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蓝藻、蓝细菌:一个来自35亿年前的环境警告

来源:潇湘晨报
摘要:它是35亿年前的原核生物(没有细胞核),是最早的光合放氧生物,它对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用,是人类诞生基础的功臣。可是一旦它开始频繁出现在我们的视野里,那么你应该知道,这其实是蓝藻,蓝细菌。最近,长沙人开始谈论蓝藻,并不以这个科学名词为陌生。湖湘地理翻阅科学杂志和论文,并向......

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  它是35亿年前的原核生物(没有细胞核),是最早的光合放氧生物,它对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用,是人类诞生基础的功臣;当漫长的地质年代过去,它还是原来的样子,隐身在淡水里,平时几乎不为人知;  

  可是一旦它开始频繁出现在我们的视野里,那么你应该知道,这其实是蓝藻,蓝细菌。



  最近,长沙人开始谈论蓝藻,并不以这个科学名词为陌生。湖湘地理翻阅科学杂志和论文,并向长沙环境保护职业技术学院环境科学系的周凤霞教授请教,得知它的学名其实叫做蓝细菌,它诞生之时,地球的大气和海水才刚刚形成,那是35亿年以前。  

  本期,我们为你揭开“蓝细菌”的秘密。

  

  “几个小时就可以生长出一代来”,这是水体富营养化的标志事件

  

  回顾:2006年太湖蓝藻,2007年滇池蓝藻,2008年长沙年嘉湖蓝藻,2009年东湖蓝藻。有的爆发并不只一次,而是持续性的。

  

  蓝藻并不都是蓝色的,红海就是因为有大量含有藻红素的蓝藻而得名的。但是所有的蓝藻中,都含有一种特殊的蓝色色素。

  

  如果看到水面覆盖了一层绿油油的植物,那就是蓝藻了,当水面形成一层数十厘米厚的蓝绿色而有腥臭味的浮沫,像一层粘糊糊的油漆时,那就是蓝藻集群,叫做“水华”;如果规模再大。蓝藻泛滥成长,范围连片,就叫做“绿潮”了。这些水面上的绿色幽灵,在它们适宜的环境中飞速的生长,“几个小时就可以生长出一代来”,长沙环境保护职业技术学院环境科学系的周凤霞教授就是专跟这些水体微生物打交道的,她说曾在云南目睹滇池的蓝藻灾害,“水上一层膜浮着,油绿油绿的”。

  

  我们把蓝藻看作是水体被污染的标志,是因为借由它的优势生长,可以看出水体的富营养化环境。在正常的水体环境中,浮游植物、浮游动物、底溪生物、着生生物,其生长的数量应该维持在一个平衡区间内。但是一旦得到了丰富的氮、磷等蓝藻喜欢的“食物”,它们便立刻以惊人的速度繁殖开来。而我们人类活动,恰恰给予了水体这样的环境。此外,在水的流动性差、温度适宜(水温在28-30摄氏度之间,蓝藻生长最快,超过30摄氏度就会抑制其生长)的情况下,蓝藻生长更为活跃,这也解释了为什么蓝藻爆发常出现在在水流相对静止的湖泊里,以及春秋季节。而湘江出现疑似蓝藻的新闻,更让我们警惕起湘江的水量减少,水位降低的现实。

  

  一半以上的“绿潮”含有微囊藻毒素,皮肤接触就会过敏

  

  案例:2007年无锡蓝藻事件,“有人把衣服洗臭了,有人洗出了疹子,有些人对这种味道泛恶心……”

  

  蓝藻之害,在于会引起水质恶化,同时它会制造出一个“死亡地带”,大量繁殖和死亡,在分解过程中耗尽水中氧气,严重时造成鱼类的死亡。此外,蓝藻中的一些种类,比如微囊藻,还会产生微囊藻毒素(简称MC)。在我们所知的绿潮中,有一半左右含有大量的MC。家畜及野生动物饮用了含藻毒素的水后,会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状,甚至死亡。而对于我们人类,人们在洗澡、游泳及其他水上休闲和运动时,皮肤接触含藻毒素水体,可引起敏感部位(如眼睛)和皮肤过敏;少量喝入可引起急性肠胃炎;长期饮用则可能引发肝癌

  

  世界各地经常发生蓝藻毒素中毒事件,比如在1996年的巴西,7个月内至少50人死于藻毒素产生的急性效应,100多名急性肝功能故障,成为全球瞩目的案例。在2007年5月无锡太湖区域蓝藻大面积爆发的事件中,无锡市自来水受到严重污染,市区纯净水被哄抢。在一名叫做尤希良的无锡学生在回忆文字中写道:“昨天晚上我们寝室几个用自来水洗脸的同学,今天早上脸上多了几个奇怪的小红豆……”

  

  尤为严重的是,一旦水体受到了污染,治理是一个长期的过程。即使一时解除了危机,只要根源还在,一旦条件适宜,一夜之间危机会重新爆发出来。

  

  治理:鲢鱼和鳙鱼可以消耗水体中过剩的藻类

  

  何以解决蓝藻之害?其治本的问题当然在于解决水体富营养化的源头。跟很多人第一时间想到工业污染和生活污水不同,在全球来说,首当其冲的源头是化肥!

