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【科普】有害藻华及藻类监测

发布人:rxzhang 来源: 发布时间:2022-08-25 10:42:32

藻类对地球上的生命和商业水产养殖至关重要。大约 5,000 种微藻构成了水生食物链的基础,有助于控制大气中的 CO 2水平,并产生世界上大约一半的氧气。但是其中大约 250 种是可以产生强效毒素或通过其纯粹的生物量造成伤害的物种。


什么是有害藻华?

有害藻华是藻类在水中的过度生长。有些会在淡水或海水中产生危险的毒素,但即使是无毒的水华也会损害环境和当地经济。联合国教科文组织将有害藻类事件定义为“人类、动物或其他生物受到藻类负面影响的任何事件”,包括:产生极其危险的毒素、在水环境中形成死区、提高饮用水的处理成本、损害依赖清洁水的工业。

随着全球变暖和人类活动进入海洋环境,有害藻华 (HAB)的发生率可能正在上升。它们不仅影响人类和海洋生态系统的健康,而且影响当地和区域经济的“健康”。举个特别的例子,商业水产养殖业,藻类大量繁殖降低了鱼类和其他水生生物寻找食物的能力,使鱼类种群枯竭。这是因为这些藻类水华不仅产生对鱼类和其他动物有害的毒素,而且通过消耗氧气,有害的藻类水华减少了水中的溶氧,而溶氧是鱼类生活的可持续性。此外,藻类水华还会阻挡阳光并堵塞鱼鳃。

在美国记录超过166个死区,影响了切萨皮克湾和墨西哥湾等水体。

在非洲截至 2022 年 3 月 1 日,赤潮已导致约 500 吨西海岸龙虾受影响。

2016年智利鲑鱼死亡事件造成创纪录的8亿美元损失,造成重大社会动荡。2022年,智利通过了一项新法律,强制养鱼者从海床中清除无机废物并修复有机废物的影响,该法律将于2024年生效。

过去30年来,中国沿海水域有害藻华频繁发生造成大量鱼类和贝类死亡,并对旅游业造成了严重的负面影响,造成了超过59亿元(约8.7亿美元)的经济损失。藻华的影响并没有就此结束。在被小鱼和贝类食用后,毒素会沿着食物链向上移动,并可能影响鸟类和水獭等大型野生动物,或者像内陆池塘、溪流和河流一样,影响游泳的水质和人们的宠物。2017年报道多名福建群众食用赤潮污染的水产品中毒,2020年法国一养殖户吸入大型藻华产生的有毒气体后死亡。由于一些藻可以形成较大的具有黏性的囊体(如球形棕囊藻)能够堵塞核电冷源系统, 近年来赤潮又成为威胁近海核电冷源安全的新隐患。


对有害藻华可以做些什么?

减少死区,控制有害藻华的关键是从源头解决它们。目前的解决方案包括:减少肥料的使用并调整施肥时间,以限制农田多余养分的流失;控制动物粪便以防止进入水道;监测化粪池系统和污水处理设施,以减少营养物质向地表水和地下水的排放;谨慎的工业实践,例如限制生产设施中营养物质、有机物和化学品的排放。这些解决方案需要联邦或国家立法和计划来实施,并将显着减少对脆弱水体的氮和磷输入。这种方法已成功用于五大湖从富营养化中恢复。但所有这些解决方案都从监测藻类开始。


藻华监测

目前,根据地点和监管机构,只需每1~2周需要一次水样来评估水中有毒藻类的水平,但对于水产养殖业来说,这还不够。例如使用卫星数据进行遥感,以预警藻类大量繁殖的发生。藻华的早期预警对至关重要,因为它使能够采用管理措施来最大限度地减少藻华的影响。例如,如果怀疑出现水华,操作员可以增加养殖场的通风以帮助避免窒息,或者可以停止喂食,让鱼在水体中“定居”得更远,并尽量减少与水面藻类的接触。

尽管这些举措有助于早期发现藻华和识别有毒物种,但它们有局限性。每周采样对藻类种群的每日变化了解甚少,并且通过此例程可能会错过藻类繁殖。此外,卫星测量依赖于晴朗的天空,测量可能是间歇性的。持续的原位藻类监测对于了解养殖场所的昼夜、季节和环境变化至关重要。传感器可以放置在关键区域,以持续监控任何传入的水华,使操作员能够采用管理实践来最大程度地降低风险。


Chelsea Technologies 的藻类监测选项
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LabSTAF是世界领先的初级生产力和有害藻华的仪器选择。

水生系统的生物化学和生态学分析
卫星数据验证
促进从中尺度涡流到海洋前沿的测量
气候变化研究和建模
监测藻华发展和群落结构
管理集水区的生态监测
识别和减轻影响流域水质的来源


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广泛的藻类监测和大规模监测计划的低成本解决方案
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