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全国多地爆发蓝藻之谜:治理效果一般苦无良策 (图)
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(博讯北京时间2007年7月22日 转载)
    
     来源:新京报
    5月29日,无锡太湖蓝藻爆发
    
    6月11日,安徽巢湖蓝藻暴发。
    
    6月24日,云南滇池蓝藻暴发。
    
    7月11日,20年未曾出现大规模蓝藻污染的武汉东湖也陷入了同样的困局。
    
    随后,苏州、长春、南京等地相继传出蓝藻暴发或者可能暴发的消息。2007年,难道真的是一个“蓝藻年”?
    
    蓝藻,这被称为“生态癌症”的生物究竟是什么?为何今年连续侵入我们的生活?人能战胜蓝藻这种古老的生物吗?这是我们的追问,也是科学界关注的焦点。
    
    好蓝藻与坏蓝藻
    
    要知道蓝藻的自然属性只需知道几个简单的事实就可以了:蓝藻是一种菌,但它有着叶绿素,很早很早以前就能进行光合作用。
    
    蓝藻是地球上最早出现的生物之一。20世纪60年代,美国科学家爱尔索・巴格霍恩(Elso Sterrenberg Barghoon)在南非特兰斯尔的无花果树群浅燧石岩中,发现了类似细菌和蓝藻的微化石。据测定,这些蓝藻化石距今约31亿年。到寒武纪时,蓝藻特别繁盛,有学者将这个时期称为“蓝藻时代”。亿万年来,蓝藻默默地为地球提供着氧气,是目前地球大气圈的主要缔造者之一,在地球生物多样性的形成过程中,起着关键的作用。
    
    “蓝藻是光合植物的先驱。”中科院水生生物研究所研究员李仁辉介绍说,他一直在进行蓝藻的基础研究。这是一种极其微小的生物,但关于它的分类问题却一直存在争议。一种观点认为,蓝藻属于藻类植物,是地球上出现的最早的绿色植物。也有科学家主张蓝藻不属于植物界,因为蓝藻没有真正意义上的细胞核。美国科学家考帕兰(Copeland)就将蓝藻与细菌等生物一起,归入新的“原核生物界”。还有人将蓝藻单独划为“蓝藻界”。“蓝藻具有双重性。一个是光合作用,因为它带有叶绿素,从这个角度看它就是一种植物;另外它比较微小,是一种细菌,所以它是植物性和细菌性的结合体。”蓝藻虽然能进行光合作用,但它和植物的不同点更多,所以目前大部分学者还是主张将蓝藻从植物中分离出来,列入原核生物。蓝藻是地球上生命力最旺盛的生物之一。现在的蓝藻“冷热通吃”,它能存在于90℃高温的温泉中,也能存在于冰山里,它细胞外有一层很厚的胶质,可以抵抗外界的冷热刺激。
    
    蓝藻是一个成员众多的大家族。在蓝藻门下,分有三到五个目,150个属,共包括大约1500种藻类。在这些品种中,既有“好蓝藻”,也有“坏蓝藻”。国家一级重点保护植物发菜,就属于其中的念珠属。而著名的蛋白质补充剂螺旋藻,则是螺旋藻属的著名成员。
    
    “坏蓝藻”的典型是微囊藻属的蓝藻,正是它们,将河水与湖水染成蓝绿色的“水华”(water blooms),并散发出阵阵恶臭。李仁辉说,在上千种蓝藻中,会导致“水华”形成的不过近百种,而其中又有几十种可能对人体产生危害。
    
    中科院南京地理与湖泊研究所的孔繁翔在一篇报告中指出了蓝藻水华的危害:“导致沉水植物难以生长;蓝藻大量生长,死亡腐败后气味难闻,破坏景观;死亡分解耗氧过多,导致其他生物缺氧死亡;局部湖区大量堆积死亡,破坏水源地水质;分泌毒素,直接危害生物生存与人类健康。”
    
