印春生海洋化學MarineChemistrychunshengyin@《海洋科學》通識上海海洋大學海洋科學學院第五章：海洋化學第一節海水酸化第二節富營養化與赤潮知識點：富營養化、為什么富營養化、赤潮上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮EutrophicationandRedtide海洋為什么會發生赤潮？赤潮都是紅色的嗎？富營養化對海洋和湖泊意味著什么？海洋藻類（赤潮）對人類有好處嗎？海洋中有哪些類型的赤潮？面對赤潮，人類該怎么辦？視頻:赤潮—大海的憤怒/v_show/id_XNzk4NTMxMDg=.html滸苔泛濫！海水富營養化是主因/show/2AvoFexSHYXWVWzH.html上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮1、兩個故事:之一紅褐色湖水富營養化現象很早就有，從古代書藉中可找到一些線索。富營養化的第一個真實科學觀察是在19世紀20年代。當時瑞士莫爾登湖湖水變成紅褐色。周圍居民認為是二百多年前德瑞戰爭中法國土兵血跡的回溯。經過植物學家的觀察，發現是由于紅色顫藻大量生長，而它的大量出現可能與畜牧業中大量施用肥料有關。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮1、兩個故事:之二—大事不妙！滸苔來了2008年6月，眼看奧運會就要開幕了，大量的滸苔卻突然飄到了青島沿海。奧帆賽警戒水域面積共49.48平方公里，有滸苔面積為15.86平方公里，占總面積的32.04%。作為奧運帆船項目的舉辦地，那么多滸苔到來，帆船運動員的訓練受阻了，怎么辦？上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮2、富營養化定義海水中磷、氮、碳的比值基本上與藻類組成相近，即P∶N∶C(原子比)=1∶16∶106；P∶N∶C(質量比)=1∶7.2∶41（Redfield比值）。海水中過量的氮、磷營養物質的存在，使得海水過渡的“肥沃”引起藻類大量繁殖，這樣的現象稱為富營養化。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮Eutrophicationofthesea3、富營養化的原因由于地表徑流的沖刷和淋溶，雨水對大氣的淋洗，以及廢水、污水帶有一定的營養物質向湖泊和近海水域匯集，使得（含有營養鹽）水體的沿岸帶擴大，沉積物增加，N、P等營養元素數量大大增加，造成水體的富營養化。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮Eutrophicationofthesea4、如何理解富營養化水體中營養物緩慢增加不應稱為富營養化，或可稱之為天然富營養化；而只有突然的、迅速的營養物增加(人為原因)，才稱為真正的富營養化，或人為富營養化(anthropogeniceutrophication)。天然富營養化氣實是水體的“衰老”現象，但現在特指水體環境污染問題，也即“人為富營養化”。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮富營養化作為污染問題卻又與一般污染不同一般的污染大多導致生物生產力的降低，而富營養化卻是營養物質的增加，往往提高了初級生產力(并非總是如此)，甚至提高了終產品(魚)的生產量；但嚴重時卻又導致了魚產量的下降以及引起其他環境問題。因而，我們關注的是富營養化的危害方面。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮5、富營養化的直接后果——赤潮赤潮在國際上也稱作有害藻類（HAB），是指在一定的環境條件下，海洋中的浮游微藻、原生動物或細菌等在短時間內突發性鏈式增殖和聚集，導致海洋生態系嚴重破壞或引起水色變化的災害性海洋生態異?，F象。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮赤潮是一個歷史沿用名，它并不一定都是紅色。赤潮發生的原因、種類、和數量的不同，水體會呈現不同的顏色，有紅顏色或磚紅顏色、綠色、黃色、棕色等。值得指出的是，某些赤潮生物（如膝溝藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有時并不引起海水呈現任何特別的顏色。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮綠潮：是在特定的環境條件下，海水中某些大型綠藻（如滸苔）爆發性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態現象，也被視作和赤潮一樣的海洋災害。上海海洋大學海洋科學學院赤潮圖片東碇島赤潮舟山海域-面積7000多平方公里（衛星圖片）上海海洋大學海洋科學學院滸苔綠潮圖片青島南部，15100km2青島青島青島青島上海海洋大學海洋科學學院陸地綠藻-2008年太湖淡水水體中富營養化引起的藻類爆發叫做“水華”或藍綠藻。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮6、赤潮現象：1）赤潮和赤潮生物能形成赤潮的浮游生物稱為赤潮生物。據報道，全世界已記錄的赤潮生物有300種左右(可能個別存在同種異名)，隸屬于10個門類。我國海域分布的約有127種，隸屬于8個門類(國外已報道的10個門類中的細菌和綠藻赤潮生物在我國尚未發現)。其中在我國沿海發生赤潮的赤潮生物有30多種，主要是甲藻類(15種)，其次是硅藻類(7種)和藍藻類(4種)(張水浸等，1994)。上海海洋大學海洋科學學院甲藻類硅藻類藍藻類上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮6、赤潮現象：1）赤潮和赤潮生物據國內外的報道，最常見的赤潮生物有以下幾個屬：

