上個(gè)月，在蘇格蘭的一個(gè)鰭魚(yú)水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)，一種藻類(lèi)的繁殖被認(rèn)為殺死了數(shù)千條大西洋鮭魚(yú)。據(jù)英國(guó)廣播公司Scottish Salmon Company發(fā)言人稱(chēng)，據(jù)懷疑最近幾周水溫升高是尼斯湖水華盛開(kāi)的原因。

這是我們?cè)陉P(guān)于鮭魚(yú)養(yǎng)殖的新聞中一次又一次聽(tīng)到的故事。藻華是由人為輸入還是自然環(huán)境波動(dòng)而引起的水溫和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)增加引起的一種現(xiàn)象。然而，它不一定是本地事件，因?yàn)檠罅骱惋L(fēng)會(huì)定期傳播水華。

藻類(lèi)監(jiān)測(cè)

最近，由于藻類(lèi)長(zhǎng)期繁殖，挪威沿海的水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營(yíng)者經(jīng)歷了鮭魚(yú)的大量死亡。藻華在許多方面會(huì)給魚(yú)類(lèi)生產(chǎn)者造成問(wèn)題。該新聞中最突出的問(wèn)題是有害藻華，有害物種的藻華會(huì)產(chǎn)生直接影響?hù)~(yú)類(lèi)的毒素，例如Karenia mikimotoi

然而，問(wèn)題不僅是有害的藻類(lèi)。鏈狀的、有刺的硅藻，如Chaetoceros，實(shí)際上會(huì)阻塞和破壞魚(yú)的刺，降低它們應(yīng)對(duì)氧氣壓力的能力。在某些地區(qū)，如蘇格蘭，可能會(huì)引起阿米比克吉爾病（AGD），藻華可能會(huì)加劇該問(wèn)題。當(dāng)藻類(lèi)整夜呼吸時(shí)，氧氣含量會(huì)嚴(yán)重耗盡。再加上這些鏈狀藻類(lèi)或變形蟲(chóng)引起的損傷，可能導(dǎo)致窒息。

采取什么措施來(lái)盡量減少藻類(lèi)在鰭魚(yú)養(yǎng)殖中爆發(fā)的影響呢？通常，根據(jù)位置和管理機(jī)構(gòu)，每1-2周需要進(jìn)行一次采樣以評(píng)估水中有毒藻類(lèi)的水平。還采取了其他舉措，例如利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)遙感，以預(yù)警藻華的發(fā)生。藻類(lèi)水華的早期預(yù)警對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者至關(guān)重要，因?yàn)樗�允許他們采用管理做法，以盡量減少藻類(lèi)水華的影響。例如，如果懷疑有水華，經(jīng)營(yíng)者可以增加養(yǎng)殖場(chǎng)的通風(fēng)，以幫助避免窒息或停止喂食，使魚(yú)在水柱中進(jìn)一步"沉降"，并盡量減少與水面藻類(lèi)的接觸。

雖然這些措施對(duì)早期發(fā)現(xiàn)藻類(lèi)大量繁殖和識(shí)別有毒物種有一定的幫助，但仍有其局限性。每周采樣對(duì)藻類(lèi)種群的日變化了解甚少，因此很容易漏掉藻類(lèi)水華。此外，衛(wèi)星測(cè)量依賴(lài)于晴空，測(cè)量可以是間歇性的。

然而，藻類(lèi)監(jiān)測(cè)不僅可用于海上監(jiān)測(cè)應(yīng)用。在沿海水域，藻華會(huì)引起重大問(wèn)題。通常，藻類(lèi)的生長(zhǎng)限制因素是氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而不是陽(yáng)光或二氧化碳。在沿海水域，含有高含量營(yíng)養(yǎng)成分的農(nóng)業(yè)沖銷(xiāo)已知會(huì)導(dǎo)致藻類(lèi)種群的突然爆炸。當(dāng)然，從海上以風(fēng)驅(qū)動(dòng)的水華運(yùn)輸也是一個(gè)促成因素。

事實(shí)上，這些沿海藻華會(huì)危害人類(lèi)健康。有毒藻類(lèi)會(huì)感染沐浴水域和貝類(lèi)。濾食性軟體動(dòng)物（如牡蠣），在以藻類(lèi)為食的同時(shí)會(huì)吸收這些毒素。在養(yǎng)殖或收獲貝類(lèi)供人類(lèi)食用的地區(qū)，因?yàn)槎舅乜梢赃M(jìn)入人類(lèi)飲食，因此存在風(fēng)險(xiǎn)。也許最廣為人知的案例是雙鞭毛亞歷山大藻。這種藻類(lèi)是造成"赤潮"現(xiàn)象的原因，當(dāng)被人類(lèi)食用時(shí)，可能導(dǎo)致麻痹性貝類(lèi)中毒（PSP）。

