其他颜色。

赤潮的发生是灾难性的。赤潮的发生破坏了局部海域的生态平衡，可引起海洋生物大量死亡。鱼、虾、贝类会因为大量的藻细胞堵塞鳃后窒息而死；赤潮发生后，由于赤潮藻类细胞浓度太大，很快就会死亡、分解，海洋细菌会利用藻细胞中的有机物大量繁殖，细菌繁殖过程中又大量消耗海水中的溶解氧，进而造成各种海洋动物缺氧死亡；赤潮藻类还会产生一些剧毒的毒素，有的毒素毒性与河豚毒素的毒性相当。海洋动物摄食这些藻类后，其毒素会积聚在动物体内。因此，海洋赤潮的发生不但对海洋生态系统有强烈的破坏作用，对海洋沿岸的水产养殖以及食用海产品的人都有直接的危害。仅20世纪70年代以前的统计资料显示，世界上有记载的赤潮毒素中毒事件有近千人，200多人死亡。其后，关于海洋赤潮的发生和造成灾害事件时有报道。在我国沿海，20世纪70年代以前，赤潮很少发生。20世纪70年代以后，赤潮发生的频率大大增加。1977年福建海域发生赤潮，仅饶平县养殖渔业损失就达6 000万元；1998年珠江口海域发生大面积赤潮，港湾的网箱养殖几乎全军覆没，仅香港就损失2亿多港元；1998年9月，渤海湾发生大面积赤潮，面积达5 000平方千米。

海洋赤潮在自然生态条件下也有可能发生，但发生频率是很低的。随着工业的发展，人

类活动的加剧，海洋赤潮日趋泛滥。调查发现，海洋赤潮几乎都是出现在人口居住较稠密的沿海水域。人类活动与海洋赤潮的发生之间到底存在什么样的联系呢？

海水的富营养化是赤潮频繁发生的根源，造成水富营养化的物质主要来源于工业、农业和生活废水。食品、酿造、化肥、石油化工、造纸等工业废水中含有大量的营养物。生活废水也是重要的污染源。据估算，一个百万人口的沿海中型城市排入海洋的污水就超过了5 000万吨，其中既有粪便、有机体残骸，也含有大量的磷酸盐。广泛应用的含磷洗涤剂是生活废水中磷的主要来源。养殖业的废水、雨水冲刷使土壤表面农药、化肥的流失等都源源不断地向海洋中输送污染物。以渤海湾为例，每年倾入的污水量就达数十亿吨。减少污染、保护海洋已到了刻不容缓的地步。

在湖泊和河流生态系统中也存在着类似于海洋的情形。由于大量的营养物质涌入水体中，水体富营养化导致淡水浮游藻类大量增殖，“水华”（亦称“湖靛”）爆发。近十几年来在太湖，由于夏季水华蓝藻的爆发，不但大大破坏了旅游景观，并时常造成自来水厂过滤设备堵塞，使水厂无法供水，每年都给湖区带来巨大的经济损失。水华蓝藻中含有的蓝藻毒素也对以太湖为饮用水源的人们带来潜在的威胁。安徽的巢湖、云南的滇池等湖泊也均有大量的水华发生。水体富营养化已对经济发展和人民生活构成了严重的威胁。

为减轻水体富营养化的发生，必须对废水在排放之前进行处理。根据废水的来源和组成不同，可采用多种方法处理，其中很重要的方法之一是采用微生物处理（也称之为生化法）。特别是对于有机营养物质含量较高的废水，微生物处理可获得较好的效果。目前生物处理技术已在生活污水、食品加工业废水等有机废水的处理中广泛应用。

自然界中细菌等微生物担当着分解者的角色。“流水不腐”是一种常见的自然现象，其原因是水体中的微生物消除了水体中的污染物使其得以净化。这一原理也被运用于污水处理工程。活性污泥法（亦称曝气池法）是最常用的生物处理方法，其基本原理是向污水中加入含有大量细菌等微生物的活性污染，然后向水中充气，使水体获得大量的溶解氧，水体中的微生物便可迅速生长繁殖，消耗掉水体中的碳、氮、磷等污染物质，最后通过沉淀分离，使活性污泥与水分开，获得净化的水。该方法中用于净化废水的微生物均为好氧性的，因此也称为好氧生物处理。

另一类细菌是厌氧菌，它们生长时不需要氧。厌氧发酵的方法也可用来处理废水，特别是有机物浓度较高或含有固体有机物的废水。沼气生产是常见的一种厌氧发酵过程，在这一过程中，厌氧细菌将有机物转化成甲烷（CH4）。这不仅消除了有机污染，还可获得清洁的能源，是一种理想的废物资源化的途径。

废水的处理可采用物理、化学等多种工艺消除其中的污染物。与物理、化学方法相比较，生物法具有运行费用低、处理效果好的特点。但生物法存在着处理时间相对较长、废水中含有有毒物质、难以使用等缺陷。生物学家和工程技术人员正不断努力，通过改良微生物菌种、改良处理工艺等手段提高生物处理的效果。

美国科学家利用遗传工程技术构建了一株超级细菌，它能在一周内使泄漏到海上的原油彻底降解，而在自然情况下则需要一年时间。世界各国的科学家们正不断运用生物工程技术，

创建出能够消除塑料、有毒有机农药、重金属等难以降解的有毒物质的超级生物工程菌，这些研究的成果将会大大促进废水生物处理技术的发展。

通过各种手段对废水进行处理后再排放可减少污染，但彻底消除污染的方法是不产生污染物。科学家们正在不断努力，一方面，寻找更有效的废水处理方法，消除污染物；另一方面，研制设计出新的清洁生产工艺，减少污染物的产生。例如新型生物农药，利用昆虫的致病微生物，杀灭害虫，减少化学农药的使用。生物活性肥料可使土壤中的难利用的矿物转化为植物可利用的肥料，减少化肥的使用；无磷洗衣粉的推广使用减少了来自于家庭的磷排放。这一切都将大大地减少污染物的来源。随着环保意识的加强，日常生活中减少污染物的排放，也将会对环境保护作出巨大的贡献。