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为什么佛罗里达州的“前所未有”的藻华是有毒的?

佛罗里达州有毒的蓝藻水华引起了公众健康问题,原因是高浓度的氮和磷助长了它们的生长。

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无人机拍摄到的藻华画面。(图片来源:Dylan Hansen/Balance For Earth) 潜在有毒的蓝藻大量繁殖,冲刷着佛罗里达州的海滩,导致海滩游客无法前往,并引发了对公众健康的潜在影响的担忧。这些细菌属于微囊藻属,这意味着它们严格来说并不是藻类,并且已知会在氮和磷浓度高的区域出现。这两种化合物都从该地区的工业农业活动中渗入佛罗里达州的奥基乔比湖。当条件适宜时,藻华会产生一种毒素,可能导致接触者出现肾脏和肝脏损伤以及疼痛性皮疹。

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多种因素

一系列事件可能导致了本季度的微囊藻爆发,它们顺着圣卢西河迁移到大西洋,在那里藻华泛滥海滩,扼杀了旅游业。《纽约时报》报道称,奥基乔比湖由美国陆军工程兵团维护的一系列堤坝围合,该系统已有约80年的历史,亟待修复。在厄尔尼诺年,该地区往往会降雨增多,陆军工程兵团为防止洪水会从湖中释放更多水,这一过程大约在两周前开始——此后,已减少了水的流量。虽然这类藻华在湖中本身较为常见,但当富含氮磷的水通过圣卢西河排放并流入海洋时,就会引发目前正在席卷海岸的大规模蓝绿藻水华。美国国家海洋和大气管理局研究藻华的海洋学家理查德·斯图姆夫说,微囊藻需要磷和氮才能生长,氮也用于产生使其危险的毒素。这些藻类会产生影响肝脏和消化系统的神经毒素和肝毒素。

微囊藻 (Credit: Wikimedia Commons) 由于该地区大量使用化肥,奥基乔比湖中这两种化学元素的含量都很高,其中大部分最终会流入湖中。斯图姆夫说,微囊藻有有毒和无毒的菌株,其毒性潜力取决于哪种菌株能够胜过其他菌株,以及水中可用的氮的量。微囊藻产生的毒素在蓝藻生理中的确切作用尚不清楚,但它可能有助于细菌附着宝贵的氮。它也可能阻止以微囊藻为食的贝类和其他小型海洋动物。斯图姆夫说:“藻华刚开始时,氮含量可能很高,然后逐渐被消耗……通常,藻华的毒性会随着进程而降低。”“如果氮含量很高,它们就能产生毒素;如果氮含量不足以满足其细胞工作,它们就不会。”

毒性已证实

正如英国广播公司报道的那样,对细菌水华的测试已证实它们确实有毒。佛罗里达州州长里克·斯科特已宣布该州受微囊藻影响最严重的四个县进入紧急状态。藻华如果不及时报告,可能致命,尤其是在发展中国家。世界卫生组织报道称,1988年,巴西有42人在饮用了被蓝藻污染的水库的水后死亡。澳大利亚也发生过类似事件,一些140人在附近的蓄水池报告藻华后出现了肝脏疾病症状。这类病例通常很容易处理,但由于佛罗里达州的蓝藻水华覆盖面积广泛,处理起来非常困难。尽管如此,对人类的主要危险来自饮用受污染的水,因此如果居民遵循安全预防措施,对公众健康的影响应该可以忽略不计。除了哺乳动物,藻华也对该地区的鱼类种群有害。当细菌开始腐烂时,它们会消耗水中的氧气,导致鱼类窒息死亡。斯图姆夫说,目前也无能为力。虽然过氧化物等化学物质和麦秆包等更自然的疗法已被证明可以在小范围、封闭的区域杀死藻华,但微囊藻入侵的规模之大,加上潮汐的存在,使得清除藻华非常困难。他强调需要采取预防措施来控制未来的藻华,而控制奥基乔比湖中的化学径流水平是首要问题。因为细菌需要氮来生存和产生毒素,降低氮含量可以显著影响水中的蓝藻数量。

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