赤潮防治的研究进展

赤潮防治的研究进展摘要：本文解释并分析了赤潮发生的概况、机理及其危害，综述了国内外赤潮的防治方法和研究进展，对 以后赤潮的防治和治理进行了展望。关键词：赤潮；发生概况；防治方法有害赤潮肆虐于我国和世界各国沿海，是国际社会共同关注的重大海洋环境问题和生态灾害1。近年来我国沿海富营养化日趋严重，赤潮爆发的频率也越来越高，地区越来越广，对我国海域生态环境、经济 发展造成了严重的破坏，特别是有毒赤潮直接威胁到人类的健康。赤潮的危害性促使人们对赤潮进行深入 研究，对赤潮防治的研究也显得越来越重要。1 .赤潮及其危害1.1 赤潮概况和发展趋势赤潮（red tide or algal blooms）是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物、细菌爆发 性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象2,又称有害藻类水华（HABs）。赤潮并非都是红色，它实际上是这类生态现象的统称。水体的颜色根据发生原因、种类和数量的不同，会呈现红色或砖红色、 绿色、黄色等。但某些赤潮生物（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引发的赤潮有时并不引起海水呈现任何 特别的颜色。赤潮的形成主要经历以下4个阶段：赤潮藻类抱子的存在 一一一定的物理、化学条件下开始分裂繁殖一一大量的爆发性增殖形成赤潮 一一形成配子、产生抱子。从环境学和系统学角度来看，赤潮发生是外部不良环境因素积累的结果。当不良环境因素累积到某一 临界点时，海洋生态系统的平衡状态遭到破坏，浮游生物爆发性增殖，从而导致灾害发生；从生态学和管 理学角度来看，赤潮现象的发生与人们行为方式不当所造成的环境恶化及赤潮防治工作所执行的相关环境 保护政策密切相关3。1990年联合国已将赤潮列为世界三大近海污染问题之一。我国在20世纪90年代以前，沿海海域的赤潮发生频率较低，大规模赤潮发频率平均为每年10次左右。进入90年代以后，赤潮进入了爆发性阶段，每年大规模赤潮爆发次数超过20起4。据统计，01、02年我国海域共记录到赤潮分别为77次和79次；03年发生大规模赤潮灾害119次，达到历史最高值；04年以后，每年大规模赤潮的爆发数均超过八十 次，大面积赤潮集中发生在长江口及浙江、福建近海海域；2003年仅福建近海海域就发生 29起。目前，我国仍处于赤潮灾害的高发阶段。赤潮频发给我国沿海造成了严重的生态、资源、环境问题，也给经济带来了重大损失，例如2005年发生在我国浙江海域的达上万平方公里的米氏凯藻赤潮，造成舟山地区养殖业直接经济损失超过2000万元；2007年中国海洋环境质量公报指出因赤潮造成的直接经济损失逾600万元。另外还有些赤潮生物能产生毒素，经贝类或鱼类摄食累积后危害食用者的健康和生命。调查表明麻痹 性贝毒和腹泻性贝毒这两类主要的藻毒素污染普遍存在于我国沿海，近年来随着有害赤潮发生范围的不断 扩大，能够形成赤潮的有害藻种类数也在不断增加，甲藻等有害种类已成为我国赤潮的主要原因种。这些现象充分表明了我国赤潮问题的严重性和复杂性5,预示着我国赤潮高发区的海洋生态环境已经受到了严重的干扰，生态系统的正常结构和功能已经或正在被改变，而且生态环境一旦失衡恶化，将很难在 短期内恢复。1.2 赤潮发生的机理根据国内外大量监测资料的分析与研究结果，表明赤潮发生必须要求特定的环境条件，其发生主要与水体大气环境及生物环境等有密切关系。张水浸等6认为赤潮发生的主要环境条件可归纳为物理、化学、气象、水文等环境条件。