2008年4月

赤潮，国际上称之为有害藻华(Harmful Algal Blooms，HAB’s)，是在一定环境条件下，海洋中某些微小生物(浮游植物、原生动物或细菌等)短时间内暴发性繁殖或高密度聚集，在单位水体中达到一定生物量且引起水色异常的一种现象。

研究表明，海洋营养盐污染导致水体富营养化是赤潮频繁发生的重要原因。随着我国经济快速发展，人口增加，对近岸海域的污染也日益严重。海水富营养化引起的赤潮灾害已经给我国带来了巨大的经济损失，严重影响了海洋经济的可持续发展。

1.山东半岛海域赤潮发生状况

山东半岛海域包括渤海湾南部和黄海海域的一部分。半岛陆地海岸线长2 930千米，海洋生物资源丰富，水产品总产值达1 445亿元，居全国前列。中国海洋环境状况公报数据显示，2005年我国海域共发现赤潮82次，其中渤海9次，黄海13次，东海51次，南海9次，直接经济损失6 900万元。赤潮主要集中于浙江中部海域、长江口外海域、渤海湾和海州湾等。含有毒藻种的赤潮共38次，主要有毒赤潮生物为米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)、棕囊藻(Phaeocystisglobosa)等。山东海域共爆发赤潮10次，累计面积达356平方千米。其中8月23日山东东营106海区附近发生的有毒棕囊藻赤潮面积约140平方千米，直接经济损失200万元。山东半岛海域近7年来赤潮发生情况，1999年4次，2000年2次，2001年3次，2002年3次，2003年5次，2004年和2005年均为10次，总体呈现快速增长趋势。

山东半岛海域水体富营养化严重，赤潮频繁发生的原因不仅由于山东半岛工业、渔业养殖业发达，排放入海的工业、生活废水超过其容纳限度，还因山东半岛海域大都属内湾和浅水区，水体交换能力差，封闭性强，循环自净速度慢。

1.1　胶州湾的基本情况

胶州湾位于青岛近岸海域，为青岛市的母亲湾。它北起即墨丁字湾，南至胶南黄家塘湾，水域面积为390平方千米，湾口最窄处仅为3.38千米。20世纪40年代以前，河流注入的泥沙及工业、生活废水进入胶州湾后，通过水体的自然交换，几乎全部携带到湾外，湾内基本处于稳定平衡状态。50年代后，由于青岛市及附近地市的渔业、工业、制盐等行业的迅速发展，排入胶州湾的工业、生活废水已经远超过了海湾本身容纳负荷。对胶州湾围海造地及各种海洋工程的开发，导致胶州湾水域面积急剧缩小，纳潮量由1935年的11.822亿平方千米减至目前的7亿平方千米。污水的过量排放及围海造地使胶州湾环境迅速恶化，海洋生物种类急剧减少，仅胶州湾河口附近潮间带生物种类就由54种锐减为17种，使原有3万亩养殖滩涂放弃了40%左右。

通过湾内不同监测站点实测流速，发现胶州湾水深较大，且封闭性强。除通道口和落潮水道的一些检测站，大多数水域涨潮流速大于落潮流速。在湾外水域，落潮流流速大于涨潮流，离湾口越远，落潮流优势越强。这导致排入胶州湾的污水无法及时向湾外消散，滞纳在湾内，水交换不畅。

1.2　莱州湾的基本情况

渤海面积为77 284平方千米，是我国唯一的半封闭海湾。整个渤海仅通过渤海海峡与北黄海相连，水交换微弱。渤海海水交换的主要动力为潮汐。

莱州湾是渤海三大海湾(莱州湾、辽东湾、渤海湾)之一，位于山东半岛北部，渤海南部，西起黄河口，东至龙口屺角。由于潍河、胶莱河、白浪河、弥河特别是黄河泥沙的大量携入，海底堆积迅速，湾口距离缩短。随着莱州湾区域经济迅速发展，河流输入量持续下降，海湾水域污染严重。目前，莱州湾西岸传统的捕捞对象毛蚶、对虾、毛虾等已无法形成渔汛。

根据国家海洋局烟台海洋环境检测站数据(1985～2003)显示，莱州湾近海海区污染物呈逐年上升趋势，1985～1990年为轻度污染，1990～1995年为中度污染，1995～2003年上升为重度污染。其中无机氮(DIN)、磷(DIP)、油膜、化学耗氧量(COD)、溶解氧(DO)等均已严重超标，其中DIN、DIP的超标率达到了100%。

2.山东海域赤潮频发的原因分析

2.1　近岸水体富营养化

近几十年人类活动对全球沿岸水体的营养循环已产生巨大影响，输入水域生态系统的营养物质正以惊人速度上升。例如，目前输入海洋的磷总量与几十年前相比增加了3倍，部分海域氮增加了6～8倍。海水富营养化是导致赤潮频繁发生的主要原因。就山东近岸海域而言，海域水体富营养化主要由陆源污染、养殖污染、石油污染及大气沉降造成。

