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嘉年华活动结束后,我喜滋滋的扛着《吃的真相》回家。很快,我的收藏沦为父亲的案头新宠,一直揉搓到卷页翻边才还我,期间他还身体力行地用云无心介绍的发面方法给我们科普了一顿大饼。

书终于传阅回我手中,跃入眼帘的第一句话就触动了我那根环境专业的神经:“营养诚可贵”?——营养专家和“富营养化”学者想的还真不一样。

垃圾是放错地方的资源(Rubbish is the resource placed in wrong place)

在演替完善的生态圈中,从来不存在严格意义上的“垃圾”,一方的代谢终产物往往成了另一方的食物来源。比如来自人类的废水,特别是生活污水和农田沥出的肥水,往往含有碳、氮、磷、硫这些营养元素,对于水生生态系统来说恰是营养丰富的肥料。

“水至清则无鱼”。一般来说,河流不会嫌弃人类的垃圾。

污水或污物排放到河流中,会先被河水稀释。那些能沉淀的颗粒物被收纳到底泥中,然后,微生物大军就开始摩拳擦掌了。污水污物中有不少大块肥料,但不加工就无法享用。因此,细菌必须先就着水里溶解的氧气,利用好氧反应,将这些难嚼的长链大分子有机物拆解成小分子,甚至直接分解成无机盐——大块的有机物被切成了小个头,甚至碎成二氧化碳(CO2),而其中的氮磷硫变成了铵根(NH4+)、硝酸根(NO3)、磷酸根(PO43)、硫酸根(SO42)等无机盐离子。好了,大家就都方便下嘴了。

分解有功的细菌近水楼台先得月,挑自己有用的先吃,剩下一些它们无福消受的无机物,就成了各种藻类的营养早餐。藻类,这些“净坛使者”每天清早浮出水面,就着阳光大快朵颐,吃饱了就长身体。这样,人类倾倒污物之日,正是微生物们开饭之时。各类营养元素日益丰富,黄藻、绿藻、蓝藻……互相争抢肥料,茁壮成长,河水开始呈现淡淡的绿色。

繁盛起来的藻类和细菌为水里的“微型消费者们”提供食物,很快,后者——水蚤、纤毛虫的队伍也壮大起来。然后?小鱼吃虾米,大鱼吃小鱼,这样一个生物多样性丰富的营养金字塔就因为我们的生活污水形成了。其实,如果小河流经的地方都是很清澈的石头河道,两边没有人迹和其他动物的污染,反倒会缺少这样营养元素的补充,供养不起鱼类。

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(400倍显微镜下水里多姿多彩的藻们)

资源放得太多还是垃圾(Resource is still rubbish when they are too abundant.)

人类发现了河水的自净能力,开始一个劲的往河里倾倒污水,小河也只好默默承受。

河里的细菌们撸起袖管加劲吃,此时,需要大规模调用河水中溶解的氧气来拆分有机物。还好,河水流动的过程能缓慢而持续的溶解氧气供细菌使用。而这个过程释放的营养元素就更多了,水里的蓝藻们得了便宜,开始崭露头角,河水从淡绿色变得浓郁起来。

人类看出了小河的好脾气,知道她不懂拒绝,于是变本加厉。小河里的好氧细菌们看到这个情形,一个个准备出手相援,却发现氧气不够了。氧气在清洁水中的溶解度大约8mg/L左右,也就是说25升水里溶解的氧气够你喘一口气用的,天热的时候还更少。溶解氧气的过程缓慢,理想状态下,如果一条河的溶氧降到了4mg/L,它要想回复饱和溶氧水平得花个两三天时间,这还是在没有好氧菌在里面添乱的情况下,可实际上,污水里好氧菌大量生长、分解有机物,它们吃的越起劲,氧气消失的就越快。氧气在浅水层还能略有补充,深水层就难以为继了。

氧气一旦枯竭,好氧菌就好似被掐住了喉咙。此时,饥肠辘辘地候在一旁、对有机物们觊觎已久的厌氧细菌终于等到了自己的机会,一哄而上,开始各自凭着自己的本事分解有机物。

和好氧细菌不同,厌氧细菌虽然也能咬碎有机物,但因为不能与氧气协同作战,也就不能将碳、氮、硫变成二氧化碳(CO2)、硝酸根(NO3)和硫酸根(SO42),而只能马马虎虎地应付,草草地将它们与氢撮合在一起——甲烷(CH4)、氨气(NH3)和硫化氢(H2S),你知道,这几位的味道实在不怎么样。小河变味了,而这还不是全部。

且不提得不到氧气的深层水,只看那勉强为继的表层。这时,藻类们由于得到大量营养而疯长,以铜绿微囊藻、水华鱼腥藻为首的蓝藻们开始狂欢。它们大量涌上水面,争抢着晒太阳,藻头攒动,这就是河水表面那层粘腻的蓝绿色水华,有时甚至发出令人不快的鱼腥味,不用看,那坏气味来自鱼腥藻。对了,在水生植物学家从显微镜下将这个无处遁形的家伙命名为“鱼腥藻”之前,鱼儿们为它背了几千年的黑锅。

