海洋灾害赤潮一般是由什么引起的,菌藻关系理论能解释海洋赤潮的形成机理吗?
1 水体中藻类和菌类之间对立统一的关系
1.1 水体中藻类和菌类之间对立统一的关系
从生态作用的角度看,水中的藻类和菌类之间是相互抑制又相互利用的对立统一的关系,菌类分解有机物产生营养盐提供给藻类,藻类吸收营养盐生产有机物提供给菌类;菌类分解掉水中的有机物后逐渐死亡,使水质逐渐清洁,又促进藻类的繁殖;藻类吸收掉水中的营养盐后也会逐渐死亡,死亡的藻类会使水质污浊又促进菌类的繁殖;清洁的水质会使藻类吸收更多的太阳光促进藻类的生长,也会透射更多太阳光中的紫外线而杀灭水中的菌类,污浊的水质使藻类不能吸收太阳光而抑制藻类的生长,也会遮挡太阳光中的紫外线而促进菌类的繁殖。
在正常情况下藻类和菌类保持着自然水体中的有机物与营养盐、水质的清洁与污浊、上下游食物链等复杂的生态平衡,并能保持自然水体的自净;江河湖海是天然水体的家园,其保持着复杂的、脆弱的生态平衡,人类污水的排入就会打破这种平衡,造成各种水质灾害和环境灾难。
1.2 水体的菌类污染
水体能承载有机物的能力是有限的,如水体中的有机物浓度过量就会促使水中的菌类巨量繁殖造成水体污浊乃至水体腐败、黑臭,这种现象我们称之为称之为“菌类污染”或“菌类水质灾害”,该过程我们称之为“菌类过程”。
水体中的污染物以有机物为主、且有机物的浓度过量(可参考有机污染指数A [6])的污水我们称之为“有机污水”;人类的生活污水主要是有机污水,若不经处理直接排放,就会使江河湖海发生水质污浊乃至黑臭的菌类污染。如:图1所示:胶州湾北部水质污浊、被白茫茫的污染物遮盖,该海域为菌类污染发生区;再如:赵三军(2004)指出:“东海海域溶解有机碳在长江口附近浓度最高并沿西北向东南方向逐渐减;异养细菌丰度大小以长江口为中心向外海依次递减” [7]。
图1:胶州湾西北部有白茫茫的污染物、东南部(青岛)颜色较深污染物少[8],
菌类是地球上的分解垃圾(有机物)的“义务清洁工”,也是水体中的有机物垃圾的“清洁工”,水体中的有机物过量会使水质污浊,促使水体中的菌类巨量繁殖。
菌类吸收氧气把水体中的有机物主要分解成:营养盐(如:NH4-N、NO3-N、PO4-P等)、H2O、CO2、颗粒碳等多种成分,从而分解掉水中有机物;菌类分解掉水中的有机物后会使水质渐渐清洁,清洁的水质、菌类分解出的营养盐等因素又会促使藻类开始繁殖,藻类吸收水中的营养盐生产藻类有机物;藻类死亡又使水体中的有机物增加,又促使菌类繁殖,几经反复最终达到水中的有机物与营养盐、菌类与藻类、水质的清洁与污浊等复杂的生态平衡。
菌类污染发生的两个基本条件:适宜的温度、较污浊的有机污水。
1.3 水体的藻类污染
水体能承载无机氮、磷等营养盐的能力也是有限的,水体中的营养盐浓度过量会促使水中的藻类巨量繁殖,这种现象我们称之为称之为“藻类污染”或“藻类水质灾害”,该过程我们称之为“藻类过程”,如青岛绿藻灾害、太湖蓝藻灾害、海洋赤潮、海洋绿潮等。
水体中的污染物以无机氮、磷等(如:NH4-N、NO3-N、PO4-P 等)营养盐为主、且营养盐的浓度过量(可参考富营养化指数E [6])的污水我们称之为“无机污水”。水中的藻类利用光合作用吸收二氧化碳、太阳能、营养盐等生产绿藻、蓝藻等藻类有机物;吸收掉水中的营养盐后藻类死亡,会使水中的有机物增加、水质污浊,又促使水中菌类开始繁殖,几经反复最终又达到水中的有机物与营养盐等新的生态平衡,请阅图2。
按照国家GB18918-2002一级A标准,中水的主要指标为:COD:50mg/L、总氮:15mg/L,总磷:0.5mg/L[9];而其中的COD主要为难降解的物质[10]。因此,生活污水经污水处理厂处理后产生的中水主要是无机污水,中水的污染物以丰富的无机氮、磷营养盐为主,会使水体发生藻类污染。
