环境新议题:蓝绿藻的美丽与忧虑

美丽的水库与蓝绿藻

蓝绿藻虽然也叫藻,与水中其他藻类如矽藻、绿藻等同样具有光合作用的能力,但是基本特性却非常的不同。 它属于原核细胞的藻类,遗传物质散见于细胞中,与细菌较接近,因此近年来把它归类在细菌界中,称作蓝绿菌门。 

一般认为蓝绿藻在地球上已经存在超过35亿年,在淡水、海水、陆地,甚至温泉、极地、沙漠中,都有它的踪影。 它对环境的适应力强、竞争力大,能在恶劣环境中行光合作用,具水体中垂直移动能力,且能释放毒素或形成群体以抗拒掠食者。 蓝绿藻可以以单细胞、丝状或群体的形式存在于水体中,单细胞时可以小至1微米。 丝状藻可以是数十个细胞连结,长达100微米以上。 以群体存在时,每一群体可以达500个细胞以上,大到肉眼可以看见。 

青山绿水这个词常用来形容美丽的山水,绿色的水库水也的确令人看起来心旷神怡,但是过度绿色的水往往是水体中高浓度藻类和叶绿素所致。 含藻华的水增加许多自来水处理上的困难,且会衍生饮用水安全和口感问题。 

自来水安全的忧虑 

蓝绿藻中包含了多种能产生毒素和臭味物质的藻种,例如微囊藻、鱼腥藻、柱孢藻等,会产生具肝毒性的微囊藻毒和柱孢藻毒素,以及具神经毒性的鱼腥藻毒、蚌蛤毒素。另一方面,鱼腥藻、颤藻、浮丝藻等藻属会产生土霉味物质,使民众对于自来水失去信心。 

影响人体健康的水中藻类毒素兼具急性毒性和慢性毒性,最严重的藻毒素的急性毒性案例发生在巴西。 在1996年夏季(2月),巴西一家洗肾中心有131名病患经血液透析后突然发生视力障碍、反胃、呕吐等现象,其后有100位病患出现急性肝功能失常,76人死亡。 虽然当时无直接证据,但经事后水质和检体分析结果,推估水中有两种肝毒性藻毒,包括微囊藻毒和柱孢藻毒素,其浓度高达世界卫生组织标准限值的20倍(19.5微克/升)左右。 

除急性毒性外,长期饮用含低浓度藻毒的水,也会对人体造成慢性毒害,例如微囊藻毒素会累积在肝脏或胆囊中,国际癌症组织已判定微囊藻毒素(LR型)是可能的人类致癌物。 包括世界卫生组织,以及澳洲、纽西兰、巴西、欧盟等多个国家、组织,都列管自来水中微囊藻毒、柱孢藻毒素、鱼腥藻毒素等的浓度限值。 

对自来水口感的影响 

在口感影响方面,以土臭味和霉味物质最为常见,两者都是蓝绿藻或放线菌的代谢物,影响的并非人体健康,而是口感。 台湾地区许多水源来自地面水,水厂的自来水用户在夏季时经常觉得水中有土霉味。 许多人在吃淡水鱼时,也常觉得有土味,这通常是水中或鱼体中有土臭味或霉味物质造成的。 

这两种物质在浓度非常低的情况下约(5~10奈克/升=5~10 × 10 -9克/升),一般人就可以闻到味道,这个浓度远较一般自来水中污染物浓度(例如典型三卤甲烷浓度是10微克/升=10 × 10 -6克/升,典型硬度浓度是200毫克/升=200 × 10 -3克/升)低1,000倍至2千万倍以上。 

台湾地区自来水的水库水源中以霉味较常见,浓度多介于数个奈克/升至数十奈克/升之间。 但是部分水库可以高达数百奈克/升,在这种情况下即使是稀释20倍,一般人仍可以闻到水中霉味。 

虽然并无文献显示土臭味和霉味物质对人体健康有影响,但是口感不好的水会使民众失去对自来水的信心,因此水中臭味物质的去除也是自来水事业重要的一环。 

自来水处理的困难 

到目前为止,自来水厂采用的大多是传统的净水程序,包括混凝、沉淀、过滤、消毒等步骤。 基本上是以去除微米级以上的颗粒性物质,以及让细菌、病毒不再具活性为主。 藻体健康时多数的毒素和臭味物质是在藻体内,可以随着颗粒性藻体(也是微米级)的去除而同时移除。 但是在部分情况下,例如藻体衰老,藻毒素和臭味物质是以溶解态存在,这时去除效果就大幅降低了。 

水源中若有过量的藻体存在,会造成自来水厂过滤池阻塞,减少出水量、增加处理成本,在加氯消毒时,处理完的清水也会产生较多的消毒副产物,如三卤甲烷。 在传统水厂中,为避免藻类阻塞过滤池,往往在沉淀池前就先加氧化剂(例如氯),导致原先在藻体内的毒素和臭味物质释出,增加这些溶解性物质处理的困难度。 一旦污染物变成溶解态以后,部分毒素会被氧化,但是仍有许多无法在传统程序中去除,需要仰赖如薄膜、活性碳等高级处理方法才能有效去除。 

关于河川、水库等自来水水源中蓝绿藻的问题,长期而言,应该尽量减少水源中营养盐的排入,包括集水区管理,如兴建污水下水道、农牧废水管理、污染源的管制等,以避免水的优养化。 优养化水中藻类大量繁殖的结果,会使臭味物质和毒素出现机率大增。 

中短期的工作,则需借助对各个水库的经常性监测,了解水库中产臭、产毒藻种出现时机及其特性,才能对症下药,选择控制策略。 另一方面,在下游端应该提升水厂处理能力,以因应突然的藻华问题,在水厂中把藻毒素和臭味物质移除,以提供民众安全可口的饮用水。

除非注明,其他来源均为石飞博客整理发布,转载请以链接形式标明本文地址



shadow
大家都知道美国有个太空总署(NASA),日本也有类似的机构,汉字名称是「宇宙航空研究开发机构」,英文缩写JAXA。2003年5月9日,JAXA发射侦察器「隼」(Hayabusa)到小行星「系川
简介 对许多人而言,沙漠中的金字塔和骆驼商队、法老王的木乃伊、电影里的冒险寻宝故事,以及漫画「尼罗河的女儿」,
人类在环境品质的涵容範围内,有追求自由、平等和适当生活水準的基本权利,同时为了目前及未来世代,也负有保护及改善环境的严肃责任。回顾国际近五十年来发展的环境保护运动,其实就是对工业革命以来,
1972年美国阿波罗17号的太空人为地
如同人类的脊椎骨或蛇的体干一样,生物体常可见到具有反覆出现的构造单位,这些反覆出现的构造单位称做「体节」,不仅是脊椎动物,节肢动物如昆虫、甲壳类等,环节动物如蚯蚓、沙蚕或水蛭等,