◎文/李媛
藍(lán)藻水華是一種常見的水體污染,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生了很大影響。本文介紹了藍(lán)藻水華的定義,分析了藍(lán)藻水華形成的物理、化學(xué)、生物、人為因素等,重點(diǎn)闡明了藍(lán)藻水華的危害及防治措施,為今后藍(lán)藻水華的防治工作提供了理論依據(jù)。
藍(lán)藻是一種最簡(jiǎn)單、最原始的藻類生物,又叫藍(lán)細(xì)菌。水華是水體中氮磷含量超標(biāo)導(dǎo)致藻類過度性增殖形成的肉眼可見藻類群體或者水體顏色發(fā)生變化,是一種常見的水體污染,近年來(lái)呈現(xiàn)出高發(fā)頻發(fā)態(tài)勢(shì)。水華涉及藻類有藍(lán)藻、綠藻、硅藻等,通常水體呈現(xiàn)出綠色、藍(lán)色、藍(lán)綠色。由藍(lán)藻暴發(fā)引起的水華便是藍(lán)藻水華,藍(lán)藻水華是水華中發(fā)生范圍最廣、危害最大,對(duì)人類健康危害也最為嚴(yán)重的一類水華。
水溫是影響藍(lán)藻水華產(chǎn)生的重要因素。水溫越高,藍(lán)藻越易成為富營(yíng)養(yǎng)化池塘藻類的優(yōu)勢(shì)種,20℃~35℃是藍(lán)藻水華形成的適宜溫度,大多數(shù)已知藍(lán)藻種類適宜生長(zhǎng)水溫是20℃,魚腥藻、顫藻、微囊藻等藍(lán)藻最適生長(zhǎng)溫度為25℃,部分藍(lán)藻在低于20℃時(shí)生長(zhǎng)會(huì)受到嚴(yán)重抑制。綜上,養(yǎng)殖池塘的藍(lán)藻水華一般在夏秋季節(jié)6月~9月易高發(fā)。
光照是影響藍(lán)藻水華產(chǎn)生的因素之一。藍(lán)藻種類對(duì)強(qiáng)光有一定耐受能力。有研究表明,在光照達(dá)到一定強(qiáng)度后,綠藻種群開始下降,而藍(lán)藻種群卻不斷增長(zhǎng)。而且藍(lán)藻體內(nèi)具有捕光天線藻藍(lán)蛋白和別藻藍(lán)蛋白,這些色素可以利用其他藻類所不能利用的可見光,同時(shí)比其他藻類具有更寬的光吸收波段,能夠有效進(jìn)行光合作用。
魚種放養(yǎng)不合理或營(yíng)養(yǎng)鹽豐富與施肥量較高的水體中,微囊藻、魚腥藻等藍(lán)藻大量繁殖,如果濾食性魚類或攝食藍(lán)藻的魚類(花白鰱和羅非魚等)數(shù)量較少,藍(lán)藻得不到充分利用,就易形成藍(lán)藻水華。
營(yíng)養(yǎng)鹽與藍(lán)藻水華形成有密切關(guān)系。養(yǎng)殖水體中氮磷濃度的增加,會(huì)導(dǎo)致浮游植物特別是藍(lán)藻過量生長(zhǎng),一般認(rèn)為水體中TN濃度超過0.2mg/L、TP濃度超過0.1mg/L時(shí),藻類就會(huì)大量滋生。氮磷濃度較高的富營(yíng)養(yǎng)化環(huán)境、高pH值環(huán)境、可溶性有機(jī)物及無(wú)機(jī)物多的環(huán)境,都會(huì)造成藍(lán)藻水華的形成。目前養(yǎng)殖池塘大多投入人工餌料,除去被魚類攝入,剩余飼料直接進(jìn)入水體,此外,魚類攝入的飼料除了供生長(zhǎng)外,多余部分會(huì)隨糞便排出體外,這會(huì)加劇池塘水體的富營(yíng)養(yǎng)化,造成藍(lán)藻水華暴發(fā)。
藍(lán)藻具有偽空胞結(jié)構(gòu),偽空胞由許多內(nèi)空的蛋白膜小體構(gòu)成,形成氣體載體具有懸浮能力,藍(lán)藻通過光合作用調(diào)節(jié)蛋白膜小體中的蛋白含量而進(jìn)行垂直移動(dòng),進(jìn)而控制自己在水體特別是分層水體中的位置,使得藍(lán)藻可以自身調(diào)節(jié)到獲得合適光照條件和營(yíng)養(yǎng)條件的位置;藍(lán)藻還會(huì)分泌一些生物活性物質(zhì)抑制其他藻類正常生長(zhǎng),有研究表明,藍(lán)藻分泌的微量元素螯合劑、神經(jīng)性毒素等均可抑制其他藻類生長(zhǎng);有些藍(lán)藻還可形成集體膠鞘、細(xì)胞聚集等以對(duì)抗浮游動(dòng)物和魚類的侵蝕等。以上生理特征使得一旦水體條件變得合適,藍(lán)藻就會(huì)迅速成為優(yōu)勢(shì)種類進(jìn)而形成水華。