具体可包括：（1）海域水体的富营养化 一一这是赤潮发生的水体物质基础和首要条件。国内外的赤潮研究均把营养盐的变化对赤潮生物生长影响规律作为基本研究内容7。研究表明，河口海域营养盐的大量输入不仅能够引起浮游植物生物量的急剧增加，还可能导致浮游植物群落结构的变化。但 需要注意的是，富营养化水体并不意味着一定发生赤潮。如深圳湾，几乎每年的 N、P等浓度均超过富营养 化阈值，但却很少发生赤潮；（2）合适的海流作用与天气形势；（3）适宜的水温与盐度；（4）海水养殖的自身污染；（5）海域中存在赤潮生物种源；（6）国际交流促成赤潮传播；（7）水动力状况变化；（8）其它因素一一如铁参与了藻类叶绿素合成、电子传递和氮素同化等过程。低浓度铁限制赤彳藻类的生长 8。由于开放海域中溶解铁浓度很低，使其成为除氮、磷以外限制海洋初级生产力的重要因素9。目前已知的还有维生素Bi、B2,微量重金属镒，动物组织和酪肮分解物、酵母及其消化浸出物、脱氧核糖核酸、植物荷尔蒙1.3 赤潮的危害赤潮主要发生在近海水域，面积可达几百至上万平方公里，由表及里波及的海水厚度约为 3m。赤潮形成后，对海洋生态系统的破坏难以估量，对人类健康，水体利用同样具有严重的威胁。具体表现为：（1）影响生态环境：赤潮会导致水体溶解氧下降、透明度降低、水质恶化、鱼贝及其他水生生物大 量死亡，严重破坏海洋生态环境。（2）危害人类健康：海水中某些藻类可释放出剧毒物质，通过食物链损害人体健康甚至致人死亡。 例如铜绿微囊藻可释放一种能够引起人们消化道炎症的水溶性环式多肽毒素；硅藻属可产生贝毒，目前已 发现的贝毒包括麻痹性贝毒 （PSP）、腹泻性贝毒（DSP）、神经性贝毒（NSP）、记忆缺失性贝毒（ASP）、西加 鱼毒（CFP）等，其中麻痹性贝毒是一种很强的神经毒，对人的致死量为（0.54-0.90） 10,毒性比古柯碱毒10万倍11,比眼镜蛇毒素还毒80倍12,严重危害人类健康。1983年发生在菲律宾Magueda湾的有毒赤潮，超 过700人中毒，并导致21人死亡，造成当地社会恐慌。据报道，贻贝、扇贝属于毒素累积较快的贝，贻贝 可以在两周内排出体内所含的毒素，而扇贝体内的毒素可以保留几个月至数年。（3）影响水体的利用：被赤潮污染的水体由于缺氧而产生硫化氢、甲烷和氨等有毒有害气体以及水 藻产生的某些有毒的物质，更增加了制水过程中的技术难度，既影响制水厂的出水率，同时也加大了制水 成本费用。（4）造成严重的经济损失：赤潮一方面对部分产业的发展具有破坏作用，特别是对养殖业、渔业和 旅游业等海洋产业的发展具有较强的负面影响；另一方面由于破坏海洋生态结构，降低了经济发展的环境 要素支撑能力，也会造成严重的经济损失。赤潮问题所造成的危害较大，最大限度的降低赤潮灾害的发生频率，是目前世界和都面临的一个紧迫 和严峻的问题。2防治研究现状和进展早在40多年前，由于美国近海富营养化，赤潮多次爆发，为了治理赤潮， 美国先后用CuSO 4等4 700种化学药剂杀灭海洋赤潮生物，但只有少量药剂有效，而且有效的药剂也存在使用量过大和对非赤潮生物 有负面影响等问题。随着世界各国海洋经济的迅速发展，赤潮在某些海域频繁发生，带来的危害也越来越 严重，这已引起各滨海国家的重视。治理赤潮的难点在于海浪运动会改变药剂浓度分布，如何解决在极短 的时间内，保持药剂浓度在能杀灭赤潮生物的阈值内，又不对非赤潮生物有任何伤害，也不存在药剂本身 的二次污染，这是亟待解决的关键技术问题。