随着大家的环保意识逐渐加强，对我们生存的环境都有着广泛关注，不知道你有没有发现，每当高温夏季，原本清澈的湖面上都会飘着一片绿油油黏糊糊的绿漆，可你知道它就是蓝藻水华吗？你知道蓝藻水华会产生藻毒素吗？藻毒素？有毒？对的，有毒，那么今天我们可以一起见识一下这个有毒的藻毒素究竟是何方神圣。

图1 太湖蓝藻水华

也许你并不了解藻毒素，但人类历史上真的出现过由于有毒蓝藻水华所引起的人类疾病和牲畜中毒事件。1878年学者Francis首次报道在澳大利亚，亚历山大湖区（Lake Alexandrina，Australia）有毒节球藻水华污染饮用水导致家禽及畜类中毒昏迷后世界各地蓝藻毒素引起鱼类、鸟类、家畜甚至人类大规模患病乃至死亡的事件时有报道，1975年美国宾西法尼亚小镇的饮用水源Sewickley水库遭到有毒蓝藻污染，最后导致62%的当地人口患上急性胃肠炎；1996年2月巴西血液透析中心因误用被微囊藻毒素污染的水给病人做肾透析，结果造成126人出现了肝中毒症状，其中有60多人因肝衰竭死亡（谢平，2009）。看完这些报道事例你是否已经倒吸一口冷气了？

随着湖泊富营养化程度加剧而产生的藻类水华危害也早已引起了世界各国环境科学家的重视，其中最大的危害之一，就是我们今天的主角——由有毒藻类大量繁殖而产生的藻毒素。那么“杀伤力”这么强的藻毒素到底是何方神圣呢？

其实藻毒素是一类毒素的总称，不同的藻类能产生多种不同结构的藻毒素，一般按产毒蓝藻种类可分为微囊藻毒素（Microcystin）、束丝藻毒素（Aphantoxin）、节球藻毒素（Nodularin）、柱孢藻毒素（Cylindrospermopsin）、鱼腥藻毒素（Anatoxin）等，要是按作用的靶向器官不同还可分为肝毒素、神经毒素等（韩志国等，2001）。但我们常说的藻毒素其实主要是指微囊藻毒素（Microcystin，MC），大家可以先看看微囊藻毒素的照片，它是一类环状的七肽化合物，其中含有可变的X和Y氨基酸基团，不同的氨基酸基团组合可以形成不同的藻毒素异构体，目前在已知的异构体中，以MC-LR的生理毒性最大，是仅次于二恶英的剧毒物。如果人体直接接触含有藻毒素的水，会引起敏感部位和皮肤过敏; 少量饮入会产生头晕、目眩、恶心、呕吐等症状；另外藻毒素已被证明是肝癌的强烈促癌剂，长期摄入也会引起发肝癌等疾病。藻毒素的杀伤力大不仅仅是因为它的毒性大，还因为它的稳定性很好，易溶于水和甲醇，在高温、pH大范围变化和光照条件下都不会被破坏。

图2 微囊藻毒素化学结构通式（宋立荣，2009）

也许大家还记得2007年发生在江苏无锡的太湖蓝藻污染饮用水源事件，这次事件中无锡市70%的自来水被污染，200万人的生活用水受到了影响，发生此次危机的根本原因就是太湖富营养化导致蓝藻水华大量生长繁殖，在合适的气象条件下，促成了此次危机事件的发生。蓝藻水华发生时，湖面上总会漂浮着我们在开头提到的那种黏糊糊绿油油的东西，这里有大量生长的藻类和藻类死亡的腐败物，既会产生异味物质使湖水恶臭也会产生蓝藻毒素，特别是蓝藻的次生代谢产物——微囊藻毒素，直接威胁到我们的健康和生活，那么这种威胁是一年四季都存在吗？

在我国南方地区，藻类污染爆发一般会发生在5月和10月前后，影响藻类生长的最主要因素即温度、水流和营养在这个阶段都达到了相对合适的水平，如5月前，水温还偏低，藻类还无法快速生长，5月左右底泥微生物活性增强，容易引起聚集在底泥中氮磷等营养元素的加速释放，进而引起藻类快速繁殖，以致形成藻类水华爆发；在10月左右雨季刚刚过去，湖面水流开始变得和缓，温度依然很高，阳光充足，雨季冲刷使得大量氮磷营养元素进入湖泊流域，引起藻类再次快速生长形成水华。藻毒素作为藻细胞的次生副产物，是藻细胞进入生长期后开始分泌产生的，微囊藻在1-3天属于延滞期，刚开始生长，随后4-8天进入对数生长期，之后9-13天为稳定生长期，藻毒素就是藻细胞在进入生长阶段后期才开始大量分泌和释放的。当蓝藻细胞死亡或破裂时释放到水体中，并会存在很长时间, 直到被光解或生物降解（秦伯强，）。

面对藻毒素这个恐怖的敌人，预警监测当然是必要环节，目前各国科学家已经针对分布广、毒性大的微囊藻毒素建立了一系列监测技术。检测手段从生物方法到化学方法，从宏观到分子水平不断创新，世界卫生组织（WHO）于1998年推荐饮用水中藻毒素MC-LR标准为1.0μg/L，我国国标GB/T20466-2006也规定了高效液相色谱法和间接竞争酶联免疫吸附法测定水中微囊藻毒素的条件和标准。防治去除也是湖泊及水源地控制藻毒素危害的关键环节，各取水口在常规的单元净水处理工艺混凝“沉淀”过滤和氯消毒的基础上也不断综合并改进工艺来保证我们的饮水安全。

其实蓝藻作为最原始的单细胞生物已经在地球上生活了数十亿年，蓝藻爆发也并非是现代社会才有，地球上有化石记载的最早古赤潮就出现在2.5亿年前生物大灭绝之后，那时地球上的植被遭到彻底破坏，地表风化侵蚀作用的显著加强后大量有机质被带到浅海地区，造成了当时水体的富营养化，并引起了最早的蓝藻微囊藻大暴发。而现代社会正是随着工业化进程，地区经济的发展，带来大量的工业、农业、生活污水源源不断地排入湖泊流域，使水中氨氮等营养元素不断累积，湖泊生态系统自我调节功能不断被破坏，环境问题才日益严重。我国从南到北，特别是城市湖泊、沿海和东部湖泊以及云贵高原湖区的湖泊蓝藻水华现象都非常严重，不仅在国内，全球范围也有大约75%的封闭水体存在富营养化问题。

那么问题来了，面对这绿油油的湖面，这有毒的威胁，我们可以做什么呢？

图3 美国伊利湖（Lake Erie）西侧湖水已经变绿 

图片来源：http://gb.cri.cn/42071/2015/08/04/7931s5054528.htm

文章作者：金苗

所在单位：中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京，210008