赤潮的预防课件.ppt

1、海洋灾害海洋灾害-赤潮赤潮目录目录关于赤潮的概述关于赤潮的概述1赤潮形成的原因赤潮形成的原因2赤潮的危害赤潮的危害3赤潮的预防与治理赤潮的预防与治理4赤潮问题的新动向新特点5结束语结束语6赤潮赤潮 赤潮是一种复杂的生态异常现象，发生的原因也比较复杂关于赤潮发生的机理虽然至今尚无定论.但是,形成赤潮的首要条件是海水中的浮游生物增殖数量要达到一定的密度则已被公认。也就是说，赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、浮游动物尤其原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变化的一种有害生态现象.根据赤潮发生的原因、种类和数量的不同,赤潮污染的水体会呈现不同的颜色,有红、砖红、绿、黄、棕色等。所以

2、,赤潮是一个历史沿用名,是多种赤潮的统称。赤潮的颜色,主要由形成赤潮的优势浮游生物种类的颜色所决定。以夜光藻为主形成的赤潮,呈红色;绿色鞭毛藻形成的赤潮为绿色;由淡红束毛藻引起的赤潮呈黄褐色。赤潮发生的区域分布赤潮形生的原因赤潮形生的原因海温和盐度海温和盐度夜光藻、短裸甲藻以及夜光藻、短裸甲藻以及多边膝沟藻等最为常见多边膝沟藻等最为常见化学因素化学因素成因成因 化肥、农药的作用化肥、农药的作用引发赤潮的生物种类引发赤潮的生物种类赤潮产生的自然条件赤潮产生的自然条件赤潮产生的人为原因赤潮产生的人为原因气象因素和海流气象因素和海流 工业生产、生活垃圾和污水工业生产、生活垃圾和污水过度海水养殖过度海

3、水养殖,残饵腐败残饵腐败引发赤潮的生物种类引发赤潮的生物种类 在春末夏初转换季节时在春末夏初转换季节时,藻类浮游生物因水质变化、水藻类浮游生物因水质变化、水温升高和养分提高而大量繁殖。目前发现的赤潮生物有温升高和养分提高而大量繁殖。目前发现的赤潮生物有 330 多种多种,其分布极为广泛其分布极为广泛,几乎遍及世界各个海域。藻类几乎遍及世界各个海域。藻类植物甲藻门有二十多个种类能引起赤潮植物甲藻门有二十多个种类能引起赤潮,其中其中夜光藻、短裸夜光藻、短裸甲藻甲藻以及以及多边膝沟藻多边膝沟藻等最为常见。等最为常见。而夜光藻是热带和亚热带海区发生赤潮的主要种类,原甲藻是太平洋东海岸赤潮的主要种类之一

4、;淡红束毛藻、薛氏束毛藻、汉氏束毛藻是引起我国东海赤潮的常见种。原生动物中的某些种类如缢虫等也属于赤潮生物,其繁殖过盛也可引起赤潮。海洋中的 4000 余种浮游藻类中,约有 300 种能导致赤潮,其中 70 多种能产生毒素。中国沿海的赤潮生物有 148 种,其中 43 种曾引发过赤潮。夜光藻夜光藻Noctiluca scintillans(Macartney)Kofoid&Swezy 1921 世界性的赤潮生物，我国沿海均有分布。图图A：腹面观（示意图）；：腹面观（示意图）；图图B-C：细胞外形（：细胞外形（LM）。）。海水富营养化是赤潮发生的物质基础海水富营养化是赤潮发生的物质基础 化学因素

5、化学因素 近海养殖向水域中添加大量的饵料,导致在内湾、浅海区中无机态氮、磷酸盐和铁、在内湾、浅海区中无机态氮、磷酸盐和铁、锰等微量元素增多锰等微量元素增多,给赤潮生物的大量繁殖给赤潮生物的大量繁殖提供了丰富的营养物质提供了丰富的营养物质。内湾、浅海区水体交换能力差,海水利用率高,封闭性强,水体循环速度慢,使水体富营养化比较严重,是赤潮生物滋生繁衍的优良环境,是赤潮的多发区。海温和盐度海温和盐度 一般赤潮发生于水温2030 的海域中;赤潮海域的盐度一般为 27 37。气象因素气象因素 通常赤潮出现于闷热、风平浪静的夏季。海流海流 由于台湾暖流北上或外海海水在浙江沿海形成的锋面,使东海多发赤潮。水