为此，国际上对治理赤潮的方法提出如下5项标准：（1）在药剂低浓度条件下杀灭赤潮生物；（2）药剂能自身分解成无害物质，无残留物，同时又能分解赤潮生物分泌的毒素及其遗体产生的 H2S、NH3、CH4等有害物质；（3）杀灭赤潮生物时间要短，在海浪冲击稀释药剂 浓度过程中能迅速杀灭赤潮生物；（4）成本低廉；（5）易操作。即消除赤潮的最好方法是既要杀死赤潮生物，又对其它生物无害，又要不危害海洋环境，且价格低廉使用方便。目前，国内外不少学者仍进行了大量药剂杀灭方法和凝聚（絮凝）方法治理赤潮的研究工作13,例如使用CuSO 4杀菌赤潮生物和粘土絮凝等方法 的效果实验研究14。治理赤潮的方法主要有：2. 1物理方法物理法就是在赤潮治理中，利用某些设备、器材在水体中设置特定的安全隔离区，分离赤潮水体中的 赤潮生物或利用机械装置灭杀、驱散赤潮生物的方法，这种方法是利用物理手段依据赤潮的生长和活动特 性来减少赤潮对养殖区的影响。目前国内外消除赤潮常用的物理方法有：围隔栅法、气幕法、增（充）氧法、网箱与台筏沉降法、网聚捕捞法、超声波法等。围隔栅法是用围隔栅将表层赤潮与养殖区隔开；气幕法和 增（充）氧法是采用设在养殖海区周围海底的通气管向上放出大量气泡来隔离赤潮，同时也起到充氧作用； 此外还有在赤潮密集区用吸水泵将赤潮水吸到船上处理，或用网具捕捞回收赤潮生物的方法以及用超声波 杀死赤潮生物的方法。2.2 化学方法化学方法具有见效快的特点，是采用最早、使用最多、发展最快的一种方法。包括以下几种：2.2.1 利用化学药物直接杀灭法15硫酸铜、次氯酸钠、氯气、氧化氢、臭氧、过碳酸钠等可直接杀死藻类。硫酸铜在治理淡水浮游植物 时很成功；尹平河研究的TB（载铜可溶性玻璃粉）杀藻率很高（浓度为3.5mg/L,即达96.2%）,没有或只有 很低的铜离子残留16。2.2.2 石灰消毒法即向海底撒布生石灰可以促进有机质的分解，改善底质微量元素状况，抑制氮磷的释放，灭菌消毒，可有效地抑制甲藻类生物的繁殖生长17。在日本已有20多年撒布石灰改善水域底质的经验，日本水产厅研究部渔场保全课已编制成石灰改善底质手册。使用硫酸铜有以下缺点：（a）对非赤潮生物具有毒性，破坏近岸生态系统；（b）控制赤潮是暂时的；（c）成本高18。虽经不少专家努力研究，但Cu破坏近海生态系统和成本高的问题仍未得到彻底解决。2.2.3 凝聚剂沉淀法主要是利用物质的胶体化学性质，使赤潮生物凝聚、沉淀后回收。由于赤潮生物具有昼浮夜沉趋光性 质，治理时的凝聚过程主要在表层进行，所以表面活性剂和凝聚剂成为发展较快的赤潮治理剂。微生物絮 凝剂是一种新型的絮凝剂，目前正处于研制阶段，尚未见用其治理赤潮的报道，但它具有其他絮凝剂无法 比拟的优越性，具有高效、无毒、易于生物降解等独特的优点，在赤潮治理方面有着广阔的应用前景。2.2.4 天然矿物絮凝法采用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用和矿物中铝离子对赤潮生物细胞的破坏作用来消除赤潮。王辅亚研究发现改性粘土可大大增加对赤潮生物的絮凝作用，且可以吸附水体中过剩的营养物质，如N、P、Fe、Mn等，破坏赤潮生物赖以生存、繁殖的物质基础19；最近有研究报道：改性粘土去除塔玛亚历山大藻时，能有效降低水体中藻细胞浓度及其所携带的PSP*素。改性粘土可以作为赤潮治理的应急措施20。粘土矿物类消灭赤潮的方法具有原料来源丰富、成本低、无污染、吸附力强等优点。在赤潮发生时撒布粘土可使水中有机悬浮物凝集（尤其是蒙脱土的凝集作用最强 ），沉淀后被复在底泥上，以减缓底层的耗氧和营养盐的溶出。据日本学者大须贺龟丸研究，用适量酸处理后的粘土可显著提高其去除效率，减少因撒布粘土而引起的淤渣。