小小的藻類生長大爆發的「藻華」,如何影響經濟與健康?——《藻的秘密》

  • 作者/茹絲.卡辛吉;譯者/鄧子衿

藻華產生的軟骨藻酸,對人類與哺乳類都有威脅的毒素

全球各地藻華產生軟骨藻酸事件出現的次數不但愈來愈頻繁,面積也愈來愈大,這是因為海水變得更溫暖,同時有更多肥料流入海中所造成的。

根據最近歐盟的研究,軟骨藻酸對於海洋哺乳動物和人類都造成了嚴重的威脅。海獅經常因為軟骨藻酸中毒而死亡。人類如果無意間攝入了軟骨藻酸,會產生嘔吐、頭痛、無法辨別方向、癲癇等症狀,有的時候甚至會死亡。1987 年的加拿大愛德華王子島(Prince Edward Island),有四人因為中毒而死,另外還有超過百人生病,全是因為吃了受到汙染的海鮮。

紫貽貝(淡菜)。赤藻產生藻華時產生軟骨藻酸,容易易蓄積於濾食海藻的生物體內,因此可能經由食物鏈進入人體中。文字資料來源:衛福部食藥署;圖/嵌入自國立台灣海洋大學有毒海洋生物網頁

研究警告,住在海邊的人和以採集貝類為樂的人,最容易受到毒害。長期接觸到這種毒素,除了會產生上面所說的症狀之外,還會有記憶問題。由於貝類接觸到有毒的藻華之後,軟骨藻酸可以留在體內長達一年,美國華盛頓州建議消費者每個月食用刀蟶的次數不要超過十二次。

擬菱形藻形成的藻華也會造成經濟損失。

2015 年夏天,矽藻藻華從美國加州中部海域往北延伸到加拿大卑詩省外海,綿延一千五百哩,產生的軟骨藻酸濃度也破了觀察紀錄。州政府因此禁止在這個區域撈捕貝類長達四個半月,同時也警告消費者不要食用來自這個海岸線的貝類。漁民和岸邊相關事業損失了數千萬的收入。

藍綠菌會製造哪些毒素?

藍綠菌為何要演化出製造毒素的能力,到現在還不清楚,但這些毒素本來的目的可能不是用於防禦,因為藍綠菌在演化史早期中並沒有掠食者。

圖/GIPHY

微生物學家最近指出,最常見的藍綠菌毒素微囊藻毒(microcystin)可能是用來防護過多的紫外線,這類化合物的功能類似防曬油。如果劑量高的話會致命,劑量低時在肝臟中累積,也會對於寵物造成長期傷害。

另外還有其他的藍綠菌毒素:節球藻毒素(nodularin)存在於微鹹的水域中,而柱孢藻毒素(cylindrospermopsin)存在於淡水中。雖然不是所有由藍綠菌形成的藻華都有毒,不過我絕對不會在長著藻華的池塘或是混濁綠色的池水裡游泳,也不會讓我的狗喝這些水。

腰鞭毛藻形成的「紅潮危機」

但遺憾的是我們不只要小心綠色,具有紅色色素的微型藻類腰鞭毛藻(Karenia brevis)每年都會大量繁衍,從墨西哥灣岸起,往北延伸到北卡羅來納州的大西洋海岸,讓海水呈現暗紅色,並且對岸邊居民造成身體與經濟傷害。

美國加州外海的赤潮。圖/wikimedia

腰鞭毛藻所呈現的色調讓它們所形成的藻華也稱為「紅潮」(red tide)。紅潮中充滿能夠攻擊人類神經系統及毒害海洋哺乳動物的雙鞭甲藻毒素(brevetoxin)。多年前我前往佛羅里達州外海的安娜瑪麗亞島(Ana Maria Island)度週末假期,就親身體驗到紅潮的厲害。

抵達島上之後,我在海灘散步,卻覺得呼吸不順、眼睛發熱。我以為自己生病了,但是旅館櫃檯人員說這是當地的紅潮所引起的。雖然我沒有注意到海水呈現紅色,但是腰鞭毛藻的確活躍著,在海浪與海風的作用下,腰鞭毛藻飄入空氣中,被我這樣沒有留意而去海灘的人吸入。

遭遇紅潮的地區之所以不幸,是因為紅潮能夠持續好幾個月。

2006 年發生在佛羅里達州的紅潮持續了十七個月,讓當地的旅遊業一蹶不振。二○一七年在佛羅里達州發生的紅潮,到了二○一八年秋天依然造成損害,殺死的魚類和其他海洋哺乳動物,總重高達兩百七十萬磅,因為呼吸道症狀而入院治療的人數也破了紀錄。水中二氧化碳濃度提高(這是大氣中二氧化碳濃度提高所造成的),會刺激腰鞭毛藻生長,紅潮因而出現。