  

  在美国密西西比河流域,67%的氮流入水体,随之流入墨西哥湾,波罗的海,太湖中超过50%的氮也来自化肥的流失;当然工业化肥厂和废水的排放也是必须控制的,人类的生活废水,尤其是含磷的清洁剂,要防止流入水体,在畜禽养殖中,畜禽的粪便,其中可是含有大量营养废物如氮和磷的。

  

  与治本相对应的,治标的方式多种多样,有生物的、化学的种种方向。除了及时打捞、增氧,添加活性炭也是很管用的一招,因为它对水体中的蓝藻毒素有很好的吸附作用。用化学制剂也是一种方式,只是要及时换水,也不可大面积使用;生物的方式相对更为灵活,比如种植伊乐藻,水葫芦等,利用漂浮、浮叶、沉水植物及其根际微生物等组成的人工复合生态系统,净化富营养化水体,研究表明,水生植物可使藻类生物量下降58%,氮下降60%,磷下降72%,可溶性磷酸盐下降80%,可见维持各类水生生物的平衡,是保持水体健康的基础。

  

  在治理过程中还可能遇见的一招,就是投放鱼苗,一般是鲢鱼和鳙鱼,利用它们的滤食作用,一方面直接消耗水体中的过剩的藻类,另一方面可消耗利用水体中其它的浮游生物,从而降低水体的氮、磷总含量,达到水体修复的目的。研究表明,水体内每产出lkg鲢鱼、鳙鱼,将有29.14g氮和11.46g磷被带离,顺便说一句,之前在网络上有传少吃鲢鱼和鳙鱼,因为他们是水里的“清道夫”,这个说法看来是可靠的。

  

  它们也是蓝藻:发菜,地木耳,以及大名鼎鼎的螺旋藻

  

  不必一提起蓝藻便咬牙切齿起来。事实上蓝藻中有很多的种类,其中一些已经被人们所用--著名的发菜,地木耳、大名鼎鼎的螺旋藻,都是出自这一门类。目前人们对于蓝藻的综合利用多种多样,丰富得极具想象力。例如:作为能源,它在脱水发酵环境中可产生沼气,效果好于一般以猪粪原料;作为天然色素,前螺旋藻中的藻蓝素、类胡萝卜素可用在食品和化妆品上,已进行商业生产;蓝藻中的藻胆蛋白还可以发出紫色或橙红的荧光,作为生物体内的荧光示踪物质,用于临床医学诊断,以及食品、染料行业;而早在20世纪60年代初,科学家们已经发现,在水稻田中接种固氮蓝藻,能使水稻获得增产。而在日本,对蓝藻资源化利用的措施主要是将藻类作为有机肥料,它的肥效优于一般化肥,氮、磷、钾含量均高于豆饼、紫云英等植物性有机肥料,但蓝藻中不含对作物及人体有害的重金属.使用后不会污染土壤。1992年,日本的脱水微囊藻已全部实现肥料化,年产量120~180吨。对于处理成本来说,这样的资源化利用,处理费用可以下降30%。对于时时面临蓝藻爆发的中国,这应该是一个很有借鉴作用的好例子。

  

  

  

  一份社区和公众参与方案,推荐给生活在水边的你

  

  美国华盛顿州研究得出,湖泊最优管理方案实质上是一种社区和公众参与方案,他们对于湖泊周边的公众日常生活做出相应的行为规范,如果你也生活在水边,请您也自觉按照这份规范来做,保持水体健康。

  

  1.家庭排污:洗衣、洗澡、厕所节约用水;厨房不使用垃圾粉碎处理器;不使用下水管道疏通添加剂;不将溶剂、塑料、纸尿片等放入排污管道等。

  

  2.水禽:不喂食野生水禽,避免吸引它们长期滞留湖泊,因其排泄物和所带病菌会污染水体。

  

  3.园艺:在湖边最后不要养草坪,多种些本地植物;不使用化肥,尽量使用堆肥或厩肥,并将用量控制在最低;不要将自家园艺用的堆肥放在湖边,避免营养物质渗透到湖中;尽量减少裸露土壤,减少雨水径流和土壤侵蚀带来的影响;使用毒性最小、降解性最好的杀虫剂,而且最好不要在有风的天气使用;不要把剩余的杀虫剂随意倒在地上或排水系统中。
作者: 2010-9-29
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