一言不合變“碧池”,科學討論里約的“碧池”
里約奧運會從籌備之初就新聞不斷,開賽之前奧運村甚至都是一片狼藉,伴隨著節(jié)儉出場的開幕式后,似乎關(guān)于里約奧運會的負面新聞戛然而止。然而最近兩天里約奧運會跳水比賽的泳池顏色又引發(fā)了熱議。從9日開始,里約游泳池就不是通常所見的藍色。
游泳池的水為什么是藍色的?
在找到泳池變綠的原因之前,我們首先要了解一下,為什么泳池的水是藍色的呢?
一個原因是,與光線折射有關(guān)。水本是無色的,游泳池壁和底部多采用淺藍色材料或涂料,這樣看起來,泳池也會愈加顯得明亮和干凈。
其二,游泳池里的水會添加硫酸銅、次氯酸鈉和明礬。其中,硫酸銅的主要目的是滅藻,對游泳池中的藻類進行清除,大概是1000立方米放一公斤,而銅離子在水中呈藍色。而次氯酸鈉和水反應生成有殺菌作用的次氯酸從而進行消毒,明礬主要起到沉淀作用。
里約游泳池怎么一夜變“碧池”?
8月11日組織者聲明這個綠色池水出現(xiàn)的原因是水處理設(shè)備里一種化學物質(zhì)用光了,造成了水體的堿度降低。
在頒獎儀式上,攝影記者捕捉到,羅切特新染的灰白色發(fā)型,經(jīng)池水一浸泡,已經(jīng)微微發(fā)綠。8月12日,奧運泳池水質(zhì)檢測已有臭味,因此跳水晨練取消。
經(jīng)過深入檢測,里約奧組委給出的答復是:奧運運動中心池水變綠是由水中藻類植物大量繁殖所致。
可是,這發(fā)臭的池水,運動員頭上的青絲,真的不是藍藻水華暴發(fā)的現(xiàn)象?
武漢東湖藍藻水華
到底什么是藍藻水華?
藍藻喜高溫和堿性水體,特別是在氮相對偏高的水體中大量生成。
水體中的藍藻正常時呈現(xiàn)平衡狀態(tài),可一旦條件適宜,藍藻就會大量繁殖,集中上浮到水的表面,形成一層綠油油的油膜。
嚴重時,藍藻會集成數(shù)厘米厚的藍綠色浮沫并有腥臭味,其生長數(shù)量變化是主力軍和主要依據(jù),因此,也被人俗稱“湖靛”。
一般而言,人類的活動會使得水體中營養(yǎng)物質(zhì)富集,引起藻類以及其他水生生物過量繁殖,水呈綠色或渾濁呈褐色,水質(zhì)惡化,即發(fā)生“水華”。
為什么會形成藍藻水華?
藻類大量繁殖形成的水華現(xiàn)象是水體富營養(yǎng)化的最常見的結(jié)果。淡水藻類的大部分門類都有形成有水華的種類。但是藍藻水華發(fā)生的范圍最廣,危害最大,也是大眾較關(guān)注的一種水華。
代表性淡水水華藻類
Representative freshwater nuisance algal bloom
(引自謝平.論藍藻水華的發(fā)生機制[M]. 科學出版社, 2007.)
藍藻水華并不一定是藍色。在自然水體中出現(xiàn)的藍藻水華呈現(xiàn)出各種各樣的顏色,但以藍綠色最為常見,這與水體中優(yōu)勢藻類的種類有關(guān)。
藍藻的生長繁殖及水華的形成受到物理因素(溫度、光照、水動力學等)、化學因素(N、P、C、微量元素等)和生物因素(包括與其他藻類的競爭、牧食、微生物作用)等錯蹤復雜的影響。
藍藻水華的暴發(fā)是藍藻內(nèi)在的生理學特征與適宜的環(huán)境條件疊加的生態(tài)學結(jié)果。
物理因素對藍藻水華形成的影響
為什么在自然水體中,夏季是藍藻水華的暴發(fā)季?又為什么高溫容易形成水華呢?
這些都與藍藻嗜好高溫的特性有關(guān)。
據(jù)科學家推測,早期地球表面十分炎熱,這種熱源為復雜化合物提供了能量,為原始生命的誕生奠定了基礎(chǔ)。藍藻是最早出現(xiàn)的生物之一,大部分藍藻的最適溫度是25~35℃,這使得大部分藍藻水華在夏季更具有競爭優(yōu)勢。
此外, 水體中的光照條件會對其中生長的藻類產(chǎn)生重要的影響,水文、氣候、氣象等條件也可以通過影響湖泊水體的分層、混合以及光照、營養(yǎng)鹽的可利用性等,從而直接或間接地影響藍藻種群的細胞密度、種群組成、垂直分布、生命周期等。
化學因素對藍藻水華形成的影響
藍藻水華一般發(fā)生在富營養(yǎng)化的水體中,這些水體通常含有過剩的氮、磷。藍藻同時還需要一系列微量元素用于各種代謝、生長和繁殖過程。
在大多數(shù)淡水中,微量元素可滿足藻類的生長需求。所以,微量元素成為藍藻水華的廣泛的調(diào)節(jié)因子似乎不大可能,但他們可能與主要元素(N、P)一起在決定藻類的競爭、活動并在組成中起到增效作用。
生物因素對藍藻水華形成的影響
藍藻天敵很少。與其他藻類相比,形成群體的藍藻較少被浮游動物所牧食。只有當大型浮游動物在初始密度很高,并能在藍藻達到影響浮游動物的臨界濃度之前抑制藍藻水華種群的建立,浮游動物才有可能抑制藍藻水華的發(fā)生。
據(jù)悉,游泳池的水溫一般在20-30℃之間,非常適合藻類的繁殖和生長。奧運會期間運動員在水池中洗下的汗水中含有大量的尿素,增加了水中氮的含量,為藻類的生長提供了適宜的環(huán)境。而這,無疑會導致藻類的暴發(fā)。