2.1.1　陆源污染　山东半岛工业多集中于沿海地区。沿海七市排放工业废水近4亿立方米，其中青岛、烟台、潍坊三市尤为严重，主要污染物为无机氮、磷酸盐和石油类。2005年，山东省海洋与渔业厅对所属海域11个重点排污口和67个一般排污口检测结果显示，有75个排污口存在超标排放现象，超标率达到96.2%。陆源废水排放到海水中，海域水交换不畅，营养物质就会在海水中富集，为赤潮生物的快速生长繁殖提供了必要条件。因此，严格控制陆源含氮、磷等营养盐污水排放是预防赤潮发生的有效措施。

2.1.2　养殖业自身污染　我国是水产养殖大国，其中山东省海洋渔业及其相关产业产值占全国海洋渔业的27.8%，居全国首位。但许多地方片面追求经济利益，违反生态环境规律，造成海水养殖业自身污染严重。过度投放的饵料以及养殖对象的排泄物含有大量营养物质，加剧了水体富营养化程度。随着新的鱼类、贝类等养殖对象引入，也带来了新的赤潮生物。在许多地方，海水养殖区成为赤潮高发区。1997年10月和1999年7月曾在福建饶平发生的赤潮，其重灾区就是海水养殖区。

2.1.3　石油污染　随着山东经济迅速发展，能源需求剧增，石油造成的海洋污染也日益严重。2002年以前，渤海的油气田有8个，现在已达到16个，相应的含油污水的排放量由200万吨增加到1 000万吨左右。另外，海上油轮原油泄漏事故频发也加剧了污染的严重程度。2007年2月28日和5月11日在长岛海域发生的石油泄漏事故，污染海域面积达200平方千米，海水养殖产业损失在2亿元以上。含油废水或原油进入海水后，会引起大量生物中毒、死亡，打破已存在的生态平衡。石油本身富含氮、磷等有机成分，降解后会造成局部海域水体富营养化，诱导赤潮爆发。

2.1.4　大气沉降　大气沉降主要包括降水携带尘埃颗粒沉降及大气中的尘埃颗粒自然沉降，尘埃颗粒中的营养盐含量比一般雨水高10倍。由人类活动引起的大气污染日趋严重，大气沉降已成为近岸海域一个增长迅速的营养来源。统计显示，输入河口和沿海水域的氮源中，有20%～40%来源于大气沉降。

2.2　纳污区密集

水域纳污能力是指特定水体在一定环境条件下某种特定污染物的容许排放量，水域对污染物的承载能力可用此指标定量说明。水域对污染物的承载能力包括水体对污染物的稀释能力和自净能力。水域的稀释能力是指现有水环境对某污染物进行物理稀释所具有承纳污染物的能力；而自净过程是水体通过物理、化学、生物等因素实现水体净化，该过程由强到弱，直至趋于稳定。对于海湾或近岸海域来说，潮流和潮余流对污染物扩散起重要的作用。潮流包括涨潮流和落潮流，当海湾处于涨潮时，涨潮流带来的湾外新鲜海水在水动力的作用下与湾内海水混合，使湾内污染物浓度降低。退潮时，退潮流会将污染物带出湾外，完成污染物的扩散过程。当湾内潮余流场速度较小，且有涡旋存在时，海水将在此处滞留，易形成纳污区。在纳污区内，海水水体交换速度慢，更新周期长，富含氮、磷等的污染物在此积纳，海水局部富营养化严重，极易诱发赤潮灾害发生。

近30年来，渤海纳污区面积呈逐年增加的趋势。湖泊的纳污区可以通过清淤、播植藻类等方式解决，但对于大规模海湾尚无有效的解决办法。造成渤海污染物积聚是因为渤海水及污染物交换不畅。渤海污染最为严重的是渤海三湾的湾顶部海域，原因是渤海余流很弱，辽东湾顶部有一个逆时针涡旋，渤海湾北部有两个顺时针涡旋，而莱州湾西部存在一个范围较大的顺时针涡旋，这就造成了渤海三湾的湾顶部海域水交换不畅，污染物质在此迂回沉积，成为渤海主要的污染纳污区。胶州湾总体水域涨潮流速大于落潮流速，并在黄岛、团岛和薛家岛相围的狭窄海域存在一个逆时针涡旋，加剧了胶州湾水交换和污染物吸纳难度，形成了一个范围较大的纳污区。质子投放实验显示，胶州湾海域海水平均存留时间长达80天。

3.防治赤潮灾害的措施

3.1　加大管理和治理力度

资料显示，仅渤海湾因海水污染造成的损失就高达每年数亿元，而治理这些污染所需的费用更为巨大。如果可以治理胶州湾、莱州湾的污染，不仅会带来生态效益，而且有巨大的经济效益。

