赤潮形成的原因赤潮的危害
赤潮的發(fā)生呈現(xiàn)出頻率增加、規(guī)模擴大、新的赤潮藻種不斷出現(xiàn)、有毒赤潮比例上升及危害程度日益嚴重的趨勢,已成為一種世界性的公害,對于赤潮發(fā)生機制及危害防治的研究已受到世界范圍內的廣泛關注。赤潮形成的原因是什么呢?下面是學習啦小編整理的赤潮形成的原因,歡迎閱讀。
赤潮形成的原因
由于能形成赤潮的浮游生物種類繁多,它們爆發(fā)性生長所需的條件各異,因此赤潮形成的原因非常復雜,但是在《中國赤潮研究與防治(1)—中國海洋學會赤潮研究與防治學術研究會論文集》中提到赤潮形成有一個共識——即赤潮生物的存在與水體污染(富營養(yǎng)化)是形成赤潮的主要原因,海區(qū)的地理位置、地形特征、水文氣象、海流、海況等是形成赤潮的自然因子,在海水交換較差的內灣、叫封閉的海灣交匯面、封面及排污口附近沿海、海水有上升流的海域等,君可成為赤潮形成的條件。
赤潮的成因
l、海洋污染
隨著經濟的高速發(fā)展和沿海地區(qū)人口的膨脹.工業(yè)廢水、生活污水和地表徑流將大量陸源污染物質排人海洋,海洋遭受嚴重污染,造成海域的富營養(yǎng)化。海水中大量氮、磷、微量元素和有機營養(yǎng)物質的增加,為赤潮生物快速生長繁殖提供了充足的物質基礎。研究表明,工業(yè)廢水中含有某些金屬離子可以刺激赤潮生物的增殖[]。鐵、錳螯合劑在一定的劑量下,可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻達到最高增殖率;一些有機物質也會促使赤潮藻類急劇增殖。用無機營養(yǎng)鹽培養(yǎng)裸甲藻時,加入酵母提取液或土壤浸出液和維生素B12時,簡裸甲藻和光亮裸甲藻生長都特別明顯。
2、水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發(fā)生的重要原因
海水的溫度是赤潮發(fā)生的重要環(huán)境因子,20℃ ~30℃ 是赤潮發(fā)生的適宜溫度范圍??茖W家發(fā)現(xiàn)一周內水溫突然升高大于2℃ 是赤潮發(fā)生的先兆。海水的化學因子如鹽度變化也是促使生物因子赤潮生物大量繁殖的原因之一。鹽度在26%~ 37%。的范圍內均有發(fā)生赤潮的可能,但是海水鹽度在15%~ 21.6%時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發(fā)赤潮。由于海域徑流、涌5升流、水團或海流的交匯作用,使海底層營養(yǎng)鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養(yǎng)化。營養(yǎng)鹽類含量急劇上升,引起硅藻的大量繁殖。這些硅藻過盛,特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。硅藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮,2009年5月秦皇島扇貝養(yǎng)殖區(qū)大面積的赤潮就屬于此類。經監(jiān)測資料表明,在赤潮發(fā)生時,多為干旱少雨、天氣悶熱、水溫偏高、風力較弱或者潮流緩慢等環(huán)境。
赤潮的發(fā)生,至少要具備兩個條件[4],一是赤潮生物的存在和適宜赤潮生物快速繁殖的生態(tài)環(huán)境,二是攜帶各種有機物和無機營養(yǎng)鹽的工業(yè)污水和城市生活污水大量排人海中,導致海水富營養(yǎng)化,為赤潮生物暴發(fā)性繁殖創(chuàng)造了富營養(yǎng)化環(huán)境,是誘發(fā)赤潮的基本原因。光合作用對某些種類赤潮生物的毒素產生是一個重要因素。光可以直接控制赤潮生物的新陳代謝,光與赤潮生物的生長、發(fā)育和繁殖有著密切的關系。有人推測,近年來的赤潮頻發(fā)也可能和全球氣候的變化有關[6],比如溫室效應和厄爾尼諾現(xiàn)象造成的海水溫度異常改變。此外,風、潮汐、海流等因素也有利于赤潮生物向某一個方向聚集,造成了局部區(qū)域的赤潮形成。
