藻类与水

提起藻类，人们就会想到云南滇池和安徽巢湖等湖泊多年来发生的严重水华现象，特别是去年在太湖也爆发了大规模的蓝藻水华，直接造成了太湖周围人民群众的饮水安全问题。今年4月初，蓝藻再次提前现身太湖，在湖的西部和南部均又出现了大面积蓝藻。

　　水华到底是怎么一回事?水华和藻类是什么关系?藻类在自然界(特别是在水体中)有何重要地位?这些都是人们很想了解的。

　　

　　藻类的身世

　　

　　藻类是地球上出现最早、最古老的光合自养生物。现在地球上生存的藻类大约有3万多种，藻类学家根据它们所含光合色素的不同及其他方面的一些差异，将藻类划分为蓝藻、绿藻、硅藻、褐藻、红藻等十几个门类。

　　地球上的藻类不仅数量多，而且分布广泛，但主要存在于各种水体中。其中，生活在淡水中的种类大约占90％左右；生活在海水中的种类大约占10％。淡水中以绿藻、硅藻和蓝藻门的种类最多最常见。在海水中。硅藻的种类和数量有很多，甲藻的数量也不少。褐藻和红藻主要分布在海水中，特别是褐藻在淡水中极少见。

　　

　　水生生态系统之基

　　

　　别看大多数藻类的个体十分微小，它们在水生生态系统中的地位和作用却非常重要。

　　在自然水体中，由植物、动物和微生物这些水生生物及非生物构成了相互依存、相互影响、相互制约的复杂生态系统。藻类和大型水草在这个生态系统中处于初级生产者的地位。以藻类而言，它们能通过光合作用把CO₂和水合成为有机物，用来建造自身有机体和繁殖后代，同时放出氧气，供其他水生生物呼吸之用。它们的生长繁衍还为各种动物的生存提供了食物来源。根据水生生态系统中各类生物间的食物链和能量转换关系，可以绘制成一个金字塔，藻类就是这个塔的基础。

　　从能量的转换率来看，下一级转换到上一级的转换率大约为10％。如果水体中没有藻类，其后果不仅仅是造成生态系统循环的破坏，而且其他生物将因为缺乏氧气和食物，而窒息和饿死。同时，藻类也是水体中碳、氮、氢、磷、钙、镁、铁等物质循环中不可缺少的重要环节。因此，在水生生态系统中，藻类是绝对不可缺少的。甚至可以不夸张地说，如果水体中缺少了藻类，水生生态系统就不能正常运转，其他的水生生物最终也将无法生存。

　　

　　水环境的净化器

　　

　　虽然人们将水华问题归罪于藻类。其实，这是个大误会。藻类原本是水体的净化者之一，尽管其净化功能的真正实现需要整个水生生态系统的联合作用。

　　由于藻类在生长发育过程中直接从水体中吸收氮、磷等营养物质，这就直接减少了溶解在水体中的大量营养元素，这一过程即起到了净化水质的作用。但它们只是把水体中的营养物质转移到藻体中，并没有把这些营养物质从水中去除。当它们被一些鱼类(如鲢鱼、鳙鱼等)所吃，或被浮游动物吃掉后，这些营养物质就转化到鱼体或浮游动物体内了。当浮游动物和这些植食性鱼类被某些肉食性的鱼类吃掉后，营养物质也随之进行了转移。如果这些鱼类被人们捕捞上来，意味着被转化的营养物质最终被从水体中去除了。通过这个过程，水质就得到了真正意义上的净化。由此可知，藻类也是自然水体中水质净化大军的重要成员。

　　正是根据这个道理，有关部门通过在一些受污染的水体中，人工放养一定数量的食浮游生物的鱼类(如鲢、鳙鱼等)来净化水质，并收到了很好的效果。其实，应用藻类来净化水质已有多年的历史，在国内外都有建立藻类氧化塘来处理污水的报道。目前，还有研究者应用大型海藻来净化和改善养殖海水的水质，如中国科学院海洋研究所近年来培育出一种生长快速的江蓠属植物龙须菜新品系，将它在筏上与牡蛎混养，它们在每千米苗绳上的生物量高达4230千克，相当于14.69千克/平方米。其生物量中所含的碳占其鲜重的2.5％，氮含量占鲜重的0.25％，放出的氧气占藻体鲜重的3.396。如果以每公顷产50千克鲜龙须菜计，就等于固定了1250千克碳，125千克氮，同时放出3333千克氧气。足见该藻对于养殖海水的净化作用有多大。

　　不过，我们也应该知道，藻类对于水质的净化功能是有限的，水体中的营养物质如果过多，污染太严重，超出了生物链转移功能的限度，如在严重污染的滇池、太湖和巢湖等水体中，藻类和其他生物的净化作用也就难以奏效了。

　　

　　水环境的监测者

　　