3.1.1　严格控制污染源　海水对排入的污染物有一定的自净能力，但能力有限。特别对于胶州湾、莱州湾来说，其特殊的地理构造导致自净能力更为微弱。国家应通过立法，加强执法和处罚力度，严格控制陆源污染向海洋的过量排放，特别是富含有机物和营养盐的工业、生活废水的排海量。对于工业集中、人口密集区域以及排污量大的工矿企业，应建立污水处理装置。对于无力建立污水处理装置的中小型企业，应将污水统一输送至污水处理厂进行处理。另外，对于船舶压舱水以及海上石油钻井平台产生的废水要加强管理，合理排放。

对于海水养殖引起的污染，应搞好海域功能规划，提高海水养殖技术，优化产业结构，确定合理的养殖密度，科学投饵，减少近岸池塘养殖和海上网箱养殖对海洋的污染。

3.1.2　赤潮水域治理　对已发生赤潮灾害的海域，可采取以下几种办法进行控制治理：①化学法：在赤潮爆发海区喷洒过氧化氢等可杀死赤潮藻类的化学药品，但剂量必须严格控制，以免造成二次污染。还可采取絮聚剂沉淀法、天然矿物凝絮法等除去赤潮生物。②物理法：在赤潮发生区，采用机械方法将含有赤潮藻的海水吸至船上进行过滤，清除赤潮藻类。也可通过架设围栏等方式控制赤潮海区，减少对外扩散，保护其他海区免受污染。对于养殖区，可通过人工增氧、过滤海水等方式保护养殖对象。③生物法：利用生态平衡原理，从自然界中筛选专一性掠食赤潮藻类的天敌生物进行遏制。研究发现海洋浮游植物病毒在赤潮的消亡中发挥着重要作用，如赤潮异弯藻病毒能够专一性瓦解赤潮异弯藻，使异弯藻赤潮快速消退；也可投放可感染赤潮藻的海洋细菌，控制赤潮；利用水生生物的食性不同，在赤潮水体中放养以藻为食的贝类或鱼类，亦能达到治理赤潮的目的。生物法针对性强，且不会对环境造成二次污染，是最有发展前途的方法，也是今后赤潮治理的必然趋势。

3.2　恢复河口湿地

胶州湾和莱州湾发生的赤潮均属内湾型赤潮，导致此类赤潮爆发的原因是大面积存在赤潮生物及富营养化的污染海水。在江河径流地域和入海口附近恢复建立大面积湿地生态系统，可将工业、生活废水中的氮、磷等营养元素和有机物质沉淀、吸收，缓解两湾水域的富营养化现状。水质监测数据表明，湿地生态系统对水体氮、磷、COD的去除率达75%、65%、25%，湖滩湿地对磷污染的去除能力达年度每平方米湿地5～10克。

3.3　加大赤潮检测

利用卫星遥感、监测船以及监测站等建立完善的赤潮监测预报系统，掌握赤潮生物的生长动态，作好赤潮防治工作。对赤潮灾害准确预报，及时采取措施，可避免赤潮藻类对海洋生态及海水养殖产业造成毁灭性打击。在赤潮多发地区及近岸水域、海水养殖区和江河入海口区域要进行经常性监控。

3.4　加快水体交换，构建生态平衡

针对胶州湾、莱州湾封闭性强，水体交换不畅，纳污区分布集中等特点，不仅要采取“治”，如限制入海污水总量，加大检测和处罚力度，还须进行“疏”，即加快两湾水体交换速度，改变纳污区分布，加速吸纳沉积在湾内的污染物。利用现有胶莱河河道，对其进行加宽加深，建成一条人工海河，可有效改善两湾生态环境。胶莱人工海河开通后会贯通胶州湾和莱州湾，为形成环山东半岛的大环流创造条件。黄海西岸沿岸流的部分海水将沿河道从胶州湾流入莱州湾，与渤莱沿岸流相连接，形成路线为渤莱沿岸流—黄海西岸沿岸流—胶莱海河—渤莱沿岸流的大环流系统。此环流系统以及潮汐系统所携带的水量会显著加快两湾水体循环自净速度，改变目前纳污区密集、水体更新周期长的现状。

4.小结

导致赤潮灾害发生的因素有很多，对胶州湾、莱州湾来说，主要原因是两湾富营养化严重且水交换动力不足。胶莱人工海河建成后，将加快水体交换，改善水质，提高生物多样性。胶莱海河工程将增加近300千米的海岸线及6 000平方千米河道水域，通过人工调节等措施，会形成一个新的河道产卵洄游场。生物多样性的增加以及新的生态平衡的形成有利于遏制赤潮发生。

(与孙伟合作)

2008年4月