形成赤潮的因素
(1) 海洋污染
隨著經濟的高速發(fā)展和沿海地區(qū)人口的膨脹,工業(yè)廢水、生活污水和地表徑流講大量陸源污染物質排入海洋,海洋遭受嚴重污染,造成海域的富營養(yǎng)化,而海水中大量的N、P、微量元素和有機營養(yǎng)物質的增加,為赤潮生物快速生長繁殖提供了的物質基礎
在養(yǎng)殖區(qū),由于年復一年的在那里養(yǎng)殖,部分餌料的下沉和魚類糞便排泄物日長月久的在海底沉積,富營養(yǎng)化程度極高,N、P比重嚴重失調(正常為15:1),就像海底埋藏有定時炸彈,一旦氣候反常有適宜赤潮生物爆發(fā)性增殖的條件,赤潮的發(fā)生是不可避免的
(2) 水文氣象和海水理化因子
赤潮生物的快速生長需要具備一定的環(huán)境條件,這些環(huán)境條件包括合適的溫度和鹽都、充足的光照等,有人推測,近年來的赤潮頻發(fā)也可能和全球氣候的變化有關,比如溫室效應和厄爾尼諾現(xiàn)象造成的海水溫度異常變化。此外,風、潮汐、海流等因素也有利于赤潮生物向某個方向聚集,造成了局部區(qū)域的赤潮形成
(3) 過度的海產養(yǎng)殖
很多的沿海水域已經形成了密集的海產養(yǎng)殖產業(yè)。但缺乏科學和規(guī)范的管理,導致了養(yǎng)殖密度過高,過量的投餌和排泄物的增加使得養(yǎng)殖海區(qū)有機污染加劇,造成了海洋的富營養(yǎng)化。這是養(yǎng)殖海域赤潮發(fā)生頻率較高的根本原因之一
(4) 赤潮生物的異地傳播
經濟的發(fā)展促進了海上航運業(yè)的繁榮。頻繁的國際航運導致了船舶在時間各港口間穿梭,而這些船舶在各港口不斷的納入和排放壓艙水,導致大量海水的異地搬運,從而造成了不同赤潮生物種類的異地傳播,使得世界各地新的赤潮種類不斷出現(xiàn)。 現(xiàn)在先從具體的赤潮生物種類來分析赤潮頻發(fā)的原因
(引自《中國沿海甲藻孢囊與赤潮研究》)
(1) 米氏凱倫藻
1998年春在中國東南沿海爆發(fā),給沿海的經濟帶來巨大的損失。它是一種分布廣泛的赤潮藻類。此次赤潮發(fā)生的原因可歸納為一下幾方面:
當厄爾尼諾活躍年時,中國沿海3月~4月上旬的降水量大幅減少,同時副熱帶高壓強盛,東南季風較強,有利于浮游生物聚集于沿海水域4月中旬后,雨水增多,水溫上升,促進了米氏凱倫藻的生長
珠江口地區(qū)長期接納工、農業(yè)廢水和生活污水,加之養(yǎng)殖區(qū)的自身污染,使得養(yǎng)殖區(qū)N、P濃度長年處于較高水平
米氏凱倫藻對光強的要求較低,而且能吸收各種形態(tài)的無機、有機N和P,對營養(yǎng)的需求也較其他浮游植物低,因此,它能在與各種浮游植物的競爭中脫穎而出,成為優(yōu)勢種,爆發(fā)性增長成赤潮
(2) 球形棕囊藻赤潮
a. 其高度聚集于養(yǎng)殖區(qū)與高營養(yǎng)鹽濃度相關
b. 由于球形棕囊藻赤潮群體漂浮于水中,其分布受到風海流和潮流的影響,因此常常聚集在近岸海岸
c. N和P的含量被認為是起決定作用的營養(yǎng)物質
d. 降水量少與球形棕囊藻赤潮的爆發(fā)有密切的聯(lián)系
e. 水溫高
f. 營養(yǎng)過剩
g. 能利用有機營養(yǎng)物質,并且群體的基質具有儲存能量、P、和微量元素的能力,因此它能在生態(tài)系統(tǒng)中迅速占據(jù)種群優(yōu)勢
h. 球形棕囊藻群體在黑暗中也能保持相同的分裂速度。