2.2.5 羟基OH 治理方法21羟基自由基OH可以使赤潮生物的氨基酸氧化分解，改变蛋白质的空间构象，导致蛋白质变性或酶失去活性，使赤潮生物死亡；另一方面，羟基攻击赤潮生物的生物膜，导致膜破裂，使细胞内含物外泄；羟基自由基又使溶酶体、微粒体上的多种酶活性降低或失活而致死。羟基自由基具有极强的杀灭赤潮生物的反应速度，同时羟基自由基又具有除臭、脱色的特性。羟基由海水和空气中的氧制成，经20 min左右后又还原成水和氧气，所以该药剂是无毒、无残留物的理想药剂。一般来说，化学方法的时间效应比较快，但它不可避免地将造成环境的二次污染。特别是在给水处理中，发达国家已基本放弃了投加药剂法，避免对人体健康造成危害。可以说，这是一种权宜之策。2.3 生物方法生物法对环境无二次污染，是最有发展前途的一种方法，也是目前研究最为热门的一种赤潮的治理方 法22。2.3.1 利用浮游动物的摄食抑制赤潮生物的增长自然海区中浮游动物的存在起了控制或延缓浮游植物水华或赤潮发生的作用23因此可以发展以浮游生物为主食的贝类等海洋生物，捕食或遏制赤潮生物的大量繁殖。比较各种控藻生物因子的环境适应力、繁 殖能力、控藻效力、宿主范围、对宿主改变的适应能力以及不利环境下的抗逆性等多种因素，人们认为原 生动物是一种很有实用前景的控藻因子24。沉降、病原性裂解和被浮游动物摄食是浮游植物消亡的主要方式，尤其是小型浮游动物（原生动物）的摄食在其中起重要作用。小型浮游动物因具有生长速率快，生物量大等特点，在一定条件下可以大量摄取浮游植物25o原生动物通过摄食作用在一定程度上可以影响赤潮的发生及藻种的类型。2.3.2 养殖海洋生物或从中提取活性物质消除赤潮日本科学家发现人工养殖的铜藻藻体、江篱藻体等海藻在茂盛期，可以大量吸收海水中的氮和磷，如果在易发生赤潮的富营养化海域，大量养殖这些藻类，并在生长最旺盛时及时采收，能较好的降低海水富营养化的程度，我国在养殖海藻治理赤潮方面也取得了一定效果；另外日本筑渡大学化学系柿宽和楠见武德（1986）在世界上首次发现从海藻一一海蕴中提取出一种对赤潮具有最佳防消功效的生理活性物质26。这种活性物质含有高级不饱和脂肪酸的二十八碳四稀酸。该物质对赤潮中约30种有毒浮游植物的试验，以极微量浓度即可在lmin内将这些生物杀死，而对其它生物无害，因而被称为海水养殖中的赊草剂12.3.3 海洋微生物目前国际上治理赤潮的主要方法是物理法、化学法和生物法，利用海洋微生物治理赤潮的研究刚刚兴起，海洋微生物由于其本身的种群多样性、生理生化类群多样性、生态功能多样性、遗传特征多样性等 特点以及同赤潮藻类错综复杂的生态关系，因而在赤潮生消过程中有着及其重要的作用。以菌治藻作为一种崭新的方法在赤潮治理中具有巨大的应用前景。目前主要有两种27: ( 1)投加PSB(光合细菌)。这种方法目前在日本、韩国、澳大利亚等国应用较多，即通过定期向水中投加光合细菌来净化水体。(2) PBB法。该法属原位物理、生物、生化修复技术，主要是向水体中增氧并定期接种有净水作用的复合微生物。PBB法可以有效去除硝酸盐，这主要是通过有益微生物、藻类、水草等的吸附，在底泥深处厌氧环境下将硝酸盐转化成气态氮28。另外也可以利用病毒抑制微藻的生长Fuhrman29指出病毒在海水表层的浓度高达1010ce11 L-1造成了海洋细菌与蓝藻宿主的高致死率和初级生产力的下降。因此病毒或VLPs (病毒性粒子)在浮游生物群落演替中可能具有极其重要的作用。日本的Nagasaki等30研究也发现赤潮异湾藻病毒 (Heterosigmaakashiwovirus , HaV )的纯系01 (HaV01 )能专一性地去除赤潮异湾藻H93616。在很多情况下,病毒粒子的数量超过细菌的10倍甚至更多31。