在嚴(yán)格的環(huán)保政策下,依然有不法化工企業(yè)鋌而走險(xiǎn)直接或間接將生產(chǎn)廢水排放,在一些地區(qū)仍然存在畜禽糞污等養(yǎng)殖污水直排池塘的現(xiàn)象,這些人為行為都是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的因素。曾有調(diào)查發(fā)現(xiàn),天津市引灤河道、于橋水庫(kù)、景觀河道及主要地表河流受到周圍工業(yè)源、城鎮(zhèn)生活源等排放影響,均存在氨氮、亞硝態(tài)氮等指標(biāo)超標(biāo)現(xiàn)象。
養(yǎng)殖水體中的溶氧主要來(lái)自浮游植物的光合作用及空氣中氧氣的擴(kuò)散,氧氣消耗主要是浮游動(dòng)植物的呼吸作用及有機(jī)質(zhì)的腐爛分解。白天光照充足,光合作用產(chǎn)生氧氣大于呼吸作用消耗氧氣,夜間光合作用停止,但是呼吸作用及有機(jī)質(zhì)腐爛分解耗氧并不隨之降低。因此,當(dāng)水體中藍(lán)藻特別是微囊藻過度生長(zhǎng)形成水華時(shí),藍(lán)藻覆蓋水面,將影響光合作用,并隔絕空氣中的氧氣進(jìn)入水體,導(dǎo)致水體下層溶氧不足,上下層溶氧差別大,養(yǎng)殖水體惡化,進(jìn)而會(huì)造成魚蝦類缺氧窒息大量死亡。而藍(lán)藻死亡分解也會(huì)消耗大量的溶氧,同時(shí)釋放大量羥胺及硫化氫等有毒物質(zhì),進(jìn)而敗壞水質(zhì)。
藍(lán)藻成為養(yǎng)殖水體中的優(yōu)勢(shì)種,會(huì)造成其他浮游植物銳減。同時(shí)藍(lán)藻過度繁殖加速水體溶氧、光照條件持續(xù)惡化,抑制其他藻類的光合作用,阻礙了有益浮游生物的正常繁殖,水體清瘦、藻類單一,降低了水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性,打破原有的種間平衡,導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)退化,加速養(yǎng)殖水體老化。
有些養(yǎng)殖水體生產(chǎn)的魚會(huì)有異味,曾有人對(duì)魚類產(chǎn)生的異味物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)鑒定,從而確定異味來(lái)源。異味物質(zhì)有很多種,池塘養(yǎng)殖中最常見的是土腥味,常在夏季藍(lán)藻水華暴發(fā)時(shí)出現(xiàn)。藍(lán)藻在自身代謝過程中會(huì)產(chǎn)生半揮發(fā)性的土腥味物質(zhì),屬于次生代謝產(chǎn)物,同時(shí)死亡的藍(lán)藻也會(huì)釋放大量有機(jī)質(zhì),下沉到水底后,大量耗氧,也會(huì)散發(fā)腥臭味。水華發(fā)生后異味物質(zhì)大量富集到魚體中,通過鰓呼吸和皮膚滲透到魚體各部分,進(jìn)而影響魚類的品質(zhì)和口感,對(duì)養(yǎng)殖戶收入產(chǎn)生負(fù)面影響。
藍(lán)藻水華很多是可以產(chǎn)生毒素的,最常見的有微囊藻毒素。微囊藻毒素是由微囊藻、魚腥藻、念珠藻等產(chǎn)生的具有親肝性的環(huán)狀多肽毒素,當(dāng)藍(lán)藻細(xì)胞死亡后,毒素會(huì)自動(dòng)釋放到水體內(nèi)。曾有許多學(xué)者研究微囊藻毒素對(duì)魚類產(chǎn)生的危害,其可以對(duì)魚類肝、腎、血液循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等產(chǎn)生傷害,導(dǎo)致魚類出現(xiàn)反常行為如腹部縮緊、集群活動(dòng)減少、游動(dòng)遲緩、多停留在靠近水面地方等。微囊藻濃度低時(shí)可導(dǎo)致魚類慢性中毒,進(jìn)而影響魚類器官,而當(dāng)微囊藻毒素濃度過高時(shí)可直接導(dǎo)致魚類死亡,如1L水中含有100萬(wàn)個(gè)以上微囊藻群體時(shí),會(huì)導(dǎo)致青草鰱鳙死亡。如果患病的魚類被人類食用,毒素又可進(jìn)入人體存在潛在健康危害。