接著我們從具體的南海區(qū)來分析赤潮前期(前5~7d)的情況
1、 氣象要素統(tǒng)計與分析
(1) 赤潮成前表層水溫變化統(tǒng)計分析
水溫處在準恒溫的狀態(tài),而且都是18~29度
水溫日變化和候變化不明顯(日變化小于1度,候變化小于2度)
(2) 風向、風速變化
風速在4級以下,風向變化發(fā)生的赤潮,前期一般吹西南—南風;夏季風向變化不明顯
(3) 風浪、涌浪變化
因為在風浪較大的情況下,動力因素使海水上下交換明顯,表層水溫日變化大,且不穩(wěn)定不利于生物藻類的繁殖,因此,風浪浪高大部分在1米一下
(4) 光照變化
夏季:海水溫度已經較高,強烈的日光照射還表面,有利于表層水溫迅速升高,但表層水溫太高(大于29度)不利于赤潮生物的繁殖,多云活陰間多云的天氣,有利于赤潮生物的繁殖
秋冬:少云的天氣情況下,光照充足,有利于海水溫度上升到有利于赤潮生物繁殖的溫度,有時候多云或是陰天,但氣壓較低,天氣悶熱,此時的光照較少,但仍有利于赤潮生物的繁殖
(5) 表層流的變化
華南沿海長時間大范圍的吹西南風,易產生來自偏南的較暖的風生流,表層水溫較高,有利于藻類的繁殖,易導致赤潮的發(fā)生,長時間大范圍的吹東北風易產生近岸涌流,不利于藻類的繁殖
2、氣環(huán)流的形勢分析
(1) 高空
華南沿海大部分受副熱帶高壓控制,由于高壓控制區(qū)氣候晴朗,日照光線充足,下沉氣流絕熱升溫,氣溫回升快,水溫升溫快且穩(wěn)定
(2) 低空
受槽前西南氣流控制,而且低空西南風速相對較大,由于槽前西南氣流的強盛,使得海區(qū)上空氣溫升高,氣壓相對較低,天氣悶熱,在維持較長時間高氣溫的形勢下,從而使表層水溫上升并維持一定的時間
(3) 地面
春季華南地區(qū)常有靜止鋒存在,華南沿海處在西南到槽控制,吹偏南風,風力在4級以下;
冬季赤潮生成區(qū)前期大部分受變性高壓或暖高壓控制,風浪小,水體交換差,日照強,氣溫高,水溫也隨著升高,因為在此天氣形勢下有利于表層水溫的升高和穩(wěn)定
赤潮的危害
1990年,聯(lián)合國將赤潮列為世界三大近海污染問題之一[7]。赤潮災害的多發(fā)性、普遍性極大危害了海產養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)資源,直接威脅著人類的生存環(huán)境和健康水平。由于發(fā)生赤潮的微藻種類、發(fā)生季節(jié)、海區(qū)及成因不同,其危害方式及危害程度差異較大。
1 對海洋生態(tài)平衡的破壞赤潮的發(fā)生。
大量的藻類在光合作用過程中,消耗水體中大量的CO2,使水體的酸堿度隨之發(fā)生較大的變化,從而影響各類海洋生物的生理活動,導致生物種群結構的改變。同時,赤潮區(qū)的水面由于漂浮著厚厚一層赤潮生物,阻擋了陽光到達水體的深度,降低了水體的透明度,導致生長于水體深層的水草、造礁珊瑚及生活于水草中的海洋動物大量死亡,底層生物量銳減[8],破壞了海洋的正常生態(tài)結構。因此也破壞了海洋的正常生產過程,從而威脅海洋生物的生存。海洋是一種生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存、相互制約的復雜生態(tài)系統(tǒng),在正常情況下,系統(tǒng)中的物質循環(huán)、能量流動,都處于相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡中,當赤潮發(fā)生時,這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發(fā)生初期,由于植物的光合作用,水體會出現(xiàn)高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量,這種環(huán)境因素致使一些海洋生物不能正常生長、發(fā)育、繁殖,導致一些生物逃避甚至死亡,破壞了原有的生態(tài)平衡。
