我國許多湖泊、水庫和河流的污染,包括近兩年來藍藻的大面積暴發(fā),近年來我國近海赤潮的頻繁出現(xiàn)以及近日青島等沿海城市滸苔的出現(xiàn),都與有關(guān)水域的污染尤其是無機營養(yǎng)物氮、磷的污染有直接的關(guān)系。我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,是以在工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中高能耗、高資源消耗為代價的。在生產(chǎn)過程中沒有被利用的能源和資源以污水、廢氣和固體廢物的形式排入環(huán)境,造成對水、大氣和土壤環(huán)境的污染。大氣中污染物的沉降和降水流經(jīng)農(nóng)田和城鎮(zhèn)地面的地表徑流,都會將其污染物后進入水體,成為各種形態(tài)的污染物的后匯集之處。
近年來頻繁發(fā)生湖泊、水庫、河流等淡水水體的藍藻暴發(fā),以及硅藻、金藻和黃群藻的水華;后者跟前者不同,一般在初春、晚秋或初冬時低溫、低光照和低營養(yǎng)鹽濃度的條件下便可發(fā)生。還有近海海域的赤潮暴發(fā),都與其富營養(yǎng)化,亦即水體中的氮、磷等無機營養(yǎng)鹽濃度過高有直接的關(guān)系;它們是由點污染源和非點污染源而進入水體的。過去很長時間直到如今,對于水體富營養(yǎng)化的來源,著重于點污染源控制和治理,而忽視非點污染源(或稱面污染源)的控制與治理。實際上后者進入水體的氮、磷等營養(yǎng)物并不比前者少。例如,南水北調(diào)東線工程的水力樞紐-山東省南四湖流域,經(jīng)調(diào)查確定,其點污染源與面污染源的cod負荷比例為85:15,而氮、磷負荷比則為51:49(大致為1:1)。我國農(nóng)田依靠施用大量甚至過量的化肥來獲得高產(chǎn),而實際上農(nóng)作物真正吸收的化肥只占其中的一小部分,致使施用的大部分化肥隨降水徑流而流失,并后進入水體。因此,一些水網(wǎng)地帶河流中的氨氮高達10mg/l,總磷則超過1mg/l。可見,我國農(nóng)田地表徑流攜帶到水體的氮、磷的現(xiàn)象是普遍的。
近海海域的赤潮暴發(fā)主要起源于陸源的營養(yǎng)物質(zhì)污染。隨著現(xiàn)代化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,沿海地區(qū)人口的增多,大量工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)田降水徑流排入海洋,其中相當(dāng)一部分未經(jīng)處理就直接排入海洋,導(dǎo)致近海和海灣富營養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重。同時,由于沿海開發(fā)程度的增高和海水養(yǎng)殖業(yè)的擴大,也帶來了海洋生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)自身污染問題;海運業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致外來有害赤潮種類的引入;氣候的變化也導(dǎo)致了赤潮的頻繁發(fā)生。
藍藻暴發(fā)與危害藍藻是藻類生物,又叫藍綠藻;藍藻是早的光合放氧生物,對地球表面從無氧的大氣環(huán)境變?yōu)橛醒醐h(huán)境起了巨大的作用。有不少藍藻(如魚腥藻)可以直接固定大氣中的氮(因含有固氮酶),以提高土壤肥力,使作物增產(chǎn)。還有的藍藻為人們的食品,如著名的發(fā)菜和普通念珠藻(地木耳)、螺旋藻等。
在一些富營養(yǎng)化的水體中,有些藍藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一層藍綠色而有腥臭味的浮沫,稱為“水華”。大規(guī)模的藍藻爆發(fā),被稱為“綠潮”,跟海洋發(fā)生的赤潮對應(yīng)。綠潮引起水質(zhì)惡化,嚴(yán)重時耗盡水中氧氣而造成魚類的死亡;更為嚴(yán)重的是,藍藻中有些種類(如微囊藻)還會產(chǎn)生毒素(簡稱mc),大約50%的綠潮中含有大量mc。mc除了直接對魚類、人畜產(chǎn)生毒害之外,也是肝癌的重要誘因。mc耐熱,不易被沸水分解。因此,必須對藍藻污染的飲用水源進行防護,防止藍藻入侵飲用水源保護區(qū);一旦飲用水源被藍藻污染,必須對污染水進行特殊的凈化,如投加粉末活性炭進行混懸吸附,或者建造粒狀活性炭濾池,對藍藻分泌物(包括惡臭物質(zhì)和有毒害物質(zhì))予以過濾吸附去除。此外,鰱魚(白鰱和花鰱)是藍藻等藻類的天敵,可以通過投放此類魚苗來治理藻類,防止藻類爆發(fā)。
藍藻爆發(fā)成因為富營養(yǎng)化。過量的養(yǎng)分主要來自于以下來源:農(nóng)田地表徑流造成的化肥流失,化肥是很多富營養(yǎng)化水域的主要營養(yǎng)物來源,例如,密西西比河流域,67%的氮流入水體,隨之流入墨西哥灣;波羅的海和太湖中超過50%的氮也來自農(nóng)田徑流的化肥流失, 生活污水,包括人類的生活污水和含磷洗滌劑和清潔劑等,畜禽養(yǎng)殖,畜禽的糞便含有大量營養(yǎng)物如氮和磷,這些元素都能導(dǎo)致富營養(yǎng)化,工業(yè)污染,包括化肥廠廢水排放。
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。研究發(fā)現(xiàn),一周內(nèi)水溫突然升高2℃ 以上是赤潮發(fā)生的先兆。海水的化學(xué)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(nèi)均有發(fā)生赤潮的可能;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。由于徑流、涌升流、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。這些硅藻繁殖過盛,特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。這些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。在赤潮發(fā)生時,水域多為干旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風(fēng)力較弱,或者潮流緩慢等水域環(huán)境。