甲藻類—夜光藻、膝溝藻(Gonyaulax)、原甲藻、角藻、多甲藻、鰭藻(Dinophysis)等。

硅藻類——骨條藻、角毛藻、根管藻、海鏈藻、菱形藻等；

藍藻類——束毛藻等。

此外有些紅藻(Rhodomonas)，某些裸藻、金藻和纖毛蟲等有時也能引起赤潮。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮6、赤潮現象：2）赤潮的顏色赤潮引起海水變色可因形成赤潮的生物種類不同而呈現出不同的顏色。因此，所謂赤潮是各種色潮的統稱。例如，夜光藻、紅海束毛藻、中縊蟲、紅硫菌等種類形成的赤潮可以是紅色、粉紅色的；裸甲藻赤潮呈黃色、茶色或茶褐色；綠色鞭毛藻類形成的赤潮通常呈綠色；硅藻類赤潮多為土黃、黃褐或灰褐色，就是同一種生物引起的赤潮，由于數量不同，顏色也不一樣，數量越大，顏色越深，甚至改變顏色。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮6、赤潮現象：3）單相型赤潮和雙相型赤潮發生赤潮時只有一種赤潮生物占絕對優勢的，稱為單相型赤潮，有時有兩種赤潮生物共占優勢，則稱雙相型赤潮。外海的赤潮生物種類較少，最具代表性的是藍藻門中的束毛藻。而在近岸、內灣、河口發生的赤潮種類很多(主要是甲藻類和硅藻類)，且具一定的地區性差別。例如，廣泛分布于我國沿海各地的種類有夜光藻和骨條藻，其次是原甲藻屬和棵甲藻屬的一些種類。上海海洋大學海洋科學學院夜光藻赤潮（黃海，2012年5月7日）上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮7、赤潮危害：赤潮毒死魚、貝、蝦等海洋動物，甚至使人類中毒，是一種海洋災害，其危害途徑有以下幾方面：1.赤潮生物大量死亡后，在微生物分解過程中大量消耗溶氧、產生硫化氫，使水產動物缺氧或因硫化氫致毒而死亡。2.赤潮生物大量繁殖復蓋海面或粘附在魚貝類鰓上，使動物呼吸困難而窒死。3.有些赤潮生物(主要是甲藻類)在體內或其代謝產物中含有生物毒素，引起動物中毒死亡。如膝溝藻分泌毒素能使鯔魚在5h內死亡，另一種膝溝藻分泌毒素能殺死鯊魚，一種裸甲藻分泌極毒的毒素，在10分鐘內可殺死蝦虎魚。4.人類由于攝食中毒的魚貝類而受害。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮8、赤潮毒素：赤潮生物的毒素大致有以下幾類：1.麻痹性貝毒(PSP)，如鏈狀裸甲藻等分泌此種毒素。2.腹瀉性貝毒(DSP)，由鰭藻屬一些種類所分泌。3.神經性貝毒(NSP)，短裸甲藻等所分泌，使肌肉發生麻醉，身體發生平衡，嚴重時因癱瘓而死。4.失憶性貝毒(ASP)，菱形藻屬某些種類分泌。5.西加魚毒素(CFP)，由一種似翼藻分泌。6.藍藻毒素(CTP)，魚腥藻、節球藻等分泌。上海海洋大學海洋科學學院藻毒素上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮9、赤潮的成因：赤潮發生的原因首先是具備一定的環境條件，其次是海區有赤潮生物或其孢囊的存在和擴布。1.養分的增加，氮、磷、微量元素和某些溶解有機質是赤潮發育必需的營養物質。氮0.1mg/L，磷0.016mg/L就可能發生赤潮(日本，1972)，一定數量鐵、錳、鎂、銅、鉬(Mo)、鉻(Co)等微量元素和VB1、VB12等有機質的存在。2.適宜的溫度和鹽度高的水溫(15～33℃)是發生赤潮的主要條件。水溫突然升高常是發生赤潮的預兆，我國沿海赤潮多發生在水溫23～28℃，鹽度23～28之間。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮9、赤潮的成因：3.一定的氣象條件。炎熱無風的晴天，有利于水層的穩定性并形成水溫的垂直分層或水平分區，這種情形下許多赤潮生物可選擇養分豐富，光照充足、溫鹽度適宜水層生活，在種間競爭中占優勢并大量繁殖。降雨也能促進赤潮的形成，赤潮易在雨季出現。由于降雨使大量養分、有機質，微量元素流入海區，促進赤潮生物的繁殖。4.赤潮生物或其孢囊的存在。近年我國在潮間帶圍墾區大量進行對蝦養殖，在高度富營養化的蝦池內赤潮生物迅速繁殖并被排放入海，也能促進海區中赤潮的產生。上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮8、赤潮對環境的危害表現在：20-30℃S=26-37上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮10、赤潮所造成的損失：上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮2006年中國海洋災害公報上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮2006年中國海洋災害公報上海海洋大學海洋科學學院富營養化與赤潮2006年各海區赤潮發現次數2006年各海區赤潮面積統計（2006年