所以海洋藻类病毒是一种新的、潜力巨大的赤潮防治工具。还可以利用真菌抑制微藻的生长，一些真菌可以释放抗生素或抗生素类物质抑制藻类的生长。Jerkins等32从一种还未鉴定的丝状真菌中提取了3种能抑制海洋微藻 一杜氏藻(Dunaliella sp )生长的物质，效果甚好。Van.Donk和Ringelberg 33在冬季及早春的硅藻水华中发现有壶菌寄生。其中浮游接根壶菌 Zygorhizidiumplanktonicum 对美丽星杆藻(Asterionella formosa)有很强的寄生溶藻作用，在合适的环境条 件下，它在美丽星杆藻中的寄生和繁殖使该藻的生长受到强烈的抑制并可导致该藻引起的水华的消失。研究细菌分泌的杀藻物质可为开发新型杀藻剂提供新的思路，具有重要的理论意义和潜在的应用价值34。将藻类病毒很好地应用到赤潮控制中是非常迫切的，也是非常有发展前景的，但这将是一个艰巨而漫长的过程。尽管国外已经有了不少藻类病毒感染赤潮藻的报道，但对于病毒如何调控赤潮藻，如何影响赤潮 的消退还没有完全弄清楚。但是有一点可以肯定，藻类病毒确实是从该藻引起的赤潮的天然环境中分离得 到的。所以现在的研究认为，它们之间应该存在非常紧密的相互作用关系。国内关于藻类病毒的研究刚刚 起步，我们在借鉴前人的研究经验的同时，也应加强藻类学和病毒学的研究工作，相信未来一定能够用好 藻类病毒这一赤潮防治的新工具。1.1.4 建立植物净化系统凤眼莲、灯心草、知风草、鸭拓草、水翁、空心菜等都是对氮、磷高吸收的植物，在富营养化的水体中种植这些植物，均会不同程度的收到对水的净化效果。凤眼莲根系向水域分泌某些化感物质，抑制藻类生长，使水变澄清35。何池全等报道，石菖蒲对多种绿藻和蓝绿藻有显著的抑制效果.可用于治理富 营养化水体中的藻类繁殖，并且有镇痉的药用价值36o此外，水花生、水浮莲、浮萍、紫萍、满江红等也有不同程度的克藻效应。植物化感物质的出现为控制藻类生长提供了一种新的方法。由于植物化感物质具有高效性、选择性和 无污染性，应用在抑制赤潮藻类繁殖上可达到杀死有害藻类，而又不影响其他藻类的目的.并且化感抑藻 不会产生新的生态和环境问题。据报道，金鱼藻等 9种水草含有克制小球藻的生物碱，他们能有效地抑制小球藻生长。由于植物化感抑藻物质对环境的无污染和对藻类的高抑制性，只要我们找到了高效、安全 的化感抑藻物质，其一定会成为将来抑藻工程中的主力军37。化感物质的种类很多，按照其化学结构可以分为5大类:脂肪族、芳香族、含氧杂环化合物、类坎和含氮化合物。目前己从不同种植物中分离到多种能 抑制藻类生长的化感物质。化感物质可以通过多种方式抑制藻细胞的分裂，从而减少藻细胞的数量。美国 水生植物管理中心开发了一种新的控制藻类的方法，即利用大麦秸秆直接投入水体抑制藻类，这也是目前 为止最为成功的利用化感作用抑制藻类的应用实例。但生物方法中，化感作用除藻技术虽可应用于任何水体，但对于施用水体有局限性，因为化感作用效38果的产生与化感植物的密度有关，达不到一定的覆盖范围就起不到应有的效果，而覆盖范围过大会则会使 水体透光率过低，影响其它生物的生长；同时，这种方法周期长，不能在短期内见效也限制了其应用如果能从水生植物中分离提取出产生抑藻作用的化感物质，将其投放于污染水体，则可克服以上缺点。此 外，化感物质的提取、分离和鉴定也是进一步研究其抑藻机理的前提，是我们以后工作中的一个研究方向。1.1.5 保护红树减少赤潮发生红树林是全球热带海岸特有的湿地生态系统。对于富含N、P营养污染物的污水处理与再利用特别有效，被视为很多污染物廉价而有效的处理厂39。