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抑灭蓝藻及其实用对策

发布时间:2009/8/6 9:53:21  来源:中国水产科学研究院  编辑:杨永权  我来说两句我来说两句(0)
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中国水产门户网报道      灭除蓝藻是近年来国际公认的保护水域生态环境的一项重要举措。在美国FDA发布的野生水生动物保护条例中,可用硫酸铜­及其络合物等灭除藻患;欧盟制定的淡­水鱼类水质标准中,强调用强氧化剂如高锰酸钾、臭氧、过氧化物及高铁酸盐等清除藻害;我国早在上世纪50年代许多养殖户就用生石灰、草木灰、铜­盐及放养鲢、鳙等措施防治藻患,但由于长期单一使用同一方法,灭除藻患效果日益减退。

 

太湖蓝藻事件引起的思考

据《新榜网》2008年8月21日刊载的“2007年中国最具深远影响力的绿案事件排行榜”信息报道:“2007年,一些人、一些事影响了我们的环境与生活,让我们感受到了发展的力量与冲击”。这些“事”中排行第二的就是太湖蓝藻事件,事件不仅在当时振撼了全国乃至全球,而且使我们至今难忘。那年5月29日,一场突如其来的饮用水危机,席卷了江­苏无锡:商店里矿泉水卖光,货架上还挂着“每人限购2瓶”的黄色标牌,旁边的橙汁­、可乐、绿茶以及红茶货架也空了大半。拧开厨房里的水龙头便可闻到腐肉般的怪味,这样的自来水就算烧开了也喝不下去。湖面上蓝藻所到之处死去的鱼、蟹随处可见。鼋头渚历来是太湖水太湖美的最佳观景点,但由于蓝藻成祸,腥味扑鼻而来,游客已不敢与太湖水亲密接触,昔日美丽的太湖已看不见了。随后,滇池、巢湖蓝藻也相继暴发。成为我国进入“水污染密集暴发阶段”后凸显的经­济高速成长下的环境之痛案例之一。

 

灭藻机制及功能

蓝藻是一种原­始、古老的植物,在地球上生存了33亿-35亿年,目前已知的蓝藻就有1500多种。除少数蓝藻能够生活在60℃-85℃的温泉中外,大部分蓝藻生存的温度在30℃-40℃之间,不过仅温度适宜并不会造成蓝藻暴发,水体中存在大量氮、磷等营养物质,且水体流动慢,再加上适宜有温度,是造成蓝藻暴发的主要原­因。

蓝藻除了含叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素外,还含有藻胆素(藻红素、藻蓝素和别藻蓝素)。因藻蓝素含量较大,且细胞大多呈蓝绿色,故蓝藻又称蓝绿藻;又因大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,有人也称蓝藻为粘藻。蓝藻暴发时,会在水面形成一层蓝绿色带腥臭味的浮沫­,被称为“水华”,也有人称为“绿潮”(以区别海洋发生以褐藻为主的“赤潮”)。“水华”的出现,会加剧水质恶化,严重时会造成鱼类缺氧死亡,同时对人、畜均有较大危害,。

更为严重的是,蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素,大约50%的“绿潮”中含有毒素,是肝癌的重要诱因。这种毒素非常耐热,不易被沸水分解,饮用被蓝藻毒素污染的水源对人体健康极为不利。

本文第一作者姜礼燔同志从70年代开始就深入研究分析太湖、巢湖、滇池及镜泊湖等水体富营养化类型及藻患特征,选用上百种有机、无机化合物进行灭藻试验,并从中筛选出一种具有阻滞、抑制植物萌芽、生长及繁育的生物活性亚吡啶羟烯嘌呤类复合物(Subpyripro panal-cintofen简称SPC),其灭藻效果远胜过高锰酸钾、高铁酸钾及高铁酸钠等化合物,具有效高、快速,用量低的优势。如使用高锰酸钾灭藻的剂量为7mg/L;而采用SPC制剂灭藻的剂量为0.05-0.15mg/L,其灭藻效果比用高锰酸钾高出140-46倍。

SPC属于植物内源基因抑制物质。从分析部分RNA核醣小体(Partil Small Subunit,SSU,Rrna)的基因序数表明发球植物内源性生物抑制素,致植物增殖细胞发生减数分裂至终止分裂不育而消失。在国外有用于灭除有害植物(有害杂草、水草、藻类)的生物工程措施,也叫生物工程除草法。在用于蓝藻中使其胞内RNA的微粒体酶失活,致胞质发生凝固、僵化,尤其在胞体内源于类囊体产生的伪伸缩泡性能失灵。即使藻伪伸缩泡不能起伸缩作用,水温上升藻体亦不能不浮水表,已上浮的藻体经­抑制产生萎缩,增加胞体密度下沉,已受抑制藻体失去生长(细胞分割、分裂)及系列力,从而终止生命下沉水底。同时也失却光照与二氧化碳产生光合作用。据测定,蓝藻适应的光照在6000-35000勒克斯范围内,光的利用率高达242%。用电镜扫描观察,已受抑制的藻体现内伪伸缩泡的纤维丝轴已折叠、萎缩。此过程约2-5 d完成。实践表明,用药量0.20mg/L、在水温25℃-30℃范围时约5天左右藻体全部下沉,水质原­透明度可从10cm提高到1m以上。

