藍藻水華的危害及防治措施

摘 要：藍藻水華是全球水生態(tài)系統(tǒng)面臨的一個日益嚴(yán)峻的問題，其通常由水體富營養(yǎng)化、環(huán)境變化等引起，已成為全球湖泊、水庫和河流中普遍存在的現(xiàn)象。藍藻水華的危害極大，不僅會影響水生植物的光合作用，降低水體中的溶解氧，造成水生植物、水生動物大量死亡，破壞水生態(tài)系統(tǒng)，還會嚴(yán)重影響水質(zhì)，其產(chǎn)生的毒素威脅到飲用水安全和公眾健康。主要論述了藍藻水華的形成機制、危害及其對水生動物的直接和間接影響，并提出相應(yīng)的治理措施，以期為水生態(tài)環(huán)境保護和管理提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：藍藻水華；微囊藻毒素；危害；水生動物

中圖分類號：X52" 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-7909（2025）2-147-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2025.02.029

0 引言

藍藻水華是由藍藻的過度繁殖引發(fā)的水體現(xiàn)象，通常伴隨著水質(zhì)惡化、溶解氧耗盡和生態(tài)系統(tǒng)失衡。在全球氣候變化和人類活動影響下，藍藻水華的發(fā)生頻率和規(guī)模逐年增加，特別是在湖泊、水庫及河流區(qū)域［1］。藍藻水華的危害極大，不僅會影響水生植物的光合作用，降低水體中的溶解氧，造成水生植物、水生動物大量死亡，破壞水生態(tài)系統(tǒng)，其產(chǎn)生的大量毒素還會威脅到日常飲用水安全和公眾健康。因此，研究藍藻水華的發(fā)生機制及對水生動物的影響，已成為生態(tài)學(xué)和環(huán)境保護領(lǐng)域普遍關(guān)注的問題。

1 藍藻水華的形成機制與危害

1.1 藍藻水華的形成機制

藍藻水華的形成是多種因素共同作用的結(jié)果，主要包括環(huán)境條件、營養(yǎng)元素供應(yīng)及水體特征等［2］。首先，氮、磷等營養(yǎng)元素的過量輸入是藍藻水華形成的根本條件。磷和氮是藍藻生長的關(guān)鍵營養(yǎng)元素，其中磷被認(rèn)為是影響藍藻繁殖的重要因子。當(dāng)含有大量的氮、磷化合物的農(nóng)業(yè)退水徑流、工業(yè)廢水和生活污水排入水體后，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，為藍藻的大量繁殖提供充足的養(yǎng)分［3］。其次，水溫和光照條件也是影響藍藻水華形成的重要環(huán)境因素［4］。適宜的水溫通常能夠促進藍藻快速生長，而光照強度則直接影響藍藻的光合作用效率和競爭能力。溫暖且陽光充足的環(huán)境為藍藻的生長提供了得天獨厚的條件，使得藍藻能夠迅速繁殖并占據(jù)生態(tài)優(yōu)勢，最終導(dǎo)致水華的發(fā)生。最后，靜水環(huán)境是藍藻水華形成的另一重要條件。在流速較慢或封閉性較強的水體，如湖泊、水庫、緩流河段等，往往具有較為穩(wěn)定的水環(huán)境。在這種環(huán)境條件下，水體中的營養(yǎng)物質(zhì)容易積累，為藍藻的大量繁殖提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。同時，由于水體流動性差，藍藻能夠更容易地聚集在一起，形成密集的藻群，進而發(fā)展成水華。而在流速較快的水體中，水流的沖刷作用會抑制藍藻的聚集和增殖。