我国在20世纪80年代中期开始以污染生态学为理论依据进行红树林净化污水的研究，其中研究污染对河口海湾红树林的影响和红树林湿地处理城市污水及其可持 续利用问题是当前红树林研究的热点之一。前人的研究认为：红树林能耐受高浓度的营养物和重金属，因为红树林土壤能够吸附土壤中的重金属从而实现其净化功能40。由于红树林具有减弱水体的富营养化程度、净化污水的功能，所以保护红树林有助于减少赤潮的发生。2.4 采取综合防治措施：采取单一方法治理赤潮的效果并不显著，我们应采取综合防治措施，将赤潮防治方法与一些措施相互 结合：(1)控制外源性营养物质的输入：外源性营养物质主要包括含氮、磷的一些营养盐类，它们是导致湖泊富营养化的直接因素。加强海洋环境保护，切实控制沿海废水废物的入海量，特别要控制氮、磷和其 他有机物的徘放量，避免海区的富营养化，是预防赤潮发生的一项根本措施，已引起各有关方面的重视。目前削减营养负荷的技术有以下几种：废水分流以减少营养物质的入湖量；生产无磷洗涤剂以降低磷 的入湖负荷；使用化学方法或生物技术进行废水脱磷；利用稳定塘、人工或自然湿地等进行非点源营养物 质的截流；湖水稀释；应用生态技术改变常规农业种植方法 41。日本漱户内海50年代随着沿岸工业的兴 起，居住人口的增加，排海营养物质(氮、磷)成倍增加，致使70年代初期赤潮发生次数达 300余次。随后采取控制污染物排海措施，排放物得到了控制，1976年后赤潮发生次数明显下降。(2)采用工程学措施：目前，此类措施主要有底泥疏浚、水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面 敷设塑料等。底泥疏浚对改善那些底泥营养物质含量高的水体是一种有效的手段，但需注意地点和深度。 底泥疏浚减少了已经积累在表层底泥中的总氮和总磷量，减少了潜在性内部污染源。底泥疏浚还可以加深 湖泊水体的深度，增加了湖泊环境容量42 ,最终仍能起到降低湖泊水体营养负荷的作用。水体深层曝气，要定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷的释放。注水冲稀是在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注人湖泊，起到稀 释营养物质浓度的作用，对控制水华现象，提高水体透明度等有一定作用，但营养物绝对量并未减少，不 能从根本上解决问题。另一种手段是换水，这是针对临江湖泊的方案，起到江水取代湖水，以流动的贫营 养水代替停滞的富营养水的目的43。(3)进行生态修复生态修复已成为全球淡水生态系统研究前瞻性领域，正日益成为环境保护工作研究的热点。湖泊生态 修复包括微生物修复和水生生物修复两大内容，只有两者相互结合，才能得到良好的治理效果44。(4)加强赤潮毒素的检测，对症下药目前，由于赤潮及赤潮藻毒素对人、畜、水产养殖业等均能造成巨大的危害，使人们对其加强了研究 45 O而对藻类毒素的检测方法的研究就尤其至关重要。现有的毒素检测技术主要包括：(1 )有毒赤潮发生诊断技术：采用电镜、流式细胞仪、分子探针、生物质谱等现代化的新技术，对有毒赤潮藻类的生物学， 产毒藻的分类与鉴定，以及微囊藻毒素分离和鉴定等技术；(2)贝毒及其检测：随着毒素高效液相色谱分析技术的日渐完善，毒素在贝体内累积、分布、转化、排出等动力学的研究受到重视46o检测方法包括生物检测和化学检测47。随着新技术的发展，藻类及其毒素的研究已进入分子生物学时代48。加强赤潮毒素的检测，合理采取防治措施，是我们今后的一个研究方向。2.5 赤潮的监测及预测进展开展赤潮有关形成机理和预测、防治应用技术的研究，是标本兼治的良策。