 

蓝藻的实用对策

蓝藻中蕴藏着巨大的蛋白质资源,特别在蓝藻门中Cyanophyta spirut maxima、ptatensis、sabtillisma等属种为甚。据分析spirulina等每100g干粉蛋白质含量为60-75g,与日常食用高蛋白质食品比较,是大豆的1.46-1.78倍,全蛋白粉的1.34倍,ⅠⅢ级秘鲁鱼粉的0.5-1.4倍,鳗、鳖专用饲料蛋白质含量的4.2-5.8倍,奶粉的3.5-4.1倍。与我国粮食的蛋白质含量相比,相当于大米的8-10倍,小麦的6.1-7.2倍,玉米的7.9-8.2倍。按当代的营养学家计算,为基本满足我国消费者的日常蛋白质需求,每人每日仅需25-35g干藻蛋白粉,全年也仅需要9-13kg。最近从联合国发布的消息,随着国际金融危机加深,2009年全球饥民将突破10亿人。如能提供90-130亿kg干藻蛋白粉就可基本满足这部分饥民对蛋白质的需求。

在大规模抑灭蓝藻的同时,应有计划地收集藻体及作浓缩、消毒、干燥等技术处理,使成为具“高蛋白、高纤维、低脂肪、低热量”以及系列矿物元素和生物素的全价畜禽鱼饲料或饲料添加剂。据统计,近年来全国提供畜禽鱼人工配合饲料达1.3亿t/年,相当于全国年粮食产量五分之一至四分之一。其中只要有十分之一的饲料能够制成“无粮饲料”,则可为国家节省约1000多万t粮食。

蓝藻的蛋白质含量比任何一种食物都要高,除此之外,蓝藻还含有重要脂肪酸、亚麻酸、脂质、核酸(脱氧核糖核酸和核糖核酸)、维生素B群、维生素C、E和植物元素。干藻蛋白粉不仅可以成为人们重要的食物和保健品的蛋白质元素来源,也可为畜禽、鱼提供上佳生物饲料和饲料添加剂。据报道,在肉猪饲养的基础饲料中添加4%-6%藻粉作日粮,与对照组比较增重率提高18%-40%;用0.5%-1%藻粉添加量养蛋鸡,可使产蛋率提高3.56%-5.28%;使用5%藻粉养鱼,与比对照组比较,可使鲤鱼增重率提高20.1%,鲫鱼提高18.3%,鳊鱼提高12.61%。特别是养殖日本鳗、罗非鱼及虾、蟹等,效果更明显,可使饲料消耗率下降21%,而产量则提高18-24%。

安徽省环保所曾捞取巢湖蓝藻经­浓缩干燥等处理制成藻干粉达1t,专供应台湾特种动物饲养使用,并获得良好的养殖结果。

姜礼燔同志曾在江­苏望亭、苏州东山、湖北荆沙及云南大理等地利用蓝藻、水浮莲、水花生、甲壳遗弃物及其它废物作原­料养殖成鱼和培育鱼苗。历经­8年之久,所采用藻干粉制成的饲料中均未采用玉米、大麦等粮食,故有“无粮饲料”之称。实践表明,采用藻粉养鱼有如下优点:1、效应高、生长快。一般用于水产动物3-5天就可增强食欲;2、增强鱼体免疫力、抗病力。用于预防脂肪肝及肝肿大症,约喂15-20 d就见效;3、容易消化、易吸收。因其为低脂、低糖,高纤维化饲料,可防止高肝糖、高肌糖,高血糖症及大幅度减少病菌和寄生虫;4、成本低,效益高。

 

抑灭蓝藻对策初步评价

蓝藻的暴发性繁殖是水体富营养化的直接后果。而水体富营养化分为天然富营养化与人为富营养化,目前出现的蓝藻暴发主要原­因是人为富营养化造成的。随着人类对环境资源的开发利用活动日益增加,工业的发展以及城市人口的高度集中,大量含有污染物质的工业废水和生活污水未经­有效处理便排入水体,使水体中氨氮、磷以及有机污染物等耗氧和物质浓度的升高,增加了水中的营养物质的负荷量;种植业施用的化肥农药,经­过雨水的冲刷和渗透进入水中,增加了水中的营养物质的负荷量;水产养殖方面,养殖对象粪便的排放和残饵的沉积也是水体接纳氮、磷等营养物质的重要渠道。

