刘舒眉
摘 要：近年来江苏太湖、云南滇池、安徽巢湖等倍受污染的内陆湖泊水质逐渐改观，太湖从前些年的劣Ⅴ类水质现在一般都控制在Ⅲ类水质，但我们还是不能掉以轻心，因为蓝藻的结构简单，繁殖方式有两类均为无性生殖，一为营养繁殖，包括细胞直接分裂（即裂殖）、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法，另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等。本文从学生视角介绍原核生物蓝藻，以及蓝藻造成的水质污染和处理措施，进一步扩展对蓝藻资源化利用的思考。
关键词：蓝藻；水华污染；富营养化；固氮作用；藻毒素
中图分类号：X321 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0005-02
2015年我到江苏工作的妈妈那里过暑假，周末去了著名的太湖鼋头渚。湖光山色，一派优美的江南风情，但是还未到湖边，就闻到空气中有一种腥臭味，走近水边就发现水中有很多绿色的细小生物。原来这就是课本中讲到的蓝藻。也就是2007年太湖、2010年滇池、2011年巢湖爆发的水华污染事件的罪魁祸首。
蓝藻是个什么鬼？蓝藻是原核生物，又叫蓝绿藻蓝细菌；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，又叫粘藻。在藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的单细胞生物，所有的蓝藻都是单细胞生物，如念珠藻。它们没有细胞核，细胞中央有核物质，通常呈颗粒状或网状，色素均匀的分布在细胞质中。核物质没有核膜和核仁，具有核的功能，故称为原核（或拟核）。蓝藻中有环状DNA质粒，担当运载体的作用。
随后在我们船游太湖过程中，我仔细观察，发现整个湖面的绝大部分区域均可见蓝藻，水体绿色，尤其是湖畔，蓝藻大量集聚，有腥臭气味。夏季大量繁殖，在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫，称为“水华”。大规模的蓝藻爆发，被称为“绿潮”（和海洋发生的赤潮对应）。绿潮引起水质恶化，严重时会耗尽水中氧气造成鱼类等各种水生生物的死亡。由于严重影响观赏，我看到在靠近旅游景区的湖畔，使用漂浮带将蓝藻隔离在几米到十米之外。水面漂浮带可以有效隔离蓝藻，可以看到在漂浮带两侧的水质明显不同，但是并未从根本上解决水华污染问题。如图1，图2，图3所示。
我在太湖鼋头渚一处湖边，用矿泉水瓶取水样带回观察。蓝藻当天均匀分布在水中，静置两天后，蓝藻大量聚集在水面，但是一经摇匀，又会均匀分布在水中。说明蓝藻具有极强的生存能力。也就导致去除的难度增加。如图4，图5所示。
好奇的我去了图书馆，原来太湖蓝藻水华污染是由于以下原因：
（1）环境条件适宜：蓝藻水华多发生在夏季6-9月，有明显季节性，受温度、阳光、营养物质的影响。在温度在20℃以上、水体PH偏高、光照强且时间久的条件下，蓝藻就会形成气囊，浮出水面并且迅速繁殖，就形成蓝藻水华的现象。
（2）流域周边土壤化肥施放：作为鱼米之乡的太湖地区，周边农用地利用率很高，农民的化肥施放知识过少且环保意识低，因而施肥量普遍较高，且施肥不均匀，一般来说前期（春夏季节）施肥量过大，后期施肥量少或不施肥。春夏过量施加的化肥进入水系，加上温度适宜，导致大量水生植物茂盛繁殖漂，加剧水体富营养化。
（3）周围生活污水污染：在太湖周边小城镇的和农村的生活污水几乎不经任何处理就排进河道导致水体富营养化。
（4）鱼种放养不合理：富营养化的水体能促进蓝藻、铜绿微小鱼藻、螺旋藻等大量繁殖。蓝藻由于难以消化所以很多鱼类都不吃，仅有少数几种鱼类可以采食。如果此时能采食蓝藻的花白鲢鱼、罗非鱼等数量没有或者很少，就无法有效控制蓝藻的爆发。
（5）湖泊形态与水文特征：环太湖现有200多条入湖河流，但是太湖水的年换水量系数仅为1.3。这就使得入湖污染物排泄不畅，营养物质在湖内大量累积，为蓝藻生长提供了充分的营养条件。