1.2 藍藻水華的危害

首先，藍藻水華會破壞水生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。藍藻在繁殖過程中會消耗水體中大量的溶解氧，尤其是水華消退后，藻類死亡分解會進一步加劇耗氧現(xiàn)象，導(dǎo)致水中溶解氧濃度降低，形成缺氧甚至厭氧環(huán)境［5］，這會導(dǎo)致魚類、蝦類等水生生物因缺氧而大量死亡，從而破壞水體生物多樣性。其次，藍藻水華會釋放有害物質(zhì)，如微囊藻毒素和神經(jīng)毒素等［6］，對人類、動物的健康均構(gòu)成威脅。當(dāng)人們飲用這些被污染的水，可能會引發(fā)肝損傷、神經(jīng)系統(tǒng)疾病。此外，藍藻水華產(chǎn)生的腐敗氣味會嚴(yán)重影響周邊居民的生活質(zhì)量。最后，藍藻水華會導(dǎo)致漁業(yè)、旅游業(yè)和飲用水供應(yīng)受到嚴(yán)重影響。對于漁業(yè)而言，藍藻水華的暴發(fā)會破壞水域生態(tài)平衡，影響魚類的生存和繁殖；旅游景區(qū)藍藻水華暴發(fā)時，水體變色并散發(fā)出難聞的氣味，會嚴(yán)重影響景區(qū)水體的景觀價值；同時，飲用水水源發(fā)生藍藻水華也將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此，為了確保飲用水安全，降低水處理的成本和難度，相關(guān)部門需要加強對水源地的監(jiān)測和治理。藍藻水華的頻發(fā)與人類活動密切相關(guān)，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過量施用化肥、生活污水直接排放等。整體而言，減輕藍藻水華的危害，需要采取綜合治理措施，包括控制污染源、減少營養(yǎng)物質(zhì)流入水體、增加水體流動性及引入生態(tài)修復(fù)技術(shù)，從根本上恢復(fù)水體生態(tài)平衡［7］。

2 藍藻水華對水生動物的影響

2.1 直接毒性作用

藍藻水華對水生動物具有顯著的直接毒性作用，主要通過藍藻毒素的釋放、溶解氧的消耗和水質(zhì)的惡化等機制對水生生物造成傷害［8］。藍藻能夠在其生長環(huán)境內(nèi)釋放多種毒素，包括微囊藻毒素（MCs）、神經(jīng)毒素和肝毒素等，這些毒素伴隨著藍藻生長、繁殖或死亡分解過程逐漸釋放到水體中。水生動物通過攝食含有毒素的藍藻、吸收被其污染的水或與毒素直接接觸，而中毒甚至死亡［9］。例如，在藍藻釋放的毒素中，微囊藻毒素主要作用于水生動物的肝臟，導(dǎo)致其肝細胞損傷；而神經(jīng)毒素通過干擾水生動物的神經(jīng)信號傳導(dǎo)，引發(fā)運動障礙或?qū)е潞粑ソ?。藍藻水華現(xiàn)象發(fā)生時，藍藻覆蓋水體表面，阻礙陽光進入水體，抑制水生植物和浮游生物的光合作用，進而導(dǎo)致水中溶解氧迅速下降，尤其是在藍藻死亡后分解過程中耗氧更加劇烈，形成缺氧甚至形成厭氧環(huán)境。溶解氧的急劇減少會導(dǎo)致魚類、蝦類等水生動物因窒息而死亡［10］。此外，藍藻水華的暴發(fā)還會改變水體的化學(xué)環(huán)境。藍藻死亡后會分解釋放大量有毒物質(zhì)，包括氨氮、亞硝酸鹽及有機物等，導(dǎo)致水質(zhì)惡化、水體毒性增加，會削弱水生動物的繁殖能力，影響其生長和發(fā)育?，對水生動物的生存構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2.2 間接生態(tài)影響