在人类没有过度排放污水之前,好氧细菌和藻类之间原本形成了一种双赢关系,好氧菌分解出来的无机盐供藻类生长,藻光合作用释放的氧气给好氧菌分解有机物用。但现在,局面发生了变化,藻单方面撕毁了条约,严严实实的把水面盖了起来,阻止了小河原本从空气中获得氧气的过程,还在天黑以后落井下石——它们集体展开大规模的呼吸作用,消耗掉了仅余的一点氧气。

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(2007年5月太湖水华爆发时的湖水)

水体严重缺氧的时候,好氧微生物只是默默地退出舞台,而各种鱼类惊悚地逃离现场,最后一种邪恶力量正式登场了。

天黑了,水中氧气本就稀少,加上蓝藻生事,喘不上来气的鱼儿纷纷浮上水面,挤不上来或者来不及挤上来的,只能最终漂上水面。即便挤上来,也未必得个善终。忍受鱼腥藻的恶臭的同时,它们已然中了铜绿微囊藻的杀手锏——毒性堪比氰化钾的藻毒素,也没几口气好喘了。

小河不懂得拒绝,人类不懂得克制,其实,每年春夏,这样尴尬的营养盛宴都在不同的地点不断上演。这一切背后,是一个郑重其事的名字:“水体富营养化”。

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有毒的铜绿微囊藻


感谢兴业全球基金管理有限公司对本次活动的大力支持

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22 Responses to “[科学嘉年华专题]尴尬的营养盛宴”

  1. 小如说道:

    噢嘞嘞噢啦啦~沙发~

  2. 眉毛说道:

    板凳板凳~鱼腥藻那味道真的好恶心唉...

  3. jesse说道:

    解决办法呢?
    人工供氧?

    • newgnaw说道:

      处理富营养化有很多方法,
      比如清理河道,把里面的黑泥都掏干净了,不过黑泥过两年还会长;
      或者投加硫酸铜,就是家里鱼缸的蓝色净水剂,不过只能压制一段时间;
      或者用人把吃小鱼的大鱼吃光,营养就被移出河了,问题是人未必敢吃;
      最根本的,还是要减少污水的流入。

  4. V小左说道:

    嗯,还是很喜欢 科学松鼠会 的科普文章风格啊~~写得很妙很传神很通俗~~
    我会持续关注你们的哈~~

    你们出的书我也买了,真是很喜欢呢!

  5. hbchendl说道:

    在实验室里放了两瓶矿泉水,没开封的。过了一个暑假后,居然发现里面长了绿色。

  6. Lyon说道:

    太湖污染情况太严重了

  7. conwood说道:

    这个讲的很好啊。

  8. maokk说道:

    那么鱼腥味是鱼的?还是鱼腥草的?

    • newgnaw说道:

      河里的味道来源一般是藻类和细菌,不止鱼腥藻,很多都有味,
      细菌也都多少有些怪味,尤其是厌氧菌释放的硫化氢氨气什么的,
      鱼的贡献很少,鱼腥草,很多家鱼缸里都有,好像没有味道吧。

  9. 小C说道:

    文笔真好。赞一个。

  10. 兰心宝宝说道:

    好文好文

  11. 淡然说道:

    不错!很通俗!很喜欢!
    长了知识了

  12. subey说道:

    外行看的个热闹,
    内行看的门道~

    现在在想:白鸟的工作还真是不好干~

  13. 拼音佳佳说道:

    过去想着把城里的河道弄干净,现在的做法多半是想办法让河道能够处理更多的污物,这样就能减轻污染了.

    无节制的排放,河道的确吃不消.

  14. yrzhu说道:

    写的很好,赞一个

  15. lily说道:

    河水的自净功能,在工业化时代初期还好提提,现在恐怕不要提的好。人工合成的很多东西,在自然界难以降解,小的比如BPA,PCB,大的比如塑料。

  16. 潮儿说道:

    环境科普是目前最感兴趣的内容。通俗易懂,写得真好,学习了。

  17. [...] 普遍认为赤潮的一大诱因是人类活动向水体排放了大量的营养盐,造成上述藻类的大量增殖。但它的爆发与洋流、风力、水质等因素都有关系,多年来仍旧难以预测。与它类似的,就是近年来青岛频频出现的浒苔爆发,因为浒苔属于绿藻,所以又被称为绿潮,好在浒苔并没有毒素,只是遮蔽了水面的光线和氧交换,对水生生态系统的危害略小。淡水水体中也同样存在着这种情况,不过主力是释放藻毒素的蓝藻,而它爆发时水中的粘绿色被称为水华。嘉年华专题《尴尬的营养盛宴》)。 [...]

  18. [...] 普遍认为赤潮的一大诱因是人类活动向水体排放了大量的营养盐,造成上述藻类的大量增殖。但它的爆发与洋流、风力、水质等因素都有关系,多年来仍旧难以预测。与它类似的,就是近年来青岛频频出现的浒苔爆发,因为浒苔属于绿藻,所以又被称为绿潮,好在浒苔并没有毒素,只是遮蔽了水面的光线和氧交换,对水生生态系统的危害略小。淡水水体中也同样存在着这种情况,不过主力是释放藻毒素的蓝藻,而它爆发时水中的粘绿色被称为水华。嘉年华专题《尴尬的营养盛宴》)。 [...]

  19. audio0说道:

    来龙去脉 生动有趣 收获不少 谢谢作者 大学教材远没有这个清晰 当年看着很费劲

  20. versugw www.kuaipu.com.cn说道:

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