一是及時(shí)打撈,在池塘下風(fēng)處,將藍(lán)藻水華撈至其他可用于飼料供應(yīng)的魚池中,合理利用資源;二是采用疏浚、截流、污水分流等措施改善水環(huán)境,操作難度較大、成本較高;三是采用光調(diào)節(jié)、水位調(diào)節(jié)、超聲波等物理方法造成藍(lán)藻細(xì)胞損傷、斷裂或者粉碎,使其生物組分發(fā)生物理和化學(xué)變化,其效果顯著,但是不適合大規(guī)模實(shí)施;四是向水中播撒黏土清除藍(lán)藻,目前是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠有效的方法,即利用黏土對(duì)藻細(xì)胞凝聚作用,吸附水體表面的藍(lán)藻沉入水底,藍(lán)藻沉入水底后就無(wú)法生存,有學(xué)者研究過黏土對(duì)藍(lán)藻水華的清除效率,最終結(jié)果發(fā)現(xiàn)黏土顆粒與藍(lán)藻直徑相近時(shí)清除效率最高;五是合理使用增氧機(jī),促進(jìn)上下層水體對(duì)流,增加池塘中溶氧含量,維持水體優(yōu)良環(huán)境。
一是采用有機(jī)酸降低水體中的pH值,比如醋酸,但在降低時(shí)為避免對(duì)魚蝦類產(chǎn)生危害應(yīng)注意循序漸進(jìn);二是調(diào)節(jié)池塘中的氮磷比,最好低于7,可通過向水體中適當(dāng)追施磷酸鈣,維持水體中氮、磷含量均衡,從而降低水體的富營(yíng)養(yǎng)化;三是通過氧化作用分解藍(lán)藻蛋白質(zhì)中的氨基酸,可以使用1g/L二氧化氯滅殺藍(lán)藻;四是在藍(lán)藻藻團(tuán)富集的區(qū)域潑灑硫酸銅和硫酸亞鐵合劑,利用金屬離子的絮凝作用沉降藻類達(dá)到去除藍(lán)藻的目的,應(yīng)注意在晴天有風(fēng)天氣的下風(fēng)口進(jìn)行潑灑,同時(shí)潑灑面積不超過池塘面積的四分之一,以防止破壞養(yǎng)殖水體中生態(tài)系統(tǒng)種群結(jié)構(gòu)。
一是采用微生物防治技術(shù),利用微生物對(duì)藍(lán)藻進(jìn)行溶解,包括溶藻病毒、細(xì)菌和真菌等,溶藻病毒通過特異性溶解宿主維持種群關(guān)系平衡,溶藻真菌通過釋放抗生素類的物質(zhì)抑制藍(lán)藻生長(zhǎng),主要為黏細(xì)菌;二是采用食藻生物防治技術(shù),可以在水體中引入直接或間接以藻類為食的魚類和貝類,放養(yǎng)濾食性魚類(如鰱魚、鳙魚)直接控制藍(lán)藻水華的案例在國(guó)內(nèi)外經(jīng)過多次實(shí)踐,有一定成效;三是利用水生植物從營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、沉降污泥等方面抑制藍(lán)藻種群擴(kuò)張,大型漂浮水生植物是養(yǎng)殖水體的初級(jí)生產(chǎn)者,曾有人研究得出水浮蓮在富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中5日內(nèi)生化需氧量去除率大于70%,總氮去除率大于60%,總磷去除率大于70%。
建立健全領(lǐng)導(dǎo)工作機(jī)制,從源頭上遏制藍(lán)藻水華的產(chǎn)生,實(shí)施保護(hù)水源行動(dòng)。嚴(yán)格落實(shí)治污措施,控制水中氮、磷含量,對(duì)于偷排偷放污染企業(yè)和個(gè)人加大處罰力度,實(shí)施糞污處理和資源化利用技術(shù),減少面源污染,遏制水體富營(yíng)養(yǎng)化的不良趨勢(shì)。邀請(qǐng)環(huán)保治水專家和技術(shù)人員為養(yǎng)殖戶送技術(shù)到家,成立治水專家小組,實(shí)施問責(zé)制,制定保護(hù)水資源的長(zhǎng)期方案,堅(jiān)持科學(xué)治水、專家治水、合理治水、正確指揮,從而全面遏制藍(lán)藻水華的發(fā)生。