綜合生態技術治理海洋污染\薛嘉

  圖:水體富營養化,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖

  中科院海洋所完成的一種溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法近日獲得成功。這是一種針對中國北方溫帶富營養化海域的綜合生態修復方法,在中國溫帶富營養化海域,將大型海藻的栽培和濾食性動物的養殖結合在一起,充分利用大型藻類從水體中大量吸收溶解態氮磷營養物質的生態功能,以及濾食性動物從海水中大量過濾懸浮顆粒物及營養物質的生態功能,共同作為生物篩檢程式,增強沿岸水域的自淨能力,修復富營養化環境。同時,由於該發明所採用的大型藻類和濾食性動物均為重要的經濟性品種,因而也帶來了經濟效益,作為一種富營養化的生態修復方法,具有生態效益和經濟效益雙重功效。

  富營養化從北到南廣泛存在

  水體富營養化(eutrophication)是指在人類活動的影響下,生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,水質惡化,魚類及其他生物大量死亡的現象。

  隨着工農業的發展,人類城市化的腳步也逐漸加快。但城市的「排泄物」卻讓周圍的水域遭殃──大量富含氮、磷的污水和地表徑流排入海水,造成沿岸水域的富營養化。

  「營養過剩」對人體健康不利,對海亦如是。營養鹽污染是海洋污染的一種重要形式,已成為一個全球性關注問題。通常,沿岸水域營養鹽載荷過多的後果,就是對浮游藻類的刺激作用,這會引起浮游植物水華甚至是「紅色幽靈」赤潮。眾所周知,赤潮會造成水質惡化和魚類的大量死亡。中國時有赤潮發生,其中以1989年黃驊海域赤潮事件最大,損失最重;1998年春天,赤潮橫掃了香港海和廣東珠江口一帶海域。赤潮過處,海水泛紅,腥臭難聞,水中魚類等動物大量死亡。當地的各類養殖場損失慘重。據《經濟日報》當時報道,此次赤潮事件,香港漁民損失近1億港元;大陸珍貴養殖魚類死亡逾300噸,損失超過4000萬元人民幣。

  一般認為,適度的水溫、鹽分、營養鹽、促生質(促進藻類生長的物質)等各種因素都是赤潮生物的增殖原因。而水體富營養化亦即含氮磷營養鹽的富集是赤潮發生的一個不可缺少的先決條件。

  由於水體中植物營養物質過多蓄積而引起的污染,叫做水體的「富營養化」。這種現象在海灣出現叫做赤潮,如果是發生在淡水中,又叫做「水華」。因此,水體富營養化是赤潮或「水華」的先兆,赤潮是水體富營養化的結果。

  以環境修復控制海水富營養化

  中國是一個海洋大國,沿岸海域的富營養化從北到南廣泛存在,特別是在北方廣大溫帶海域,如渤海灣、萊州灣、大連灣、膠州灣等等,富營養化問題尤為突出。

  減少人類活動對沿岸生態系統的污染,從污染源的控制與治理入手,採取一些基本措施,已得到社會和有關管理部門的重視,也取得了一定的成效。但國內外大量的研究和實踐表明僅僅對污染源的控制與治理是遠遠不夠的,而且由於對沿岸海域的污染經常是面源污染,難以得到根除,而且常常難以在短期內見效。世界各國越來越重視對污染水域的環境修復,來控制或減輕淺海水域的富營養化。

  中科院海洋所完成的技術是將大型藻類和濾食性雙殼貝類有機地結合在一起,使之彼此相互協調,共同作為生物篩檢程式,可增強沿岸水域的自淨能力,修復富營養化環境。

  主導這項研究的中國科學院海洋所副研究員周毅介紹說,大型藻類能夠有效吸收富營養化海水中大量存在的溶解態氮磷營養物質,這同時實現了污染物的利用,既修復了富營養化環境,又形成了食用性海產品,完全遵循了中國「迴圈經濟」的發展要求。另外,大型藻類通過光合作用利用水體中的CO2,進而調節海水的PH值,同時產生大量的氧氣,對海水中的動物和沿岸生態環境是有益的。

  濾食性雙殼貝類具有很強大的濾水能力,牠們攝食天然餌料,能夠過濾大量細小的顆粒物質,包括浮游藻類、浮游物、微生物、貝類幼蟲和中型浮游動物等,以及來源於雙殼貝類以及其他動物如魚的糞粒碎屑,同時去除海水中顆粒態氮磷營養物質,能夠控制水體中浮游藻類等懸浮物的數量,預防赤潮的發生。另外,貝類通過呼吸作用排放出二氧化碳,這對大型藻類的光合作用和生長是有益的。由於這些雙殼貝類是食用性物種,因而在淨化環境的同時也得到了有價值的產品。

  業內專家認為,利用該方法可以綜合利用現有的貝類筏式養殖技術和大型藻類筏式栽培技術,不用特殊設備和複雜技術,成本較低,為中國北方廣大溫帶水域富營養化的環境治理提供了一條行之有效的技術路徑。