藍藻水華對水生動物的間接生態(tài)影響主要體現(xiàn)在改變水生動物的棲息環(huán)境、擾亂食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能及降低水體質(zhì)量等，對水生生物的生存造成嚴(yán)重影響，進而破壞生態(tài)平衡。首先，藍藻水華會顯著改變水體的物理和化學(xué)環(huán)境，對水生動物的棲息環(huán)境產(chǎn)生負面影響。藍藻水華暴發(fā)時，藻類聚集在水面，形成濃密的“藻毯”，遮擋陽光進入水體深層，嚴(yán)重抑制水下植物和藻類的光合作用，導(dǎo)致水中溶解氧濃度降低，尤其在夜間藍藻水華消退后分解過程中，會進一步加劇形成缺氧或厭氧條件，迫使水生動物遷移甚至死亡［11］。其次，藍藻水華會擾亂食物網(wǎng)。藍藻的暴發(fā)會抑制其他浮游植物的生長，導(dǎo)致浮游植物群落結(jié)構(gòu)單一化，從而減少浮游動物的食物來源。由于較多濾食性水生動物難以將藍藻作為其食物來源，藍藻的細胞壁堅硬且營養(yǎng)價值低；同時，藍藻毒素可以通過生物富集作用沿食物鏈傳遞，對更高營養(yǎng)級的水生動物乃至人類健康都構(gòu)成了嚴(yán)重威脅［12］。最后，藍藻水華會降低水體質(zhì)量，會釋放大量有機物質(zhì)和有毒物質(zhì)，如氨氮、亞硝酸鹽及微囊藻毒素等?，不僅導(dǎo)致水體渾濁，還增加了水體化學(xué)毒性，嚴(yán)重惡化了水生生物的生存環(huán)境，削弱水生動物的免疫能力和繁殖成功率，導(dǎo)致其種群數(shù)量下降。

3 藍藻水華的治理措施

3.1 預(yù)防藍藻水華的發(fā)生

預(yù)防藍藻水華的發(fā)生需要從水體污染治理、生態(tài)修復(fù)和水資源管理等多方面綜合施策，以減少藍藻生長條件，恢復(fù)水體生態(tài)平衡［13］。一是要控制水體營養(yǎng)負荷。藍藻水華現(xiàn)象的發(fā)生主要與水體富營養(yǎng)化密切相關(guān)，尤其是氮、磷等營養(yǎng)元素。因此，要從源頭上控制農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活污水的排放，如避免肥料的過量使用、推廣使用環(huán)保型無磷洗滌用品等。此外，通過在水體納水緩沖地帶種植蘆葦、香蒲等水生植物，利用水生植物的生物吸附、生物降解和生物轉(zhuǎn)化作用，去除水體中的有害物質(zhì)，包括過剩的營養(yǎng)物質(zhì)（如氮、磷等）。二是要改善水體流動性，通過增加水體的流動性來有效抑制藍藻的過度繁殖［14］。例如，通過建造水泵或疏浚河道，增強水體的流動性和交換效率；在湖泊和水庫中建立人工增氧系統(tǒng)，提高水體的溶解氧含量水平，抑制藍藻生長。三是要加強監(jiān)測和公眾參與。建立水體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實時監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)和藍藻濃度，一旦發(fā)現(xiàn)藍藻水華的風(fēng)險跡象應(yīng)迅速啟動應(yīng)急措施。此外，通過科普宣傳提高公眾環(huán)保意識，減少廢水排放，同時積極保護水體生態(tài)系統(tǒng)，為預(yù)防藍藻水華發(fā)生提供長期支持。四是要綜合管理和政策支持。預(yù)防藍藻水華需要政府、科研機構(gòu)、企業(yè)和公眾的共同努力。政府應(yīng)制定嚴(yán)格的環(huán)保政策，推動清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，加大對水環(huán)境治理的投資力度；科研機構(gòu)應(yīng)積極開發(fā)更高效、環(huán)保的藍藻治理技術(shù)；企業(yè)在生產(chǎn)活動中應(yīng)切實履行社會責(zé)任，采取有效措施減少對水體的污染。