对赤潮进行监测，及时感 受赤潮动态，有利于采取有效手段预防赤潮的发生。目前赤潮监测的最新进展有卫星遥感检测技术，其遥 感技术具有快速、同步和大面积监测等特点，是赤潮监测的最重要、最有效的手段之一。遥感监测手段主 要有航空遥感与卫星遥感监测两类。改良的卫星传感器和航空传感器，以及对赤潮形成机理更好的了解， 将会极大的改进赤潮遥感探测技术，提高赤潮预报的精度49。赤湖预防控制治理工作是一项长期、复杂的系统工程。为了能够较为快速、准确地对赤潮的发生进行 预测、预警，进而进行防治，把由赤潮灾害引起损失减至最少，我们需要加大对赤潮常发海域各方面环境 因素的实时监测和研究力度。在收集相关信息，并对其进行分析和整理的基础上，逐步建立典型海域有害 赤潮生态学和海洋学文献库数据库，建立数据库/专家系统，并在实际的赤潮预测、预警中对系统模型进行评价，不断修正和完善数据库/专家系统，使其比较科学地反映特定海域的海况。目前国内外的主要的赤潮预测方法如下50：(1)单因子指数法：共包括三种： a.物理参数法：水温、透明度、水色等。 b.化学参数法：DO、COD、 PH值、N、P(无机磷、无机氮以及各种硝酸盐、亚硝酸盐等 )。c.生物学参数法：叶绿素 a(Chlorophylla)、藻 类密度等。(2)综合指数法：综合指数法是将相关度比较大的单因子指数综合起来形成一个综合的指数，考虑了 多个因素之间的耦合作用(3)建立赤潮生态仿真模型：生态数学模型是赤潮研究的重要方法之一，其优点在于可以定量的预测 赤潮的发生、发展及消亡过程。把不同营养水平生物种群的分布和生存变化与食物条件、捕食关系等生物 条件以及其它如物理环境等非生物条件联系起来进行分析，建立生物一物理一化学因子的耦合模型。(4)其他：如运用人工智能 (AI)技术进行预测；运用卫星遥感技术/运用气象卫星可以实时的观测赤 潮及其发展移动趋势。赤潮发生时，一般会出现水色异常、水温变化的情况，这些变化所导致的辐射差异 可以从卫星遥感信息中获得，从而可以检测赤潮的动态及演变；另外还有光合活性法；潮汐预报法；垂直 稳定度预测法等等。在防范赤潮工作方面，我国可以根据建立赤潮防治和监测监视系统，对有迹象出现赤潮的海区，进行 连续的跟踪监测，及时掌握引发赤潮环境因素的消长动向，为预报赤潮的发生提供信息；对已发生赤潮的 海区则采取必要的防范措施。此外，随着沿海养殖业的兴起，避免养殖废水污染海区，很多养殖场已建立 小型蓄水站，以淡化水体的营养，在赤潮发生时可以调剂用水，与此同时，改进养殖饵料种类，用半生态 系养殖方法逐步替代投饵喂养方式，以期自然增殖有益藻类和浮游生物，改善自然生态环境。今后的研究 重点主要体现在以下几个方面：(1)加强对于赤潮的实时观测技术的研究。(2)进一步开展对于典型藻类生物学及分类学的调查研究。(3)构建能够准确描述赤潮发生过程的生态动力学模型。(4)建立有效的实时监测网络。(5)建立赤潮预警预测系统。3.赤潮防治的展望对于赤潮的防治，目前依然还是一个世界性的难题。物理除藻虽然效果好，不会对环境造成污染，但 工程量大、运作周期长、一次性投入成本较高，目前在供水水库使用的比较普遍。对于化学方法，今后， 应该继续加强对赤潮生物营养生理生态的研究和赤潮多发海域化学物质的现场调查监测等工作，以明确各 种化学物质的生长(或产毒)效应、了解化学相互作用在赤潮生物竞争和群落演替等方面扮演的角色、摸清 海水中各种化学物质的时空分布差异与动态变化在赤潮发生过程中的实际作用等，进而阐明各种化学物质影响赤潮生消的机理。