　　地球上的水体在水质上差异很大，有的所含营养物质很少，被称为贫营养，有的为富营养；有的水质偏酸性，有的偏碱性；有的是淡水，有的为咸水。在这些不同水体中生活的藻类也是不同的，一定的藻类只能在相应水质的水体中生活，这是它们经过长期适应的结果。据此，国内外的科研人员通过多年的实际调查测定，把不同类型水体中生活的典型代表藻类进行了归类排序。如生活在清洁水体或贫营养中的典型代表藻类有金藻门的鱼鳞藻、金颗藻等，硅藻门的平板藻等：中营养水体的代表种类如绿藻门的集星藻、刚毛藻、球囊藻等；硅藻门的膨大桥弯藻、钝脆杆藻等；富营养水体中典型的代表种类有蓝藻门的微囊藻、鱼腥藻等，裸藻门的血红裸藻、绿色裸藻等，硅藻门的颗粒直链藻、菱形藻等，绿藻门的衣藻、小球藻、新月藻等，隐藻门的隐藻等。此外，还有耐酸的指示藻类如易变裸藻、喜酸衣藻等，耐重金属铬的如梭形裸藻、绿裸藻等。

　　我们只要定量采集和分析任一水体中的藻类，特别是占优势的藻类，与已经被整理归类的资料进行比对分析，即可初步判断该水体的水质状况。同样，如果是同一个水体受到了污染，水质的改变就会引起水体中藻类的种类和数量的变化。通过调查研究水体被污染前后藻类的种类和数量的变化，就可以对该水体的污染情况做出分析评价。

　　目前，用藻类对水质及其变化进行评价已经是国内外普遍采用的基本方法之一。

　　

　　水华与赤潮

　　

　　尽管藻类在自然界中的地位非常重要，但藻类也给我们带来了不少麻烦。近几年，大家非常关注的太湖、巢湖和滇池等水体中的水华现象，以及我国近海区发生的大面积赤潮现象就都和藻类有着密切的关系。

　　水华和赤潮是指在淡水或海水中某些藻类发生爆发性的繁殖，使水体呈现出不同的颜色和在水表面形成藻的漂浮物的现象。在淡水中叫做水华，在海水中则称为赤潮。水华和赤潮都有不同的颜色，如绿色、茶褐色、红色等，主要取决于形成这一现象的藻类的具体种类，因为不同的藻类所含的光合色素是不同的。其中最常见的水华是由蓝藻门中的微囊藻、鱼腥藻、束丝藻等形成的绿色或蓝绿色水华，如引发滇池、太湖和巢湖的水华即是此类。形成赤潮的藻类大约有几十种，其中最常见的是由夜光藻等甲藻类形成的红褐色赤潮。

　　作为水环境的一种生态灾害，水华和赤潮发生的根本原因是水体受到污染后达到了富营养化状态。此时，水体中大多数不耐高营养物质污染的藻类大量减少和死亡，而另一些能够适应此类环境和喜污的藻类则在适当的温度、光照等条件下大量、甚至爆发性繁殖，最终导致水华或赤潮的发生。滇池、太湖和巢湖的水华，以及我国和世界其他海区的赤潮，无一不是如此形成的。

　　水华和赤潮一旦发生，还会进一步加剧水体的污染程度，造成水生态系统的破坏和生物多样性减少，带来了更加严重的危害：

　　首先是造成水体缺氧。水中的藻类数量巨大，虽然它们在白天阳光照射时通过光合作用放出氧气，但在夜间则通过呼吸过程消耗掉水中溶解的氧气，特别是微生物在分解大量死亡的藻体和水体中有机物时，消耗的溶解氧更多。这就使得水体严重缺氧，并直接导致水中的鱼类、虾类和其他水生生物的窒息死亡。而且由于藻类的数量很多，会堵塞鱼鳃，造成鱼类呼吸不畅，严重时也能使鱼类死亡。

　　其次，有些水华藻类可以产生毒素，如铜绿微囊藻等可以产生对肝脏有损害的微囊藻毒素，对鱼虾等水生动物造成毒害。如果这些含有毒素的水生动物被人们食用，也会使人中毒，严重危害人体健康。人、畜喝了有藻毒素的水有可能导致肝病的发生，甚至使人罹患肝癌。

　　再者，形成水华、赤潮的藻类常有霉腐味、鱼腥味等异味，会造成人体的不适和不快。漂浮在水面上的藻类会对水体景观造成破坏，使水体失去观赏价值，破坏了旅游资源。

　　此外，由于大量的水华藻类漂浮在水面上，遮盖了阳光的透入，水中的沉水植物会因为得不到需要的光照而死亡。

　　藻类水华还会影响自来水的质量，加大和提高自来水厂的生产成本，减少自来水的生产量，甚至造成水厂停产。这不仅直接给水厂带来重大的经济损失，而且还威胁到人民群众的饮水安全，造成严重的饮水危机。去年，我国巢湖和太湖发生的严重水华就是这种后果的例证。

　　而据专家们预测，在未来的5～10年，我国水体中蓝藻水华及其毒素污染总体上有加剧的趋势，制定、实施防治规划，开发出高效、廉价的控制技术迫在眉睫。

　　目前，为控制太湖水华的发展，有关部门正用清洁水来冲换湖中被污染的水，这种做法尽管可以在短时间内起作用，但并不能从根本上解决水华问题。解决水华问题最有效的办法只有一个，那就是彻底治污。