    温度是引起蓝藻大量繁殖的一个很重要因素。最常见的蓝藻在亚热带地区的25℃-35℃温度下繁殖较多。而今年的蓝藻大暴发同样也有着温度的促进。“大气变暖是肯定的促因之一。”孔繁翔说,以太湖为例,今年太湖过了一个暖冬,冬天藻类被冻死的少了,“在水底里存活下来的到了夏天就开始跑到湖水里疯长了”。国家环保总局副局长张力军也曾指出,虽然有人为因素的存在,但无锡太湖蓝藻的暴发离不开自然温度的影响,今年四月无锡的平均气温都在20℃左右,这样的气温适合了蓝藻的生长。
    
    污染 富营养化是因,蓝藻是果
    
    蓝藻生命力顽强,除了对温度不挑剔之外,更重要的一点在于它是一种“喜欢污染”的植物,对污染的喜好让它可以排挤掉其他生物,霸占一方水土。
    
    在自然界中蓝藻的竞争力是非常强的,可以压下其他藻类,当水污染严重的时候,水里95%都是蓝藻形成的水华:首先,水体被污染,然后蓝藻大量生长,它释放出的毒素和散发出的气味继而再产生污染。如此往复,形成了水体污染的恶性循环。
    
    “蓝藻暴发主要存在于静止的水体如湖泊中,是由氮磷高营养化引起的。工业污染品和农业施肥导致的水源污染及生活垃圾排放是起因。”清华大学饮用水安全研究所所长,蓝藻治理专家刘文君说。
    
    “湖泊的富营养化是在自然因素和(或)人类活动影响下,因氮磷等营养物质含量过多,造成水体生产力从低向高营养状态过渡的一种现象或趋势。”孔繁翔解释道,1991年的时候,我国122个湖泊中,还只有51%呈富营养化状态,到了2005年,我国133个湖泊中,有88.6%富营养化,其中61%国控重点湖(库)水质为五类和劣五类。
    
    今年,国家环保总局出台了《2006年中国环境公报》,其中指出,去年27个国控重点湖(库)中,有18个湖(库)是等级最低的五类和劣五类,13个劣五类水质的湖(库)中,暴发蓝藻的太湖、巢湖、滇池名列其中。
    
    “中国湖泊富营养化问题严重,生长蓝藻明显,特别是有着大江、大湖的东边沿海城市比较多,”李仁辉说,但富营养化还存在于更多的地方,“像北京的护城河、北海、水库等也都有蓝藻,北京护城河里蓝藻也超标了。”中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所研究员陈昌杰进一步指出:“蓝藻需要的营养物质比较多。一般水里的氮都比较多,其他营养也都够用,就是磷比较缺。一旦水体中出现大量的磷,蓝藻的暴发就自然而然了。所以磷是一种具有决定性意义的因素。”
    
    一说起水体的富营养化,人们通常会立即联想到工业污染。事实上,我国环境保护部门也制定了一系列政策及规定,确保工业排放中氮和磷的含量在环境允许的范围之内。
    
    问题是,工业排放并非氮磷污染的惟一渠道。“污染是个综合的问题。工业污染大家比较重视,也容易发现,所以好控制。而农业污染则不太为公众熟悉,可也比较严重。太湖周围有大量的农田。农业生产所使用的肥料和农药,要么通过土壤渗透进地下水,进入太湖,要么被直接排入河道,流进太湖。肥料和农药富含氮磷,是太湖水体富营养化的重要原因。此外,生活污染也加快了富营养化的毒素。当地居民排出的有机废物如粪便等,随着卫生设备冲进下水道再经过一定处理之后被排进河流湖泊。这其中也含有大量的氮磷成份。
    
    李仁辉同样认为,这几年的蓝藻在太湖、巢湖、滇池等湖泊的暴发,与近年环湖地区人口暴长的情况有密切联系。
    
全国多地爆发蓝藻之谜:治理效果一般苦无良策

    
    影响健康危害巨大
    
    蓝藻腐烂时会释放出异臭。这一气味包括两种气体,“一个是闻上去像泥巴的土臭素,一个是闻上去像666的2―甲基异冰片。只要很小的浓度,它们就可以产生恶臭。”刘文君说。异臭异味会让人感觉不舒服,但研究尚未发现它们对人体会产生什么实质性的伤害。在净化过程中,一般用活性碳吸附这两种恶臭物质,但作用有限。现在也有用臭氧加活性碳吸附的方法,效果较好,但价格较高。
    