由于影响赤潮因素的多样性和复杂性，单纯研究化学因素的影响是远远不够的，必 须结合海洋物理、水文、气候、生物等因素，综合运用各相关学科的新理论和新方法进行深入研究，才可 能最终从本质上揭示赤潮发生的原因和机理。利用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用，和粘土矿物中铝离子 对赤潮生物细胞的破坏作用来消除赤潮，也取得很好进展，并有可能成为一项较实用的防治赤潮的途径， 因为利用粘土治理赤潮具有很多优点，目前已证实的有：对生物和环境无害，有促进生态系统的物质循环 和净化作用；粘土资源丰富，且是底栖生物和鱼贝类幼仔的饵料，操作简便易行，可以大范围使用。从发展趋势看，生物法防治是随着赤潮治理中越来越重视生态系统和生物恢复方法而逐渐形成的新兴 研究领域，它作为赤潮防治的方法具有积极的意义，生物法防治避免了物理、化学法的不足，所以它将成 为未来赤潮防治的主要途径。但是尽管生物法具有较高的选择性，不会对非赤潮生物产生影响，而且方法简单，适合于养殖区、赤 潮多发区和高发区的赤潮防治，是一种极有前景的防治方法，但是赤潮大面积突然发生时不是很好的对策。 考虑到赤潮灾害的复杂性、多样性以及对治理方法的环保要求和成本问题，真正能实际推广应用的生物方 法寥寥无几51,到目前为止生物方法大部分还处在理论探讨和实验研究阶段，尚不能将其应用到实际中去。另外，生物方法治理赤潮还存在许多目前难以解决的问题，例如：如何避免外来生物种的入侵对生态系统 的破坏；如何大量的养殖用来对付赤潮藻的生物并使其生物功能长存；如何控制所用滤食动物贻贝等不因 毒素的存在而死亡，以及避免人食用后的中毒事件发生。这一系列的问题都有待于进一步研究。目前科学 家们正积极开展进一步的研究工作，使得生物法成为一项高效而实用的赤潮防治技术，在赤潮防治实际应 用中发挥其巨大潜力。可以预期，随着研究工作的进一步深入，生物法防治赤潮将成为未来赤潮防治的主 要途径。对于除藻技术，虽然各有所长，但均有其自身的局限性。国内外研究者正在探索各种有效灭藻除藻的 新技术，即清洁、高效、经济的灭藻除藻技术。近年来由于电力工业的发展，特别是近代大力发展水利发 电和核电，电能成本减低，电化学法已逐渐成为一种非常有竞争力的水处理方法。尽管电化学方法存在能 耗大、成本高及电解时析氧、析氢或析氯气不安全的缺点，但仍具有现有的常规处理方法不可比拟的优势， 为电化学方法在治理藻类污染方面的应用开辟了很好的前景52。近年来，随着对赤潮防治研究的不断深入，国内外对赤潮的控制治理措施的研究已经取得了一定的进 展，但所取得的效果与预想的目标还有不小的差距，对受赤潮污染的水体也还没有一套稳定有效的净化控 制方法达到水体的优化恢复。究其原因，在于我们对海水赤潮作用的内在机理没有完全搞清楚，还有待于 进一步的研究。海水中氮磷比在多大的范围内能引发赤潮目前还存在争议，还有待于入的研究。赤潮的防 治是一个复杂的系统工程，已总结出的防治赤潮的物理、化学和生物学方法，仅对局部，小范围的赤潮有 效。对付赤潮还主要是以防为主，适当采取治理措施 53,对赤潮进行预报也应及时调整，根据具体海区赤 潮爆发的特点，总结出可行有效的预报方法。除了技术手段外，需要加强污染源的控制和管理，制定相应 的条例，使管理手段与技术相结合；同时我们还应积极借鉴国外赤潮治理的先进经验，结合当地的自然条 件和赤潮发展状况，因地制宜，利用多种手段，源头治污与生态修复相结合，努力恢复赤潮水域的生态系 统，真正实现对赤潮的防治。参考文献1Anderson D M .Garrison D J. 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