6、底层出现无氧和低氧水团也会引起赤潮。此外,赤潮发生与地球的温室效应也密切相关。近年来,厄尔尼诺、拉尼娜等大范围、长时间的异常气候现象的出现,导致出现雨水少、气温高、光照足的气候条件,从而加速了生物的新陈代谢,使过量繁殖的浮游生物在沿岸一些海域泛滥成灾,从而形成赤潮。海水养殖的海水养殖的 自身污染是诱发赤潮的主要人为自身污染是诱发赤潮的主要人为因素因素人们对农作物施以超量的化肥、农药等积累在土壤中超量的化肥、农药等积累在土壤中,随江河排泄于海随江河排泄于海洋洋,就以我国农田施用数以亿吨计化肥而言,据推算,约有 1/2 以上属于浪费,而这些化肥却随径流进入江、河、湖、海。这是海水营养盐骤然上升的主

7、要源头。工业生产、生活垃圾和污水被大量注入海中工业生产、生活垃圾和污水被大量注入海中。这些物质对海水中磷的过量富集,有直接的影响。到 20 世纪 90 年代,浙江近岸海域氮高达 100 mol/L,磷为 1.6 mol/L。沿海地区的过度海水养殖沿海地区的过度海水养殖,残饵腐败污染海水残饵腐败污染海水。据专家介绍,面积约 7.8 万平方公里的渤海是我国受污染最为严重的海域,其根本原因在于陆地污染物的转移和渤海的开发利用基本处于无序、无度状态,每年排入渤海的污水达 28 亿吨,污染物占全国海洋接纳污染物的一半。我国的赤潮高发区渤海湾、大连湾、长江口、福建沿我国的赤潮高发区渤海湾、大连湾、长江口、

8、福建沿海、广东大鹏湾的赤潮研究也都表明了赤潮发生与环境污海、广东大鹏湾的赤潮研究也都表明了赤潮发生与环境污染和人类活动有密切联系。染和人类活动有密切联系。赤潮的危害赤潮的危害 破坏正常的海洋生态系统 危害海产养殖业及渔业资源 影响海上娱乐和滨海旅游业 威胁人群的健康破坏正常的海洋生态系统破坏正常的海洋生态系统赤潮生物分泌粘液赤潮生物分泌粘液,粘附于鱼类等海洋动物的鳃上,妨碍其呼吸,导致窒息死亡;同时因大量吸收水中的氧气,导致动物因缺氧而死亡。赤潮生物分泌有害物质赤潮生物分泌有害物质(如氨、硫化氢等),会造成海水 pH 值升高,粘稠度增大,改变浮游生物的生态系统群落结构。赤潮生物缺氧或造成水体积

9、累大量硫化氢和甲烷赤潮生物缺氧或造成水体积累大量硫化氢和甲烷等,隔绝了海水与大气圈的气体交换,导致使生物缺氧或中毒致死。赤潮生物吸收阳光赤潮生物吸收阳光,遮蔽海面遮蔽海面,使其它海洋生物因得不到充足的阳光而死亡。赤潮生物一般密集于表层几十厘米以内,使阳光难于透过表层,水下生物因得不到充足阳光而影响其生存和繁殖。危害海产养殖业及渔业资源危害海产养殖业及渔业资源威胁人群的健康威胁人群的健康 世界已知的世界已知的6060多种赤潮生物可产生多种赤潮生物可产生6 6类致毒的赤潮毒素类致毒的赤潮毒素(麻痹麻痹性贝毒性贝毒PSPPSP；神经性贝毒神经性贝毒NSPNSP；腹泻性贝毒腹泻性贝毒DSPDSP；失忆