    微囊藻毒素就不这么简单了。蓝藻虽然不能寄生于人类或动物而引起疾病,却可能产生一系列天然毒素来危及人类健康。这些毒素通常存在于蓝藻的细胞膜里,所以当蓝藻活着的时候没事,待其死亡腐败时,细胞膜破裂,藻毒素就释放到了水里。
    
    蓝藻中的微囊藻、鱼腥藻及颤藻等品种会产生微囊藻毒素。在目前已经检定出的80多种微囊藻毒素中,微囊藻毒素-LR是最常见、毒性也最强的一种。
    
    上海医科大学曾就微囊藻毒素对小鼠的伤害问题进行实验,结果发现毒素在经过小肠和肝脏的转运后,约70%的毒素会聚集于肝脏,并导致脏器损伤。陈昌杰指出:“动物实验表明微囊藻毒素可能让小鼠致癌,但这一情况对人体的影响目前还不清楚。”也有一些研究者认为,这样的伤害可能并不是由微囊藻毒素直接导致的,而是受污染的水中所含的其他有机物导致的。
    
    出于安全考虑,世界卫生组织将微囊藻毒素-LR作为饮用水质量测定标准的项目之一。7月1日,国家颁布饮用水新标准,参照了世界卫生组织的相关标准:每升水的微囊藻毒素-LR含量不得超过1微克。
    
    值得警惕的是,就连我们平时用的饮水机也会产生蓝藻。刘文君说,饮水机的过滤器里面的有机物沉淀,多了可能就会有蓝藻积淀,所以隔半年就要换一次。他也认为在饮用水新标准制定之前的危害很难说清。
    
    不过,公众也不必因此对微囊藻毒素恐慌。即使水源中的微囊藻毒素浓度较高,还可采取后续水处理等措施,保证自来水中的微囊藻毒素含量合乎新版国家标准。至于一些微囊藻毒素含量较高的水产品,也是在长期大量食用的情况下才可能引起潜在的健康隐患。
    
    蓝藻中的微囊藻、鱼腥藻及颤藻等品种会产生微囊藻毒素。在目前已经检定出的80多种微囊藻毒素中,微囊藻毒素-LR是最常见的一种。新的饮用水标准规定,每升水中其含量不得超过1微克。
    
    如何治理当务之急
    
    一旦蓝藻暴发,打捞是应急处理的第一步。因此,我们近来经常会看到这样的镜头:油漆一样浓稠的水被一勺勺从河流湖泊中舀出来。
    
    “打捞漂浮在水面的蓝藻只是应急办法,只能产生眼不见为净的效果。大部分蓝藻存在于水中和水底淤泥里,打捞不上来的。”李仁辉说。这种机械捞藻的方式主要运用在蓝藻暴发区的局部。
    
    另一种应急方法是“物理吸纳法”。往水里添加黏土,可以让蓝藻吸附在黏土颗粒上,令其沉入水底。“但这也没法治标,因为蓝藻还在水底生存,没有死亡。还会继续暴发。”
    
    杀死蓝藻的方式显得更先进一些,比如用超声波粉碎蓝藻细胞,用放射线杀灭蓝藻细胞,或用电场影响细胞的活性。“国外还有用电磁波、超声波的方式把蓝藻打沉下去的,但即使这样也还会造成二次污染,因为蓝藻还活着,而且死亡的蓝藻会让毒素释放出来。”
    
    化学方法也可以应用于蓝藻去除工作。比如在水中投放杀藻剂或絮凝剂。不过,这些化学药剂可能对湖泊产生污染,因此对化学药剂有着很高的要求:高效、毒性较小或无毒、无污染、无腐蚀,成本低,生产及运输安全,投药方便。符合条件的化学品中,能杀死蓝藻的有硫酸铜,能令其沉下去的有明矾、石灰等。因为蓝藻被杀死之后细胞破裂,导致藻毒素释放,因此必须同时使用具有吸附毒素功能的化学品。一些较小的湖泊可以采用换湖底的方式把含蓝藻的泥底换掉,防止藻毒素释放。
    
    与消灭蓝藻相比,恢复蓝藻对周边生态造成的破坏更为困难。因此,生态修复成为蓝藻治理研究的重点。“生态修复中可以种植水草令其吸收水中营养,与蓝藻竞争。”李仁辉说,“但问题也出现了,种了水草,水草很快就死了,因为蓝藻大量繁殖的地方水体透明度很低,甚至完全不透明,因为无法进行光合作用,水草很难长。”
    