（6）上游河水工业污染：我们都知道华东是国内最早发展现代工业的地区，从上世纪二十年代开始就有国内最早的的纺织业、机械加工业、化工制造业的工厂。改革开放后，地区产业发展更加迅猛。在产业发展的同时，部分规模小、环保设施落后的污染型企业环境保护和污染治理并没有跟上，有大量的污水未处理或处理不彻底直接流入湖中。随着水流不断集中，最终引发了太湖蓝藻爆发的危机。
（7）恶性循环：水中溶解氧过低，造成水生动物、植物老化死亡腐烂，进一步加剧水体富营养化。
原来是诸多原因导致太湖水体富营养化给了蓝藻发展的空间，得以在适宜温度下大量繁殖，才造成太湖游览时看到的水华污染现象。
那么现在有什么措施来控制住这个污染环境的蓝藻呢？
（1）及时打捞：在夏季高温水华容易形成的情况下，在水中将水华打捞另做利用。
（2）补放合适鱼种；在湖水中以每M2水面补放4500g左右花白鲢鱼种1400-1800尾。即可防止水华又能增加鱼产量。
（3）底泥疏浚：以专业疏浚队伍为主，机械清淤，在疏浚时，以表中层淤泥的疏浚为主，以维持湖底淤积量不增加。
（4）污水处理：污水集中处理设施同步配套建设除磷脱氮设施，开展除磷脱氮深度处理，控制带入湖中的磷、氮等污染物。
通過上述措施的实施，近年来江苏太湖、云南滇池、安徽巢湖等倍受污染的内陆湖泊水质逐渐改观，太湖从前些年的劣Ⅴ类水质现在一般都控制在Ⅲ类水质，但我们还是不能掉以轻心，因为蓝藻的结构简单，繁殖方式有两类均为无性生殖，一为营养繁殖，包括细胞直接分裂（即裂殖）、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法，另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等。目前尚未发现蓝藻有真正的有性生殖。
蓝藻这么麻烦，我们可不可以变废为宝，加以利用呢？
（1）蓝藻的特性分析。1）蓝藻是一大类古老的、无鞭毛、含叶绿素a、能进行光合作用、革兰氏阴性的原核微生物。它们不含有叶绿体，但含有类囊体，丰富的色素（叶绿素a、类胡萝卜素、藻胆素）均在类囊体上。其中铜绿微囊藻、水华鱼腥藻和变异鱼腥藻等含有丰富的营养成分，氨基酸含量比其他藻类都高。2）固氮作用。具有异形胞的蓝藻能在有氧条件下固氮，如鱼腥藻属和连珠藻属的蓝藻；而有些不具异形胞的蓝藻只能在无氧条件下固氮。
（2）蓝藻的扩展应用。1）作为水体富营养化的指标菌：能否通过实验寻找一定蓝藻数量指标作为水质的质量判断依据，快速确定需要检测的水体的水质。2）作为鱼类家畜饵料：蓝藻含有植物蛋白、多糖等丰富营养成分可以加工成饲料。但在蓝藻中，有些种类（如微囊藻）还会产生微囊藻毒素（microcystins，简称MCs），要注意加工方法，考虑蓝藻细胞破壁以利于消化吸收，同时去除微囊藻毒素，并与其他类型饲料配合使用，改善蓝藻适口性和营养结构。3）作为土壤有机肥：利用蓝藻具有固氮作用，能将空气中的N2还原为NH4+，可以作为有机肥改良土壤。日本在治理富营养化的湖泊，就采用此类措施，将藻类作为有机肥料，其肥效优于一般化肥，氮、磷、钾含量均高于豆饼、紫云英等植物性有机肥料，且不含对作物及人体有害的重金属，使用后不会污染土壤。4）改造地外星球环境：进一步加深思考，蓝藻是最早的光合放氧生物，在地球上已经生存了30多亿年。对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。作为地球初期改善环境的主要力量，能否推广到改善地外星球的生存环境。例如科学界计划中可以进行移民的火星，区域内试验逐渐推广。也许我们可以改造出第二个地球真正实现星际移民的梦想。
看吧！蓝藻就是这样一种让人爱恨交加的奇特生物，也许它不起眼，但是说不定在不久的将来，科学家们会利用它创造出更多更大的价值。
参考文献：
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