10、性贝毒失忆性贝毒ASPASP；西茄毒素西茄毒素CFPCFP；蓝藻毒素蓝藻毒素CTP)CTP)，引起人类中毒死亡事件历年都有引起人类中毒死亡事件历年都有发生，近年有增多的趋势。发生，近年有增多的趋势。据Prakash等(1971年)统计，全世界在1900至1971年已发生大约1，600次人体麻痹性贝毒(PSP)中毒事件。据桥本芳郎(1977年)报告，1962年前全世界PSP中毒人数超过900人，死亡达200人。仅在亚太地区，至1994年已发生藻毒事件3164起，其中148起死亡记录。我国至今有记录的由赤潮藻毒素引起的中毒事件有6次，其中1986年12月1日在福建东山因误食菲律宾蛤仔（Rudita

11、pes phlipinensis）使136人中毒，危害59人，1人死亡的中毒事件，原因是赤潮裸甲藻所致。另外，在南海大鹏湾1992年也发生误食贝类造成2人死亡的事件。赤潮的预防赤潮的预防 控制污水入海量,防止海水富营养化 建立海洋环境监测网络,加强赤潮监测 加强赤潮预报模式的研究,开展赤潮的预报服务 科学合理地开发利用海洋赤潮的治理赤潮的治理 物理学方法 化学方法 生物学方法物理学方法物理学方法 围隔栅或气幕法 沉箱法 回收法 超声波法 光隔离法 粘土法目前国际上公认的一种方法是撒播粘土法化学方法化学方法 化学药品杀除法（硫酸铜、次氯酸钠、过氧化氢、过碳酸钠等）凝聚剂沉淀法（无机凝聚剂、表面活

12、性剂、高分子凝聚剂）天然矿物絮凝法（黏土、蒙脱石）化学除藻法是利用化学药剂对藻类细胞产生的破坏和抑制生物活性的方法进行杀灭控制赤潮生物，具有见效快的特点。生物学方法生物学方法 一是以鱼类控制藻类的生长；二是以水生高等植物控制水体富营养盐以及藻类；三是以微生物来控制藻类的生长。其中由于微生物易于繁殖的特点，使得微生物控藻是生物控藻里最有前途的一种控藻方式。利用微生物法抑藻除毒的必要性与优越性 海洋微生物的五大特性：个体小，比表面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖速；适应性强，易变异；种类多，分布广。目前对赤潮的防治，主要是采取化学方法目前对赤潮的防治，主要是采取化学方法。化学方法防治虽可迅速有效

13、的控制赤潮，但所施用的化学药剂给海洋带来了新的污染。因此，越来越多的人将目光投向了生物防治技术。关于生物防治有人建议投放食植性海洋动物如贝类以预防或清除赤潮，但有毒赤潮的毒素也可能因此而富集在食物链中并产生令人担忧的后果。而利用微生物如细菌的抑藻作用及其对赤潮毒素的有效降解作用，使海洋环境保持长期的可靠的生态平衡，从而达到防治赤潮的目的，就可以避免这些缺陷，这也是细菌防治独特的优越性。关于关于“以菌治藻以菌治藻”研究的动态研究的动态1微生物对赤潮发生的促进作用微生物对赤潮发生的促进作用为赤潮生物提供营养盐及所必需的生理活性物质 在海洋环境中，尤其在底层，硝化细菌通过硝化作用使氨态氮转化为硝态氮

14、，供浮游生物利用；在混合层中，细菌通过氨化作用产生的氨态氮是再生生产力的重要物质基础。细菌还为藻类的生长提供无机磷，磷在很多海区是浮游植物生长的限制因子，磷的主要来源是靠细菌活动使磷酸盐再生。海水受污染后所含的有机质及动植物残骸等，经细菌分解后所产生的维生素类物质和微量有机成分（嘌呤、嘧啶等核酸成分，酵母的自消化物等特殊有机物），可以促进浮游植物繁殖。氮、磷是影响赤潮生物繁殖的重要营养元素，赤潮发生的一个很重要的原因是水体富营养化，水体中氮、磷元素的含量过高。细菌还在其他元素的生物地球化学循环中起着重要作用，一定浓度的铁、锰元素对某些赤潮藻类的生长均有不同程度的促进作用，这表明微量元素中铁、锰