图2:胶州湾2009年的水质情况,2008年大量死亡的绿藻在海边漂浮形成白茫茫污染带(死亡的绿藻呈白色糊状)[11]。
图3:2008年6月28日胶州湾内水质较清洁的深色区域有大量的绿藻而水质污浊的灰色区域没有绿藻[12]
图4:2009-07-01的黄海绿藻分布(上) [13]和2008-06-28 sogou map显示的污染分布(下)反向为吻合[14]
2. 用菌藻关系分析海洋藻潮的形成机理
人类的生产生活污水大量涌入海洋,也使菌类污染和藻类污染在海洋中频频爆发。人类排入海洋的污水中既有有机物也有各种营养盐,污水中的大部分颗粒状有机污染物其密度往往不大于水,且不溶入水,这些有机物就会只在海岸附近的近岸区域悬浮、聚集,就像塑料泡沫在海边漂浮一样,这样就会使近岸区域的海水中污染物以有机物为主且有机物的浓度过量,在适宜的温度条件下就会发生菌类污染,这就是很多污水直接排放的地区近岸区域水质污浊乃至黑臭的原因,请参阅图1、图4卫星照片显示:黄海西岸的大部分近岸海域被白茫茫的污染物所遮盖,而远海水质清洁。
近岸水域发生菌类污染的过程中会产生大量的无机氮、磷等营养盐,其溶于水;如:《2005山东省海洋环境质量公报》指出:“胶州湾北部近岸海域无机氮和磷酸盐污染超过四类海水水质标准” [15] ;再如:赵三军(2004)指出:“异养细菌生物量与水体硝酸盐浓度的相关性在黄海可达0.78” [7]。
污水中的营养盐和菌类污染过程中产生的大量营养盐,这些营养盐溶入水,其中的一部分在海浪、潮汐的作用下被交换到海洋远海。如:王秀林(2004)指出:“主要溶解无机态营养盐,如SiO3-Si、PO4-P 和NO3-N的平面分布整体上呈沿岸海域浓度高、外海浓度低的趋势” [16];再如:胶州湾西北部为菌类污染区,其产生的营养盐沿S型的洋流通道经青岛海域进入黄海,《2007山东省海洋环境质量公报》指出:“青岛近海局部海域的无机氮超出四类水质标准” [17],而2008年6月发生的青岛绿藻灾害:在胶州湾到黄海的S型洋流通道上,绿藻呈S型带状分布,请阅图5。
图5、绿藻整体主要呈S型分布[18],
密度较大的营养盐在海水交换过程中运动缓慢、会逐渐沉淀,如:王秀林(2004)指出:“夏季SiO3-Si 和PO4-P 平均浓度垂直变化规律基本相同,由表层、中层到底层逐渐增大,”[16]。这样海洋远海的整体水质表现为:污染物以无机氮为主,大洋远海水质最为清洁,具备了藻类污染爆发的基本条件;在适宜的海水温度、充足的日光条件下就会发生藻类污染,这就是绿潮、赤潮等藻类污染往往先在远海形成,逐渐大面积爆发的原因。请阅图6:2009年6月黄海绿藻由远海向近海发展、且面积越来越大,因为近海中的无机氮的浓度要大于远海。图4显示:2009年黄海绿藻主要沿较清洁的海域生长。
图6:2009年6月25日黄海绿藻分布图[19]
当然,爆发哪种海洋藻类灾害与海水温度、营养盐的浓度、藻类的竞争能力等多种因素有关;如:Fong等人实验发现:低营养盐浓度下,浮游微藻为优势竞争者;高营养盐浓度下,附着性大型海藻及片状蓝藻为优势竞争者[3] [4];随着城市化的进程,人类排入海洋的污水越来越多,水体的营养盐的浓度越来越大,而海洋中的藻类灾害也在经历着由微藻灾害(如赤潮)向以大型藻类灾害(如绿潮)的转变。
[参考文献] (References)
[1]施成熙,汪宪.中国湖泊概论[M].北京:科学出版社, 1989 , ISBN 7030007662, P120.