2 對海洋漁業(yè)和水產資源的破壞
赤潮對海洋漁業(yè)和水產資源的破壞主要表現(xiàn)在[5]:①破壞漁場的餌料,造成漁業(yè)減產。②赤潮生物的異常爆發(fā)性繁殖,可引起魚、蝦、貝等經濟生物窒息而死。③赤潮后期,引起赤潮發(fā)生的生物大量死亡,在細菌分解的作用下,要大量消耗海水中的溶解氧,可造成環(huán)境嚴重缺氧或者產生硫化等有害物質,使海洋生物缺氧或中毒死亡。④有些引發(fā)赤潮的生物體內或代謝產物中含有生物毒素,能直接毒死魚、蝦、貝類等。
3 對人類健康的危害
赤潮對人類健康的影響,除了接觸引起皮膚不適,揮發(fā)性毒素還能對眼睛和呼吸道產生影響,更主要的是毒素通過食物鏈的傳遞而作用,導致人類的中毒甚至死亡。赤潮毒素引起人體中毒事件在世界沿海地區(qū)時有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計[8],全球可形成有毒赤潮的浮游生物種類大約有80多種,而在我國就有63種。當處于有毒赤潮區(qū)域內的魚、貝類,攝食有毒赤潮生物后,雖不能被毒死,但生物毒素可在體內積累,其含量大大超過食用時人體可接受的水平。如果這些魚蝦、貝類不慎被人食用,就引起人體中毒,嚴重時可導致死亡。據(jù)不完全統(tǒng)計[4],在全球范圍內,大約發(fā)生1600次人類麻痹性貝類毒(PSP)的中毒事件。我國包括臺灣、香港在內,自60年代至今,有近600人因誤食有毒的貝類而中毒,29人死亡。根據(jù)中毒癥狀及肇事藻種類,可推測大部分為PSP中毒事件。
3.赤潮的預防
赤潮的預防首先就是要控制海域的富營養(yǎng)化[9],如控制營養(yǎng)鹽向近海域排放、種植水生植物、養(yǎng)殖浮游動物等,據(jù)報道,在近海富營養(yǎng)化水域種植水生高等植物,通過植物根系的吸收和吸附作用,可有效去除水體中的N、P,凈化水質。減少工業(yè)廢水、生活污水等陸源污染物質向海洋的排放,建造污水處理廠,污水穩(wěn)定塘或灑水濾床等節(jié)能型自凈設施,充分利用海水的自凈能力把生活污水與生產廢水分期分批限量排放等。同時加強科學的海產養(yǎng)殖和管理,建市生態(tài)養(yǎng)殖的新理念,如海水養(yǎng)殖,合理密植、餌料組成及投餌科學化,多品種混養(yǎng)、輪養(yǎng)和立體養(yǎng)殖,防治海產養(yǎng)殖業(yè)的自身污染;其次,對于重要的經濟海區(qū),特別是養(yǎng)殖海區(qū),可以進行人工改善水體和底質環(huán)境,改變排污點、增加海水交換能力、設置導流堤等,比如對已經遭受嚴重有機污染的底泥進行疏浚,改善底質條件,緩解水體污染。
對于赤潮的防治,目前依然還是一個世界性的難題。其原因在于引發(fā)赤潮的赤潮生物種類繁多,爆發(fā)機制各異,對于很多赤潮的發(fā)生機理尚未從根本上掌握,因此就難于從發(fā)生機理上控制赤潮的發(fā)生。建立完善的赤潮監(jiān)控體系,及時發(fā)現(xiàn)赤潮,采取防范措施。控制污染,減緩或扭轉海域水體富營養(yǎng)化,開展赤潮預警與實時監(jiān)測是防治赤潮災害的基礎,但最重要的是,我們應該保護和改善日益惡化的海洋生態(tài)環(huán)境,控制各種污水的直接排放及排放量,禁止含磷洗衣粉的生產和使用,研究開發(fā)治理赤潮實用的物理、化學和生物技術產品。這是徹底消除赤潮發(fā)生的根本措施。
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