15、是触发赤潮发生的重要因子。细菌可把三价铁还原为易溶性的二价铁，为藻类的生长提供必需的铁元素。细菌还可以合成藻类必需的生理活性物质如维生素B-12，它在藻类的生理生活中起着极其重要的作用。、微生物在赤潮消亡中的作用、微生物在赤潮消亡中的作用 细菌对赤潮消亡的作用 细菌对藻类的抑制作用有较强的种属特异性。如Fukami K.等(1992)研究细菌的抑藻作用时发现，黄杆菌Flavobacterium sp.对裸甲藻Gymodinium nagasakiense具有强烈的抑制和杀灭作用，而对Chattonella,Heterosigina akashiwo和骨条藻Skeletonema costatu

16、m均无效。这表明该细菌对Gymodinium nagaskiense的杀灭作用是专一的。食菌蛭弧菌对赤潮消亡的作用 蛭弧菌的分布自被发现后的大量研究表明它广泛分布于近海洋环境，是以海洋微型生物为寄主的寄生菌，对水环境中的微型生物寄主具有“高速碰撞、高速钻孔、高产量胞壁酸形成”等生物学特性。由于它们生活在宿主细胞的周质空间，可确保营养小环境稳定，使它具有生态学优势，又因为它可“吃掉”有害宿主细胞而具有很大应用潜力。研究表明蛭弧菌也可进入藻细胞内而溶藻。厦门大学赤潮研究组也曾对其在近岸海水环境中的生态分布及对寄主裂解的多样性、有效性作过研究报道。病毒对赤潮消亡的作用病毒对赤潮消亡的作用 在海洋环境

17、中存在着大量病毒，其生物特点是：非细胞性。极端的微小性。专性的寄生性，其对赤潮消长起着重要作用。Bratbak(1993)等研究表明：病毒在由海洋藻类Emiliania hualyi引起的赤潮消亡过程中起着重要作用，他们在溶解细胞内和周围环境发现游离态病毒颗粒和病毒类似颗粒的存在，同时，赤潮在消退过程中伴随着病毒数量的增多。Nagasaki等也从日本Nomi海湾分离到一种病毒，这种病毒能够感染赤潮引发种Heterosigma akashiwo，该病毒颗粒可以感染并裂解两株H.akashiwo,该病毒对H.akashiwo具有较高的特异性，不会导致Chattonella antiqua,C.ve

18、rruculosa,Fibrocapsa japonica等15种其它种类的浮游植物细胞裂解。而且，三株从日本Hiroshima湾分离到的Heterosigma akashiwo具有对该病毒的抗性，表明这种病毒并非种特异性而是具有株特异性。研究展望研究展望 针对赤潮灾害发生的新态势、新特点，采用抑藻基因调控赤潮的新思路，瞄准“以菌治藻”的目标，利用宏基因组学技术开发源于海洋微生物的抑藻基因，从环境样品中提取宏基因组，构建宏基因组文库，筛选出抑藻活性克隆，构建抑藻菌；进而探讨抑藻菌同赤潮藻生长和产毒之间的生态关系；并进行有效抑藻菌的生物化学、分子生物学研究，查明抑藻基因抑藻生长的机理和过程并优化

19、其抑藻作用的环境条件；而后建立抑藻菌抑藻作用的模型，提出有害赤潮的微生物法调控技术；为海洋抑藻基因的开发利用、有害赤潮的微生物防治、海洋资源环境和人类健康的保护提供理论和实践依据。赤潮问题的新动向、新特点 近年来赤潮发生频繁，为害日烈。赤潮这一海洋灾害已同沙尘暴一样成为危害社会经济、人群健康的环境问题。赤潮的发生在近年来有上升的趋势。其频度、面积、持续的时间、危害的程度、种类组成等等都显示出一种增多、高、加剧的趋势。赤潮事件增多 根据不完全的统计，自70年代计今我国沿海已发生300余次赤潮，而且是与年俱增的走向。1986年11月福建东山的可能是裸甲藻（Cymnodinium sp.）赤潮，造成