[2]杨东方,李宏,张越美.浅析浮游植物生长的营养盐限制及其判断方法[J]. 海洋科学,2000,24(12):47-50
[3]南春容,董双林.大型海藻与海洋微藻间竞争研究进展[J].海洋科学,2004,28(11):64-66.
[4] Fong P,Zedler J B,Donohoe RM.《Nitorgen Versus Phospborous Limitation of Algal Bromass in Shallow Coastal 1agoons》[J].《Liminol Oceanogr》,1993, 38:906—923.
[5]贺锋、吴振斌.水生植物在污水处理和改善水质中的应用[J].植物学通报.2003,20(6):641-647.
[6]全为民、沈新强、韩金娣等.长江口及邻近水域富营养化现状及变化趋势的评价与分析[J]. 海洋环境科学,2005,24(3):14-16.
[7]赵三军、肖 天、岳海东.秋季东、黄海异养细菌(Heterotrophic bacteria)的分布特点[J] .海 洋 与 湖 沼,2003,34(3):295-305.
[8] Sogou.奥运城市高清卫星照片[OL]. [2008-06-28]. Http://map.sogou.com/@ywuc,截图时间:2009.12.26.
[9]国家环境保护总局. 城镇污水处理厂污染物排放标准.GB 18918-2002,[2002-12-24]
[10] 闫怡新,刘红,张山立.低强度超声波强化SBR处理生活污水[J].环境科学,2006,28(8):1597-1602
[11] Google.Google Map[OL].Http://maps.google.com/maps?ll=36.022311,120.30955&z=12&t=h&hl=zh-CN, 截图时间2009.12.26.
[12] Sogou.奥运城市高清卫星照片[OL]. [2008-07-28].Http://map.sogou.com/@cwuf,截图时间:2009.12.26.
[13]国家海洋局北海分局.绿潮应急通报,2009年7月2日.
[14] Sogou.奥运城市高清卫星照片[OL]. [2008-06-28].http://map.sogou.com/@7wu3,截图时间:2009.12.26.
[15]山东省海洋与渔业厅.2004年山东省海洋环境公报[Z].2005年8月
[16]王修林,孙霞韩,秀荣祝等.2002 年春、夏季东海赤潮高发区营养盐结构及分布特征的比较[J].海洋与湖沼,2 0 0 4, 35(4):323-331.
[17]山东省海洋与渔业厅.2007年山东省海洋环境公报[Z].2008年2月。
[18] Sogou.奥运城市高清卫星照片[OL]. [2008-06-28].http://map.sogou.com/@swu3,截图时间:2009.12.26.
[19]国家海洋局北海分局.绿潮应急通报,2009年6月26日.