多參數(shù)藻類(lèi)熒光計(jì)，如Chelsea 的TriLux可用于監(jiān)測(cè)不同藻類(lèi)的含量。典型參數(shù)包括葉綠素-a、藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白和濁度。藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白是光合作用的色素，如葉綠素，通常存在于藍(lán)藻或者藍(lán)細(xì)菌中。藍(lán)藻的有毒物種很多，它們所含的主導(dǎo)色素存在物種間變異。因此，在給定位置對(duì)典型藻類(lèi)物種的特征（或某些有毒藍(lán)藻發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)）對(duì)于確定要監(jiān)測(cè)的色素非常重要。原位物種鑒定可能非常棘手，但現(xiàn)場(chǎng)安裝的傳感器將能夠檢測(cè)藻類(lèi)色素的任何增加，并通過(guò)訓(xùn)練有素的人員或其他技術(shù)手段來(lái)提取樣品并識(shí)別物種。傳感器的緊湊設(shè)計(jì)和低成本使其成為大規(guī)模部署和低功耗的理想之選，再加上廣泛的數(shù)據(jù)輸出和防污垢選擇，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期遠(yuǎn)程部署。

隨著藻華發(fā)生率和嚴(yán)重程度的明顯增加，可能是由于水溫升高和人為投入增加，對(duì)藻華的預(yù)報(bào)和緩解的需求比以往任何時(shí)候都更加重要。隨著全球人口的增加和發(fā)展中國(guó)家對(duì)蛋白質(zhì)的需求增加，解決這些問(wèn)題對(duì)于確保未來(lái)的全球糧食安全至關(guān)重要。

細(xì)菌監(jiān)測(cè)

浮游植物并不是沿海水域唯一值得測(cè)量的生物參數(shù)。污水排放會(huì)污染沿海水域，并同樣影響沐浴區(qū)和沿海貝類(lèi)漁業(yè)周?chē)�的水質(zhì)。大腸桿菌和鏈球菌等病原體通常存在于廢水中，如果廢水處理設(shè)施發(fā)生故障，可以通過(guò)與有毒藻類(lèi)相似的載體影響人類(lèi)。在英國(guó)的一些地區(qū)，收獲的貝類(lèi)必須經(jīng)過(guò)"凈化"過(guò)程，在此期間，它們必須在高度受控的環(huán)境中清洗自己48小時(shí)。然而，在全球范圍內(nèi)情況并非總是如此，細(xì)菌污染實(shí)際上對(duì)生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)可能會(huì)造成巨大損失。在供應(yīng)鏈的更上游，對(duì)貝類(lèi)的樣品進(jìn)行了常規(guī)有害細(xì)菌含量檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)含量高于被視為安全消耗的閾值，則可以丟棄整個(gè)批次。

同樣，還制定了沿海水域的定期取樣方案，以評(píng)估有害細(xì)菌的含量。然而，這些取樣方案具有與藻類(lèi)相同的局限性，每周或每月抽樣都可能導(dǎo)致重大污染事件。

色氨酸是作為細(xì)菌呼吸作用的副產(chǎn)品出現(xiàn)的氨基酸，是細(xì)菌污染的有用指標(biāo)。對(duì)沿海水域的色氨酸進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，有助于了解氨基酸的背景水平和時(shí)間變化，以及檢測(cè)重大污染事件。這對(duì)生產(chǎn)者和消費(fèi)者都很有用，因?yàn)樵诎l(fā)生污染事件時(shí)，農(nóng)民可以推遲收割或采取適當(dāng)?shù)膬艋�措施，以確保他們的產(chǎn)品不被拒絕，并且可以安全地供人類(lèi)食用。原位熒光計(jì)，如Chelsea的UviLux 單通道紫外線熒光計(jì)，用于檢測(cè)和定量色氨酸。

展望

隨著行業(yè)朝著以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)力的長(zhǎng)期解決方案發(fā)展，以?xún)?yōu)化業(yè)務(wù)流程和最大程度的減少環(huán)境影響，持續(xù)監(jiān)測(cè)藻類(lèi)等環(huán)境參數(shù)將在可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。隨著全球?qū)︳~(yú)類(lèi)和貝類(lèi)蛋白質(zhì)的需求不斷增長(zhǎng)，減輕種群損失和環(huán)境影響是確保未來(lái)不斷增長(zhǎng)的人口可持續(xù)食物來(lái)源的關(guān)鍵