20、1人死亡、136人中毒的严重事件。1989年渤海湾大面积裸甲藻、夜光藻赤潮造成沿海水产养殖业的1亿元以上的巨额经济损失。1997年东海连同南海东部球形棕囊藻（phaeocystis globosa）赤潮，仅粤东沿海的网箱养殖就有6000余万元的经济损失。1998年广东沿海连同香港的大面积赤潮，情形更为惨烈，造成这一带水产养殖的损失超过3亿元。凡此种种，不胜枚举。赤潮的范围不断扩大 有许多赤潮是在局部小范围发生的，而近年的一些赤潮显示出其覆盖范围有扩大化的态势，表现在两个方面，一是赤潮覆盖的面积增大。如19971998年在福建、广东沿海发生的棕囊藻赤潮其覆盖面积超过300平方公里，1998年南海

21、的赤潮东起广东的惠东一带，西达广东西部的阳江海域，珠江口从北至香港南部，纵深辽阔。其次是发生在类型上，从多是内湾型，发展到外海型，如1998年10月渤海的赤潮，2000年7月长江口的面积逾万公里的原甲藻（Prorocentrum）赤潮都已近外海。赤潮持续的时间增长 仅以近年为例。1997年发生在东海南海的赤潮，从当年的9月始至翌年的2月初止，为时长达半年！2000年更有南海大亚湾衙前、东升海域的斯氏藻（Scrippsiella）赤潮从8月4日发生，延续到9月11日，绵延1个多月。复次，自8月24日在大鹏湾大、小梅沙发生的斯氏藻赤潮，一直持续到10月上旬，而且从湾内向湾口扩展。赤潮种类增多 夜光

22、藻仍是一种中国沿海常见的种类，但是近年来赤潮藻的种类有许多是前所未见或前所罕见的。如98年南海的赤潮藻：米氏裸甲藻（Gymnodinium midimotoi）,旋沟藻（gyrodinium instriatum）,1991年在大鹏湾发生的海洋卡盾藻（Chattonella marina）赤潮等等。1997年至98年的球形棕囊藻赤潮更是前无记录的。关于中国的赤潮种类笔者次后将一一简述，此处兹不赘述。赤潮发生有明显的季节性中国沿海的赤潮发生依所处的地理位置而呈现出季节差异。一般来说，南海的赤潮发生较早，多始于春季，3月至6月是赤潮的高发期，而在东海则于7、8月赤潮高发，在北部沿海则是8月至10月

23、赤潮频发。不过近年赤潮发生日益呈现一种全年式的状况，如南海在8月、9月，甚至12月都有赤潮。99年广东绕平8月发生棕囊藻赤潮，2000年8、9月在大亚湾，大鹏湾发生斯氏藻赤潮。结 束 语 早在早在2500年前，古希腊海洋学家狄米斯托克曾年前，古希腊海洋学家狄米斯托克曾经感慨地说：经感慨地说：“谁控制了海洋，谁就控制了一切谁控制了海洋，谁就控制了一切”。人类几千年的历史证明：世界上的强国都是海洋国人类几千年的历史证明：世界上的强国都是海洋国家，而且只有重视海洋的民族才是有希望的民族。家，而且只有重视海洋的民族才是有希望的民族。我国是一个海洋大国，但还不是海洋强国。因我国是一个海洋大国，但还不是海洋强国。因而，面对海洋污染、而，面对海洋污染、赤潮灾害，面对海洋资源开赤潮灾害，面对海洋资源开发、利用中突出的凾待解决的问题，人们任重而道发、利用中突出的凾待解决的问题，人们任重而道远。远。