[20] 林肇信等主编 《环境保护概论》 高等教育出版社 北京 1999 p132
[21] 东莞市海洋与渔业局 《2005东莞市海域环境质量公报》:“活性磷酸盐含量呈上升趋势,表明生活污水在近岸海域水体污染中的负荷正逐步增加”。
[22] 青岛市环境保护局 《2004-2008年青岛市环境状况公告》2004-2008(污水处理数据来源)。
[23] [24] [25] 数据来源:青岛市科技局海洋科技处。
[26] 孟登科《浒苔明年还会来》南方周末 2008-07-10 A01版
[27] 山东省气侯中心.山东省生态环境监测信息,2008.07.28 第59期
[28] 中华人民共和国水利部 2005年中国水资源公报 2006-09
[29] 中华人民共和国水利部 2006年中国水资源公报 2007-09
[30] 长江水利委员会 《2006年长江流域及西南诸河水资源公报》2006。
[31] Sogou.奥运城市高清卫星照片[OL]. [2008-07-28].Http://map.sogou.com,截图时间:2009.12.26.
排污入海有什么影响?
排污入海会对海洋环境造成严重的影响。
首先,排污入海会使海洋酸化,这是一个与气候变化同样恶毒的孪生兄弟。核污染水中的放射性物质一旦进入海洋,将扩散到世界的每一个角落,这意味着其他国家和地区也将受到影响。
其次,过度养殖和陆源污染也会加剧海洋生态环境的污染。近海岸的水产品过度养殖,导致海水富营养化严重,赤潮和浒苔频繁发生。同时,由于陆地污染入河汇海,我国典型海洋生态系统健康状况不佳,近海三分之二海域处于亚健康状态。
此外,排污入海还会破坏生态系统和生物多样性,影响渔业和水产养殖业,威胁食品安全。这不仅对自然环境产生破坏,同时也会对人类社会产生深远影响。
因此,我们必须采取措施来防止排污入海,保护海洋生态环境。
怎么区分?
简单说:潮汐是正常的自然现象,海水每天都有涨落。
寒潮是气象灾害,强冷空气过境导致大风、降温。
赤潮是海水营养过剩导致植物疯长的生物灾害,会导致水中的鱼类缺氧死亡。
不知道说的是否明白。
为什么最近北海出现大量死鱼?
据我的了解,北海地区出现大量死鱼可能是由于多种因素所致。以下是可能的原因之一:
1. 缺氧:北海是一个相对浅水的海域,当水中氧气含量降低时,鱼类容易出现缺氧,导致大量死亡。这种情况通常与气温上升、海水污染、湖泊富营养化等问题有关。富营养化会导致水中浮游植物过度繁殖,消耗过多氧气。
2. 水质污染:北海周边地区有许多人类活动,例如农业、工业和城市化,这可能会导致废水和污染物的排放进入海水中。污染物可能包括化学物质、有毒物质和重金属,这些物质可能对鱼类造成不可逆转的损害,导致它们大量死亡。
3. 气候变化:全球气候变化可能影响北海的生态系统。气温升高、海洋酸化和海平面上升等变化可能导致鱼类栖息地受到破坏,鱼类生存条件恶化,从而增加死鱼事件的发生率。
4. 过度捕捞:如果渔民在北海进行过度捕捞,超出了可持续捕捞的范围,将导致鱼类种群减少,可能导致死鱼事件的发生。
需要进一步的科学研究和调查来确定造成北海大量死鱼的确切原因。相应的监测和保护措施也应该得到加强,以维护北海生态系统的健康和鱼类资源的可持续利用。
东南沿海城市多发什么型洪涝灾害?
东南沿海城市受气候地理条件和社会经济因素的影响,我国的洪涝灾害具有范围广、发生频繁、突发性强、损失大的特点。 范围广。除沙漠、极端干旱地区和高寒地区外,我国大约2/3的国土面积都存在着不同程度和不同类型的洪涝灾害。年降水量较多且60一80%集中在汛期6至9月的东部地区,常常发生暴雨洪水;占国土面积70%的山地、丘陵和高原地区常因暴雨发生山洪、泥石流;沿海省、自治区、直辖市每年都有部分地区遭受风暴潮引起的洪水的袭击;我国北方的黄河、松花江等河流有时还会因冰凌引起洪水;新疆、青海、西藏等地日寸有融雪洪水发生;水库垮坝和人为扒堤决口造成的洪水也时有发生。