外來貝類導致微囊藻的大量繁衍,並且無時無刻都在釋放毒素

最近幾年的夏天,俄亥俄州陶雷度(Toledo)附近的伊利湖(Lake Erie)中,會出現由銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)和其他數種有毒藍綠菌形成的藻華。這些藻類讓湖水呈現噁心的綠色,看到這湖水表面藻華的人,把它描述成豌豆湯、綠油漆,或是薄荷奶昔。肥料逕流與水溫升高是藻華出現的主要原因,但是入侵的貝類也助了一臂之力。

斑馬貽貝(zebra mussel)和條紋貽貝(quagga mussel)在 1980 年代隨著船艙的壓艙水進入了五大湖,之後便大量繁殖。牠們會和魚類競爭,搶食藻類。但是這些貝類很挑食,不吃微囊藻,而是把微囊藻的競爭者吃掉,因此微囊藻在水中得以立足,並且大量繁衍,無時無刻都在釋出毒素。

看的見與看不見的藻華,持續地影響我們的生活

藻華不只難看,還嚴重影響了陶雷度市四萬名飲用伊利湖水的居民。2014 年,伊利湖出現史上最大的藻華,汙染面積高達三百平方哩,大約等於紐約市。

吸取湖水的管子距離岸邊數哩遠,由於受到藻華覆蓋,使得陶雷度市的公共用水系統關閉了兩天,不只沒有飲用水,也沒有清洗碗盤和沐浴嬰兒的水。從那時起,該市設立了早期預警系統,以便動用額外(而且昂貴)的活性炭過濾系統。不過我可以想像,陶雷度市民如果看到水源上完全覆蓋著藻類的衛星照片時,依然會覺得不安。

受綠潮襲擾的海岸線。圖/wikimedia

這樣的問題並不限於陶雷度市,現在蘇必略湖(Lake Superior)和紐約州手指湖(Finger Lakes)也遭到夏季藻華的入侵。

普洛伏(Provo)附近的猶他湖(Utah Lake)不但是熱門的度假地區,也是當地的水源,但是在 2016 年,湖水變成綠色,而且必須關閉,因為市政府發現湖中有毒藍綠菌的濃度是世界衛生組織認為「造成急性健康傷害」濃度的三倍。同年夏天,有幾個人在洛杉磯附近的金字塔湖(Pyramid Lake)游泳之後生病了。衛生官員測量湖水中的微囊藻毒素濃度,發現是警告標準的六倍。

在奧瑞岡州的上克拉馬斯湖(Upper Klamath Lake)是有毒藻華湖泊的典型。這座湖的湖水淺、湖面平靜,正適合水華束絲藻(Aphanizomenon flos-aquae)生長,這種藍綠菌生產的毒素能夠導致麻痺。奧瑞岡州克拉馬斯河上的水庫,也容易出現微囊藻形成的藻華(飲用水中的微囊藻毒素特別危險,因為就算煮沸也無法消除這種毒素)。這種危險並不只限於當地:通過水力發電的管路,這種藻類可以在一百八十哩外的下游出現。

有些傷害性藻華(harmful algal blooms)會讓水呈現螢光綠,或甚至是明亮的粉紅色,很容易就可以看得出來。但是看不見的藻華每年入侵了美國數千座湖泊、池塘和水庫。

美國地質調查局(US Geological Survey)最近發現,美國西南部地區有 39% 的溪流中有微囊藻毒素。在 2016 年夏天,有十九個州因為傷害性藻華而發布公共健康警報。在北半球,情況愈來愈糟,夏天出現藻華的時間愈來愈早,持續的時間也愈來愈長。

淡水中的傷害性藻華對經濟的影響,雖然現在還沒有完整的資料,不過堪薩斯州立大學在 2009 年的一項研究中估計,淡水傷害性藻華每年會造成二十二億美元的損失,原因包括限制了水上娛樂活動、造成岸邊的房地產下跌、拯救瀕危物種的費用,以及處理飲用水的花費。

——本文摘自泛科學 2020 年 1 月選書《藻的祕密:誰讓氧氣出現?誰在海邊下毒?誰緩解了飢荒?從生物學、飲食文化、新興工業到環保議題,揭開藻類對人類的影響、傷害與拯救》,2019 年 12 月,臉譜出版

 

關於作者

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