有害藻华防治新动态：利用海绵进行治理

有害藻华（Harmful Algal Blooms，HAB）是指水体中微藻、大型藻或蓝细菌等快速增殖或聚集形成, 对水体生态系统及生物健康造成危害的生态灾害。海洋中常见的有害藻华现象包括由微藻形成的赤潮（red tide）、“褐潮”（brown tide）以及由大型绿藻形成的“绿潮”（green tide）和“金潮（golden tide）”等。有害藻华能够通过多种途径，如产生毒素、损伤海洋生物鳃组织、改变水体环境等危害海洋生物生存，从而影响人类健康和生态安全。

因此，研究和防控有害藻华生态灾害是海洋生态研究的重要内容。**有害藻华常见于近岸地区，例如河口和海湾区域。**有害藻华现象一旦出现，往往会持续数年甚至数十年。近年来，随着人类活动和气候变化对海洋环境的影响持续加剧，有害藻华影响的海域不断扩展，对沿海地区养殖业可持续发展、人类健康及海洋生态安全构成了严重威胁，已经成为全球性的生态灾害问题。

近日，一项研究发现，当漂浮的海绵涂上生物炭，并与氧化剂配合使用时，可以破坏湖泊和河流水样中超过85%的藻类细胞。在此前，去除或杀死产生毒素的藻类和蓝藻的方法都难以直接应用于水体。

来源：ACS Publications

研究人员发现，基于过硫酸盐的氧化剂（persulfate-based oxidants）可以控制藻华大量繁殖，但这些化合物需要催化剂，例如生物炭粉末（powdered biochar）才能起效。因此，该团队希望开发一种含有生物炭的漂浮材料，既能增强对有害藻类细胞的破坏，又不会产生破坏环境的副产品。

研究人员从三聚氰胺制成的多孔海绵入手，从虾壳中提取粉末状生物炭。他们在海绵和生物炭之间夹了一层薄薄的聚乙烯醇，在572华氏度（300摄氏度）的高温下将这两层物质连接在一起。浮动海绵与基于过硫酸盐的氧化剂结合，在五个小时内破坏了实验室培养皿中约 90%的铜绿微囊藻（M. aeruginosa）细胞膜。细胞膜破裂后，细胞释放出内部物质，并迅速分解成更小的成分。

除实验室研究外，研究人员还把这种海绵系统性应用于现实世界的水样中，发现它能灭活 85%以上的藻类细胞。基于这些结果，研究小组认为，在受有害藻华影响的水体环境中，这种海绵可以成为一种新型生态修复技术。

海绵示意图 来源：ACS Publications

参考文献：

1. Floatable 3D - ACS Publications, pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestwater.3c00202.

2. X, Science. “A Floating Sponge Could Help Remove Harmful Algal Blooms.” Phys.Org, 1 Aug. 2023, phys.org/news/2023-08-sponge-algal-blooms.html.

3. Progress and perspectives of harmful algal blooms studies in China. Oceanologia et Limnologia Sinica, 51(4): 768-788. http://dx.doi.org/10.11693/hyhz20200400127

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5. Anderson C R, Berdalet E, Kudela R M et al, 2019. Scaling up from regional case studies to a global harmful algal bloom observing system. Frontier Marine Science, 6: 250 DOI:10.3389/fmars.2019.00250.

编译：王家欣

审核：Irene

编辑：Tommy