    也有专家设想通过养鱼的传统方式消灭蓝藻。比如增加吃藻类的滤食性鱼类及浮游动物,比如鲢鱼。但这一方法也有局限。鱼养得少,则很难消灭大面积的蓝藻,但养鱼的密度过高,也会衍生出新的污染。何况,鱼类和蓝藻竞争也不是一件容易事。“蓝藻暴发的一个结果是,水中的含氧会因为有机物的增加而减少,而鱼没有氧就会死亡,所以养不了太多。”孔繁翔说,鱼作为食物链上的一环,还可能会将藻毒素从食物链传到人身上。
    
    生态治理上更高级的办法还有利用微生物直接侵袭蓝藻细胞,这一方法非常有效,缺点是价格昂贵。
    
    有人说蓝藻是“生态癌症”,也有人说它是“绿色牛皮癣”,一旦患上就很难清除。“首先要切掉污染源,其次对湖泊进行水源修复,包括生态的和物理的修复。”刘文君表示,“最彻底的办法还是控制污染源,改变经济增长方式,改变产业结构方式。”更重要的是加强环境预警,将蓝藻暴发消灭在发生之前。
    
    有人说蓝藻是“绿色牛皮癣”,一旦患上就很难清除。首先要切掉污染源,其次对湖泊进行水源修复,包括生态的和物理的修复。最彻底的办法还是控制污染源,改变经济增长方式,改变产业结构方式。
    
    国外蓝藻治理的相关经验 - 延伸
    
    案例一:1947年,美国佛罗里达州阿勃卡湖(Apopka)首次发生蓝藻水华。1967年,佛罗里达州政府成立技术委员会评估阿勃卡湖的生态恢复问题,并形成治理方案,但由于经费问题(2000万美元)搁浅。上世纪70年代末和80年代初,阿勃卡湖附近的柑橘加工厂和污水处理厂先后停止排污入湖;1985年到1987年间,佛罗里达州通过了阿勃卡湖法案和地表水改善的管理法案,开始湖泊整治工作。
    
    案例二:上世纪70年代,日本第二大湖霞浦湖的水质污染达到最高峰,蓝藻暴发,当地政府于1984年通过了《湖泊水质保护特别措施法》,开始治理。其水质保护计划从1986年开始,经过30年治理,到现在已经是第五期。这个计划先后投资约合人民币1300多亿元,目前投资仍在增加。目前,霞浦湖总氮含量下降较为明显,恢复到相当于我国四类水体的水平。
    
    案例三:1950年,位于瑞士、德国和奥地利交界处的康士坦茨湖生态环境开始恶化,至1970年,康士坦茨湖生态环境极度恶化。当地政府制定了一系列湖泊管理法律法规,成立湖泊管理机构进行管理。至21世纪初,康士坦茨湖恢复到了1930年,即湖泊生态恶化前水平。
    
    这种先发展后治理的道路是用一堆堆金钱铺起来的。“对太湖而言,能维持现状不继续恶化就已经很好了。”刘文君说。只要将这个问题真正重视起来,从根本上堵住污染源,并开展切实有效的治污工作,对污染水体逐渐修复也并非不可能的事情。
    
    另一方面,蓝藻带来的污染还是可以预防的。李仁辉介绍,要加强湖泊的检测,当蓝藻数量还很小的时候就用物理方式抑制“癌变”,预防作用还是很大的。
    
    目前全国各地从事蓝藻研究的科学家数量颇多,有人研究蓝藻的分类,有人研究蓝藻如何在暗光条件下生存,有人研究是否有比其竞争能力更强的藻类,有人研究藻毒素如何进入人体,还有人研究水里是否有细菌能分解死亡藻类。不过,李仁辉认为,由于这些研究工作大多属于基础研究领域,因此尽管非常重要,却不容易得到研究经费方面的支持。当一个地区发生了重大的蓝藻污染事件时,政府在短期治理上投入的资金远远大于科研上的投资。这一情况显然不利于蓝藻污染治理工作的开展。 _(网文转载) (博讯 boxun.com)

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