蓝藻是地球上最早出现的生物之一。20世纪60年代,美国科学家爱尔索·巴格霍恩(Elso Sterrenberg Barghoon)在南非特兰斯尔的无花果树群浅燧石岩中,发现了类似细菌和蓝藻的微化石。据测定,这些蓝藻化石距今约31亿年。到寒武纪时,蓝藻特别繁盛,有学者将这个时期称为“蓝藻时代”。亿万年来,蓝藻默默地为地球提供着氧气,是目前地球大气圈的主要缔造者之一,在地球生物多样性的形成过程中,起着关键的作用。
“蓝藻是光合植物的先驱。”中科院水生生物研究所研究员李仁辉介绍说,他一直在进行蓝藻的基础研究。这是一种极其微小的生物,但关于它的分类问题却一直存在争议。一种观点认为,蓝藻属于藻类植物,是地球上出现的最早的绿色植物。也有科学家主张蓝藻不属于植物界,因为蓝藻没有真正意义上的细胞核。美国科景观水处理技术学家考帕兰(Copeland)就将蓝藻与细菌等生物一起,归入新的“原游泳池设备核生物界”。还有人将蓝藻单独划为“蓝景观水处理藻界”。“蓝藻具有双重性。一个是光合作用,因为它带有叶绿素,从这个角度看它就是一种植物;另外它比较微小,是一种细菌,所以它是植物性和细菌性的结合体。”蓝藻虽然能进行光合作用,但它和植物的不同点更多,所以目前大部分学者还是主张将蓝藻从植物中分离出来,列入原核生物。蓝藻是地球上生命力最旺盛的生物之一。现在的蓝藻“冷热通吃”,它能存在于90℃高温的温泉中,也能存在于冰山里,它细胞外有一层很厚的胶质,可以抵抗外界的冷热刺激。
蓝藻是一个成员众多的大家族。在蓝藻门下,分有三到五个目,150个属,共包括大约1500种藻类。在这些品种中,既有“好蓝藻”,也有“坏蓝藻”。国家一级重点保护植物发菜,就属于其中的念珠属。而著名的蛋白质补充剂螺旋藻,则是螺景观水处理工程旋藻属的著名成员。
“坏蓝藻”的典型是微囊藻属的蓝藻,正是它们,将河水与湖水染成蓝绿色的“水华”(water blooms),并散发出阵阵恶臭。李仁辉说,在上千种蓝藻中,会导致“水华”形成的不过近百种,而其中又有几十种可能对人体产生危害。
中科院南京地理与湖泊研究所的孔繁翔在一篇报告中指出了蓝藻水华的危害:“导致沉水植物难以生长;蓝藻大量生长,死亡腐败后气味难闻,破坏景观;死亡分解耗氧过多,导致其他生物缺氧死亡;局部湖区大量堆积死亡,破坏水源地水质;分泌毒素,直接危害生物生存与人类健康。”
温度是引起蓝藻大量繁殖的一个很重要因素。最常见的蓝藻在亚热带地区的25℃-35℃温度下繁殖较多。而今年的蓝藻大暴发同样也有着温度的促进。“大气变暖是肯定的促因之一。”孔繁翔说,以太湖为例,今年太湖过了一个暖冬,冬天藻类被冻死的少了,“在水底里存活下来的到了夏天就开始跑到湖水里疯长了”。国家环保总局副局长张力军也曾指出,虽然有人为因素的存在,但无锡太湖蓝藻的暴发离不开自然温度的影响,今年四月无锡的平均气温都在20℃左右,这样的气温适合了蓝藻的生长。
污染——富营养化是因,蓝藻是果
蓝藻生命力顽强,除了对温度不挑剔之外,更重要的一点在于它是一种“喜欢污染”的植物,对污染的喜好让它可以排挤掉其他生物,霸占一方水土。
在自然界中蓝藻的竞争力是非常强的,可以压下其他藻类,当水污染严重的时候,水里95%都是蓝藻形成的水华:首先,水体被污染,然后蓝藻大量生长,它释放出的毒素和散发出的气味继而再产生污染。如此往复,形成了水体污染的恶性循环。
“蓝藻暴发主要存在于静止的水体如湖泊中,是由氮磷高营养化引起的。工业污染品和循环水处理农业施肥导致的水源污染及生活垃圾排放是起因。”清华大学饮用水安全研究所所长,蓝藻治理专家刘文君说。
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