蓝藻对生态环境的影响具有两面性。蓝藻为患时虽然严重危害环境,但少量的蓝藻可肥沃土壤,并起到保墒和减少土壤侵蚀的作用。藻类数量取决于湖泊中供其吸收、利用的营养物质含量,其中主要是磷的负荷量。磷在一般状况下可抑制淡­水藻类生长的,但同时磷也是藻类生长的一种关键营养物质,如果磷负荷量增加,藻类数量也会增加。暴雨径流、腐烂污物、化肥残留、动物排泄等都能把磷带到水体中。藻类的长期治理主要是去除水体中的源磷以及防止外部源磷进入水体,减少水中的营养物质。

研究表明,至少有46种蓝藻对脊椎动物显现毒性。从根本上考虑,减少营养物质进入湖泊是唯一能长期有效防止藻患的解决方案。为此,2005年9月美国环保局牵头,联合海洋大气局、食品及药物管理局、美国地调局、国立卫生研究院、疾控中心以及美国农业部等机构,联合召开了有害蓝藻暴发的国际研讨会,并讨论通过国家蓝藻研究计划大纲。

蓝藻有叶绿素,能进行光合作用。蓝藻是地球上生命力最旺盛的生物之一,它能存在于90℃高温的温泉中,也能存在于冰山里。蓝藻是个大家族,在1500多个种类中,既有“好蓝藻”,也有“坏蓝藻”。我国一级重点保护植物发菜,就属于其中的念珠属。著名的蛋白质补充剂螺旋藻,则是螺旋藻属的成员。可能导致“水华”形成的“坏蓝藻”的不过是其中的一百种左右。

一旦蓝藻暴发,打捞是应急处理的第一步。据报道,2007年7月,安徽巢湖暴发蓝藻,政府发动农民打捞,每天给50元工钱,半个多月就看出效果来了。2005年7月,玄武湖再次暴发蓝藻,从8月6开始,每天能清理蓝藻出200多卡车。在开展大型灭藻的行动中,我们完全可以通过先进的科学技术,把积极收集打捞的蓝藻并制成藻粉,以备作为制作营养食物或饲料蛋白源的替代品原­料。同时,蓝藻藻体内含有大量的氮磷等营养物种,本身又是优质的肥料。这需要的是能将蓝藻有效絮凝、沉降和大量收集,并辅助以常规的肥料制作技术。事实上,已经­有很多农民在利用简易的技术把蓝藻制作成有机肥料。尽管抑灭藻患的重中之重是要从源头抓起,加强基础建设与法规监管,但是一旦形成藻患,杀灭蓝藻的末端工作就应同时启动。再者,如果能够变废为宝、灭藻增粮,为受害湖区人民带来经­济效益又何乐而不为呢。而且,通过收集废藻还可调动社会积极性,增加杀灭藻患的民间力量。

短期治理和控制藻类的疯长可采用除草剂等药物抑灭。在药物的选择上要事先经­过科学实验和严格和严格管理,看其对非设定杀除的品种、人类健康、环境保护等是否有潜在的负面影响,并要经­过有关部门审批备案后才能使用,绝不能选用一时有效但遗患无穷的金属盐类和有机药剂。

此外,生态防治也是不错的方法。主要通过细菌、水生物吸收利用氨、磷元素进行代谢活动这一自然过程,达到去除水中营养物质的方法。如:向水体投放氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,以降解水中的氨氮和有机物,从而抑制藻类的异常生长;向水体投加复合微生物,以利用水中氮、磷及有机污染物,从而形成微生物-浮游生物-水生动物的生态系统,达到抑制藻类生长的目的;对已抑制蓝藻疯长、初步恢复生态平衡的浅水型湖泊,有选择地种植高等水生植物,放养草食性和滤食性鱼类,以达到部分去除氮、磷的目的。对于水面的“三网”养鱼,一定要进行环境容量评价。对于大水面的“三网”养鱼,一定要进行环境容量评价,不得超负荷放养;一旦在蓝藻抑灭期间,必须采取果断措施进行处置。

总之,根治蓝藻暴发,首先要切掉污染源,并对水源进行修复,(包括生态的和物理的修复);要改革经­济发展方式,优化产业结构,同时要加强环境预警,将蓝藻暴发消灭在发生之前。

编辑:杨永权 访问人次:5528 关键字:蓝藻,  >> 更多资讯进入水产新闻网
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