3.2 藍藻水華的防治

當(dāng)藍藻水華暴發(fā)時，采用物理方法（如打撈和清除藍藻群體）和化學(xué)方法（如使用鋁鹽或硫酸銅）等策略來抑制藍藻生長，但這兩種方法均較適用于短期的應(yīng)急處理，長期使用需綜合考慮其局限性和潛在風(fēng)險。在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合水體的具體情況、藍藻水華暴發(fā)的規(guī)模和程度及處理成本等因素，選擇最合適的處理方法，并注重長期的環(huán)境保護和生態(tài)修復(fù)工作。目前，生物治理是一種具有潛力的藍藻控制策略，通過調(diào)節(jié)水體生態(tài)環(huán)境和利用生物間的相互作用來抑制藍藻的繁殖，其具有對環(huán)境影響小、效果持久等優(yōu)點。其中，生態(tài)修復(fù)是恢復(fù)水體健康的重要手段［15］，可通過投放濾食性魚類（如鰱魚、鳙魚）和底棲動物（銅銹環(huán)棱螺）來調(diào)節(jié)水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而抑制藍藻的過度繁殖［16］；通過恢復(fù)和保護水生植被來增強水體自凈能力，為水生動物提供更好的棲息環(huán)境。生態(tài)修復(fù)不僅可以改善水質(zhì)指標(biāo)，還可以重建生物群落，提高水體的自我凈化能力，從而形成一個更加穩(wěn)定、健康的生態(tài)系統(tǒng)。為了更加有效應(yīng)對藍藻水華風(fēng)險，還應(yīng)加強監(jiān)測與預(yù)警體系建設(shè)，利用實時監(jiān)測水體營養(yǎng)鹽水平和藻類變化情況的現(xiàn)代技術(shù)手段。一旦發(fā)現(xiàn)藍藻水華風(fēng)險，應(yīng)迅速采取應(yīng)急措施［17］，有效降低藍藻水華發(fā)生風(fēng)險，保護水體生態(tài)的健康和穩(wěn)定。

4 結(jié)束語?

藍藻水華是全球水生態(tài)系統(tǒng)面臨的重大環(huán)境問題，其危害是多方面的，包括影響水體溶解氧、降低生物多樣性、產(chǎn)生藍藻毒素，以及影響水體景觀和空氣質(zhì)量等。因此，為實現(xiàn)藍藻水華的有效控制需要綜合考慮多個方面，包括源頭治理富營養(yǎng)化問題、結(jié)合多種手段綜合治理、加強預(yù)防監(jiān)測與應(yīng)急處理，以及推動多學(xué)科合作和技術(shù)創(chuàng)新，以保障水資源的可持續(xù)利用和水生態(tài)系統(tǒng)安全。

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Cyanobacterial Bloom Hazards and Prevention Strategies

BI Kai PAN Junchi

School of Marine Sciences， Ningbo University， Ningbo 315211， China

Abstract： Cyanobacterial blooms are an escalating threat to global aquatic ecosystems， primarily driven by water eutrophication and environmental changes. These blooms have become a widespread issue in lakes， reservoirs， and rivers across the globe. The detrimental effects of cyanobacterial blooms are diverse： they impair photosynthesis in aquatic plants， deplete dissolved oxygen levels， and lead to large-scale mortality of aquatic flora and fauna， ultimately destabilizing aquatic ecosystems. Moreover， these blooms substantially degrade water quality， with the toxins they release presenting significant risks to drinking water safety and public health. This study investigates the mechanisms behind cyanobacterial bloom formation， their ecological impacts， and both their direct and indirect effects on aquatic organisms. Additionally， it suggests appropriate management strategies to mitigate these detrimental effects. By offering a scientific foundation for the protection and management of aquatic ecosystems， this research seeks to facilitate more effective conservation efforts and enhance water resource management practices.

Key words： cyanobacterial bloom; microcystins; hazard; aquatic animals