伊利湖水华造成俄亥俄州40多万人的饮用水危机

一、伊利湖概况

伊利湖（Lake Erie）是北美五大湖之一，水面面积2.57万平方千米（在五大湖中居第四位，仅比安大略湖大），平均水深19米（在五大湖中最浅），最大深度64米，蓄水量455立方千米。伊利湖横跨美国和加拿大，呈西南-东北走向，东、西、南面为美国，北面为加拿大。湖的南岸是美国俄亥俄州、宾夕法尼亚州和纽约州，西岸是密歇根州，北岸是加拿大安大略省。底特律河（Detroit River）将休伦湖与伊利湖连通，尼亚加拉河（Niagara River）经过尼亚加拉瀑布将湖水引入安大略湖。

二、伊利湖的水华历史及现状

从上世纪50年代开始，伊利湖营养盐负荷增加，富营养化程度逐年加剧。在上世纪60年代中后期，伊利湖西部湖湾季节性地出现蓝藻水华，主要由鱼腥藻（Anabaena）、束丝藻（Aphanisomenon）、微囊藻（Microcystis）组成，附着性刚毛藻（Cladophora）也在此时大量出现。70年代，每年都有水华出现，主要以水华束丝藻（Aphanizomenon flos-aquae）为主。80年代早期没出现大规模的水华，而中后期的水华主要以束丝藻为主，此时外来物种斑马贻贝（zebra mussels）和斑驴贻贝（quagga mussels）开始对藻类进行滤食控制（估计每年滤食了26％的藻类，使透明度增加77％，但是生物入侵风险后来也引起关注）。1995年和1998年，伊利湖出现以微囊藻为主的大规模水华，尤其在1995年9月，绿色油漆状的水华覆盖了整个伊利湖西部湖区。2000年以来，微囊藻水华频繁出现，尤其在2003年8月，微囊藻水华在伊利湖西部湖区持续了一个月，是有史以来最严重的一次。2014年7月~8月，大规模的微囊藻水华再次出现，俄亥俄州托列多市（Toledo）自来水的微囊藻毒素浓度超标，造成40多万人的饮用水危机，俄亥俄州州长John Kasich宣布一些区域进入紧急状态。

三、现象分析

1营养盐

美国环保局资料显示，从1983-2000年，伊利湖营养指数不断下降，每年总磷浓度约下降0.2ppt。但是在最近十年，伊利湖营养指数反而呈现上升趋势，这与进入湖泊的磷负荷增加有关。近十年来，伊利湖西部主要入湖河流溶解性磷浓度明显增加。此外，贝类活动加速了底泥磷释放。

2藻类

上世纪80年代中期以前，伊利湖优势藻类主要是固氮的鱼腥藻和束丝藻。而90年代以来，优势藻类是不固氮，产毒的微囊藻。主要原因可能是磷浓度上升和贝类入侵，提高了水体氮磷比。此外，刚毛藻危害也需引起重视，刚毛藻是一种丝状附着性绿藻，从上世纪60年代中后期开始在伊利湖大量出现。许多刚毛藻形成毯状漂浮物和悬浮物，阻塞水处理格栅，增加维护成本。此外，刚毛藻易于在沿岸带附着、堆积腐烂，产生腥臭味。

四、伊利湖西部藻类水华的预测

自2008年，美国国家海洋与大气管理局（NOAA）每周对伊利湖西部的情况进行公告预警。NOAA及其研究合作伙伴通过模型进行预测，提出今年夏末伊利湖的西部将会发生严重的蓝藻水华。然而，比起去年的水华现象，今年的影响将会较轻。预测显示，在湖泊的西部水华影响程度将有所不同，且能够预测其浓度和影响范围进而进行划分。

此次对伊利湖的季节性预测采用了美国沿海海洋科学国家中心（NCCOS）科学家所发明的模型，该模型结合了大量的观测数据。其中包括德国海德堡大学国家水质研究中心对伊利湖长达12年的营养盐流动的监测数据和从欧洲航天局三颗卫星获得的卫星观测数据。

NOAA对伊利湖水华现象的预测旨在向海岸资源管理者和公众传达精确、可靠、及时的生态预测和重要的环境信息。“这种季节性预测的提出有助于我们了解水华的形成，进而能够找到减小其影响的措施。”NOAA生态预测应用研究中心的Richard Stumpf博士说。

资料整理：

谭啸 博士

孙千千